宁波光合作用与人工叶

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1、光合作用与新能源常文瑞中国科学院生物物理研究所生物大分子国家重点实验室1.能源的现状与思考2.光合作用的贡献与启示3.光合作用在未来能源产业中的地位能源形势与思考能源形势与思考---发展新型可再生清洁能源势在必行!已探明世界石油资源储量为12777亿桶。按照日均消费量为1.19亿桶大约可以使用68.7年。世界煤炭总可采储量大约为10010亿吨，按当前的消费水平大约可以持续使用190年。世界天然气探明储量大约为6040万亿立方英尺，储采比大约为66.7年世界化石能源的总储量按当前消费水平将只够使用100-200年!世界能源消耗趋势Internationalenergyoutlo

2、ok,2010到2050年，世界的能源需求将达到目前的2倍。传统化石能源（煤炭、石油和天然气等）已在人类长期、连续甚至过度的开发中，正一步步走向枯竭的边缘。人类面临的另一个严重问题是伴随产生的大气中的CO2浓度的灾难性升高:生物圈每年能够再循环CO240-70亿吨，而目前世界每年产生的CO2大约为250亿吨，到2030年将至少达到320亿吨(绝大部分来自于发电站和运输燃料)。----------欧洲“利用太阳能生产清洁燃料”的一份白皮书与能源消耗相关的CO2排放Internationalenergyoutlook,2010000IPCC警告说:无论怎样强调昂贵的能量资源被耗尽

3、和空气中CO2浓度灾难性升高所带来的惨重的综合效应都不过分。IPCC（IntergovernmentalPanelonClimateChange，气候变化的政府间协商组）的模拟清晰的显示了问题的严重性：模拟预测在CO2排放量减少后，空气中CO2的浓度仍将持续增长100~300年，然后才会稳定下来，同时地表的空气温度将持续的缓慢增长100年或更多。热膨胀和冰层融化将使得海平面在未来的几个世纪中持续上涨。改自ClimateChange2007：SummaryforPolicymakers,IntergovernmentalPanelonClimateChange(IPCC).据I

4、PCC估计，21世纪地球表面温度将升高1.1to6.4°C海平面上升时全球范围内受影响的区域http://www.globalwarmingart.com/东南亚地区受海平面上升影响的区域我国东部沿海地区（红色区域）将受影响http://www.globalwarmingart.com/我国人均化石能源占有量不到世界平均水平的一半，人均石油占有量不到世界平均的10%，人均天然气占有不到世界平均水平的5%。中国将是世界上能源需求量增长最快的国家之一，我国能源消耗量将在10年之后超过美国。此外，我国能源结构以煤炭为主，对于CO2的排放压力更大，因此中国对可再生清洁能源的需求尤为迫

5、切。中国的生存和发展需要足够的能源支撑引自：Internationalenergyoutlook,2010中国煤炭消耗趋势中，美，印三国能源消耗占全世界的比重BrookhavenScienceAssociatesU.S.DepartmentofEnergyWhoarethemajorusers?ArtificialnightsskybrightnessfromtheDefenseMeteorologicalSatelliteProgram(TheU.S.has4.6%oftheworld’spopulation,produces16.8%oftheworld’senergy,

6、andconsumes23.4%oftheworld’senergy)发展新型可再生清洁能源势在必行!解决能源问题的根本出路---太阳能在众多可再生能源中太阳能是最重要的基本能源太阳能核能水能风能海洋能地热能生物能(生物质能)氢能太阳能的能量太阳向宇宙空间发射的辐射功率为3.8×1023kW的辐射值，其中20亿分之一到达地球大气层。到达地球大气层的太阳能，30%被大气层反射，19%被大气层吸收，其余的到达地球表面，其功率为80万亿kW，也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于燃烧500万吨煤释放的热量。每小时到达地球表面（包括大气，陆地和海洋）的太阳能比人类2002年全世

7、界全年所使用的能量还多，一天到达地表的太阳能相当于地球上所有非再生能源（煤炭，石油，天然气，铀矿）的两倍。http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_power#Energy_from_the_Sun什么是太阳能?太阳能是最重要的基本能源，生物质能、风能、潮汐能等都来自太阳能。太阳能是太阳内部进行的核聚变而产生的巨大能量。太阳内部的这种核聚变反应可以维持很长时间，据估计约有几十亿至几百亿年，相对于人类的有限生存时间而言，太阳能可以说是取之不尽、用之不竭、清洁、廉价的理想能源。2