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什么是3E？3E之间的矛盾何在？
    人们在谈论能源问题时，常提到3E。什么是3E?
    3E指的是能源、经济和环境。在英语中，energy是能源，economy是经济，environment是环境，3E是这三个字的字头，被用来代表能源、经济和环境。经济和环境与能源密切相关，在谈论能源问题时，自然要涉及经济和环境。
    当今世界人口在不断增长，而且增长的速度越来越快。第二次世界大战以前，尤其是20世纪以前，世界人口增长相当缓慢，史前时期上万年、上千年还增长不了1％，17世纪以后增长速度稍微加快，但年均增长也就是0.5％左右。在第二次世界大战后人口增长速度发生了明显变化，20世纪40年代末到70年代初世界人口的增长速度接近2％。人口增长速度的加快，使人口倍增的时间在不断缩短，即世界人口每增加1倍的年限越来越短，史前时期需要几百万年，古代需要几千年，当代只需要几十年。1804年世界人口达到10亿人，123年以后即1927
年达到20亿人，33年后即1960年达到30亿人，14年后即1974年达到40亿人，而13年后即1987年就上升到50亿人，1999年10月12日“60亿人口日”的到来，显示世界人口增长10亿人的时间已缩短到12年。可以说，当今的世界人口在暴涨。
    当今世界不仅人口在增长，经济也在飞速发展。据国际货币基金组织2007年10月发表的《2007年世界经济展望》报告，2006年世界经济实现了5.4％的增长，比2005年高出O.6个百分点。预计2007年增长率为5.2％。可以说，当今世界经济在飞速发展。
    人口在增长，经济在发展，可能源，特别是石油、煤炭等目前大量使用的传统化石能源在减少。当今虽有大量新能源出现，但现在世界的能源消费还是以石油、煤炭等传统的化石能源为主。地球上的化石资源是有限的，大量使用已使传统化石能源的资源逼近枯竭，据估计，按当前的消费速度，到2040年，首先石油将出现枯竭；到2060年，天然气将用尽；世界已探明可采煤炭储量共计15980亿吨，预计还可开采200年。也就是说，到2200年也将面临终结。
    经济发展会使人们的生活水平提高，这本是件好事，问题是，经济的发展带来了能源消费的增多，这必然会增加对能源的压力。当今的世界能源资源短缺，地球的能源已经无法满足日益增长的能源需求。而随着世界人口的不断增加，能源紧缺的时期将会提前到来。可以说，人口增加、经济发展带来能源紧缺，这是当前人类面临的一大问题，也是3E之间的一大矛盾。
    全球能源需求的迅速增长，导致环境承载能力愈发不堪重负。环境污染和气候变化等问题正在变得日益严峻，已经成为人类面临的最大挑战。如果不能正确应对这一危机，将会造成严重的后果。
    这是3E之间最明显的矛盾，其实，3E之间的矛盾远不止这些，也不是这么简单，它们是循环的、多重的矛盾。人口增加、经济增长应是起始点。人口增加和经济增长造成能源消费的增加，双双对能源施压，导致能源不堪重负，特别是传统化石能源的资源逼近枯竭，引起能源紧缺。经济发展是离不开能源的，能源短缺必然会影响人类的正常生活，影响工农业的发展，最终将抑制经济的发展，导致经济下滑甚至衰退。
能源消费的增加，特别是传统化石能源消费的增加将严重地危害环境，环境质量变坏，必然要影响经济的发展，抑制经济的增长。因为作为经济主体的人没有了好的环境，甚至失去了正常的生存空间，经济怎能发展?经济受到环境的抑制怎能不下滑?怎能不衰退?
能源问题的出路何在？
    人类面临能源的主要问题，其实就是3E问题。解决人类面临的能源问题，就是解决3E之间的矛盾。
    3E之间的矛盾是循环的、多重的。面临这样错综复杂的矛盾，怎样来解决呢?
    3E之间的矛盾虽错综复杂，但它们的关系是清楚的，从图1—1中可以看到，引起能源资源减少的原因是能源消费的增加，而能源消费增加是经济增长和人口增加造成的。很显然，要解决这一问题的途径有两个：一是计划生育，控制人口的增加；二是抑制经济，放缓经济增长的步伐。
    另外，抑制经济、放缓经济增长的步伐确实也可以达到抑制能源消费增加的目的，但不可取。因为抑制经济、放缓经济增长势必影响经济发展，降低人们的生活水平。
    仔细想来，用控制人口、抑制经济的方法来放缓经济增长虽然有效，但都是治标不治本，都很难解决最终问题。那怎样才可彻底解决能源问题，实现治本去根呢?
    抑制能源消费增加有两个目的：一是防止能源对环境的污染；二是缓解能源紧缺。要知道，防止能源对环境的污染，不一定非要抑制能源消费，完全可以采用不污染、少污染的清洁能源来代替污染的化石能源。如果能源没有污染，再抑制能源消费也就没有任何意义。
    其实，缓解能源紧缺，也不一定非要抑制能源消费，完全可以采用可再生能源来代替现有能源。如果能源可以再生，那么能源就会取之不尽，就不用再担心能源枯竭，能源紧缺的局面也就会自然消失。如果有了足够的能源可以消费，如果可以让人们去随便用，随便去消费，就用不着再去用抑制经济来放缓经济增长。
由此看来，采用不污染、少污染并可以再生的绿色能源来代替传统的化石能源是解决现有能源问题的真正出路。
作为21世纪新能源的必要条件是什么？
    要想提高人们的生活水平，实现可持续发展，必须拥有足够、持续可用的能源，面向21世纪，开发代替化石燃料的绿色能源是迫在眉睫的大事。
    作为21世纪的新能源，需要具备哪些条件呢?人们普遍认为其基本条件可包括下面的四个方面。
    (1)作为21世纪的新能源必须是“绿色”的，不仅是不污染、少污染并可以再生的，而且还应是不给地球环境增加任何负荷的能源。
    (2)应是资源丰富，生产量和储量都能够满足今后人类社会发展需要，可持续的永久性能源。
    (3)应是易于开采、易于生产，价格低廉，不超过现在化石燃料价格的能源。
符合以上条件，可作为21世纪新能源的有风能、海洋能、地热能、太阳能和生物能等，但资源最丰富、最不用担心枯竭的能源应是太阳能。
什么是太阳能？
    说起太阳能，有人认为是一种新能源，其实不然，从地球一诞生，生命一出现起，地球就没有离开过太阳，也没有离开过太阳能；人类也不例外，吃、喝、成长、发育都离不开太阳能，赋予人们生命的就是太阳能。没有太阳能，哪会有地球的今天?没有太阳能，哪会有生命?没有太阳能，哪会有人类?
    太阳从东方升起，从西方降落，它带来的不仅是光明、温暖、四季和昼夜的更替，抚育万物，造成大气层中的风、雨、雷、电，还提供了生命所需的一切。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳，严格来说，它们都是太阳能，是太阳能的变种，是太阳能的另一种形式；即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)，从根本上说也是远古以来储存下来的太阳能，所以广义上的太阳能所包括的范围非常大。
    但现在所指的是狭义的太阳能，则仅限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。
太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无须运输，对环境无任何污染。
太阳的构造是怎样的？太阳能的资源有多少？
    想了解太阳能，首先要了解太阳的构造。太阳是距离地球最近的一颗恒星，简单来说，太阳是一个炽热的大气体球。它的直径约为139×104km，是地球直径的109倍，其体积是地球的130万倍，而质量为地球的33万倍，所以，它的密度只是地球的1／4。太阳通常可分为内球和太阳大气两大部分。内球的外层是处于对流之中的流体区域；太阳大气又分为两层，其底层称为光球，就是人们平常所能看见的部分。其上面是厚约几千公里的色球层，最外面是一层密度很小的日冕，它的形状不规则，而且经常变化。从太阳球心到平均半径为l／4的范围内，含有总质量的40％，温度高达1500×104℃，密度超过1009g／cm3。在平均半径的70％处，温度降至50×104℃；在外面的对流层中，温度进一步降至约6000℃，密度降至0.01μg／cm3。
    太阳的主要成分是氢和氦，其中氢约占78％，氦约占20％。在异常的高温、高压下，原子失去了全部或大部分核外电子，它们在高速运动和互相碰撞之中，发生多种核反应。其中最主要的是氢聚合变成氦核的反应，称为热核反应。
    根据爱因斯坦相对论可知，通过热核反应，质量可以转换为能量，其公式为：
    E=mc2
    式中，m为物质的质量；c为真空中的光速(3×108m／s)。
    太阳每秒将6亿多吨氢变为氦并产生大量的能量。这些能量发射出来，总功率相当于3.8×1020MW。尽管太阳的发射功率如此巨大，但是，太阳的质量毕竟太大，照这样消耗下去，仍然能够维持几十亿年。
 

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