前些时候,在媒体上看到发改委能源研究所原所长周大地对日本福岛核泄漏发表的一些评论,深感有话不吐不快。但因为身体原因,耽误延后了一段时间。

福岛核电站出事以后,西方一些国家出现了对核电进行反思的浪潮。周大地对此指出:“中国如果简单地跟着西方放弃核电,那是有点傻。”

我要说的是,如果能源专家不能深刻理解核事故的破坏力,那才是真的“有点傻”。

国家能源局前局长张国宝在接受媒体采访谈核电发展时曾打比喻:“空难事故那么多,是不是我们就不要发展航空了?”并且提到,不能因为每年有2000多人死于矿难,就“停止煤矿开采”。这样的比喻马上被《环球时报》的评论员撰文批评:核事故造成的危害,岂能跟飞机空难相提并论?

周大地也提到矿难问题:“我们的煤矿生产目前一年死亡约5000人,最多的时候,全国一年要死1万多名矿工。”他把这个数字与另一个官方数据——切尔诺贝利事故最终可能导致4000人死亡——进行了比较。其意自明。

但是,核事故一旦发生,不是死多少人的问题,而是影响多少代人的问题。当年的切尔诺贝利事故造成了广阔的无人区,今年的福岛事故也难以避免。核物质活动期长达上千年,将成为人类的一个大包袱。

周大地还谈到:“中国核电近期可达到年增1200万千瓦、中期可达到年增2000万千瓦的建设规模。中国核电2020年有望达到7000万~8000万千瓦的规模,2030年有望达到2亿千瓦规模,2050年达到4亿千瓦以上。届时,可提供全国15%以上的一次能源。”

中国现在在运转的核电规模不过是900万千瓦多一点,如果按照周大地说的这个速度发展,那么无疑是核能发展的大跃进。

他们提出这样高的发展速度,我们有没有作好准备?我看准备严重不足,安全方面的准备尤其不足。

我注意到,周大地参与的一项能源中长期发展规划研究中,谈到核能发展时,对安全问题几乎没有怎么涉及,只谈核能发展的资源问题。他们的理论模型认为,我国有200万吨以上的铀资源。但是我对这个模型的精度很表示怀疑。

中国并非富铀国家。根据国际原子能机构发表的铀供应及需求量报告,在2007年初,利用现有的技术和生产水平,全球大约可取得550万吨铀。而中国的国土面积约占世界土地面积的6.5%。那么我将这两个数字相乘,大概得到30万吨铀。甚至我敢判定,现在我们还没有30万吨铀。

国际上的报告又说还有1000万吨的潜在铀资源,那么我把这些都加上重算,中国所能掌握的铀资源未来也就大约是100万吨的规模。中国能从国际市场进口多少天然铀资源?恐怕比进口石油、天燃气还要困难很多!

在理论上,快堆能够使铀资源的利用效率从不到1%提高到60%,是很多专家大力提倡的核能发展方向。但是快堆也有问题,首先是现有快堆技术尚不够安全。可以加大投入,以确保其安全运转,但必然带来高成本。

其次,快堆技术的持续运转,离不开核燃料的后处理和核燃料的重建,这将是一笔很大的投资,将大幅度(不是只提高20%~30%)提高发电成本。

第三,中国现在研究中的快堆,其生产钚239的增殖系数,才约为1.2。国际上公认的合理的增殖系数是1.6。这也意味着,中国发展的快堆,其提取钚239循环次数,要多出3倍,这也必将大幅度增加发电成本。

据我所知,中国的快堆研发者还没有认真测算一下,中国将实现的快中子堆核电站的“大跃进”,其真实的发电成本究竟是多少?我们的疑问是:这一“大跃进”式的规划,是否属正确的选择?

福岛事件出来后,我们的核能专家纷纷表示中国的核电站比福岛安全。但是我觉得这样简单地作结论,是50步和100步的关系。你能说日本人不重视核电站的安全问题吗?或者说我们的核电站就全都属于安全类型吗?

现在很多人研究第三代核电站,说第三代核电站比第二代核电站安全。但据我所知,搞第二代核电站研究的专家并不认可这一结论。

日本人在建筑抗震上非常有经验,但他们也没有想到会出现9级地震。而我看到的资料显示,韩国核电站的抗震标准是6.5级,现在韩国有声音要求将标准提高到7级。我们中国核电站的抗震标准设防到底是几级?其出现事故的概率究竟是多少,是1%,还是3%?中国的核电专家对这些“数字”从来是“讳莫如深”。我希望能公布这些数字,由社会公众共同监督。特别是我希望他们能回答:我国有哪座核电站能抗福岛式地震?很难说我国未来绝对不会发生9级地震。

可能很多公众不知道,但圈内的人都知道,核电站抗震级别要达到8级或者9级,成本增加是天文数字。这样一来,核电的市场竞争力将大减。

但不管怎样,我们的核电站设计思路必须调整,标准必须提高,安全理念要加强,抗不了9级,至少也要能抗8级地震。

我觉得,福岛事故的发生的确值得我们深思,我国的核能发展规划也应该相应作出调整和完善,不排除作出大幅度的调整和完善。

(作者系中国科学院院士 肖洁/整理)(2011.5.26科学时报)

很多年以后,我还会记得,师兄光着膀子站立在硕大的污泥堆体上取样。臭哄哄的白色热气呼哧呼哧地从堆体里冒出,与师兄身上成群结队的汗水交相辉映。
 
我也还记得,师兄毕业后,我和小瑶蹲在硕大的污泥堆体上,一锹一锹地从堆体中取样。白色的蛆团突然暴露在我们面前,我吓得掉入堆体,小瑶怎么都拉不出我,泪水在我们脸上成群结队地掉下来。
 
保研面试时,导师说:污泥又脏又臭,我们的实验环境比较艰苦,你女孩子能受得了吗?
 
我知道,污泥是污水处理后的产物,含有大量有机物、重金属、病原菌、虫卵,很脏很臭——可那又怎样?我不在乎。
 
因为大学考察时,我就在小村庄见过随意倾倒的污泥,村民们不知它们的来源,只能叹惜:“我们村子越来越臭,一下雨,那脏泥水就到处流……”
 
后来我又被一则报道吸引——2010年,我国城市污泥年产量将突破3000万吨。随意堆放的污泥占用了大量土地并严重污染环境,而不经处理直接施用的污泥则造成了烧苗及重金属污染等问题……污泥考验中国环保!
 
所以,当导师问我的那刻,我答道:没关系,我想为环保做点实实在在的事。
 
那天,我穿着干净的白色运动鞋,深蓝色牛仔裤。那时的我意气风发。
 
进入研究所学习后,我和小瑶就前往实验基地。我们兴奋地站在发酵仓上方给师兄拍工作照,忽然,一丛丛白汽从脚下喷出,那恶臭熏得我们睁不开眼,师兄喊道:“快下去!开始鼓风了!”
 
我们的实验是将污泥进行生物堆肥,堆体高1.6米,在20天的发酵周期中,每天堆体都会定时鼓风。鼓风时会产生大量高温水汽,并且堆体内的恶臭物质会大量地外逸,置身其中的感觉就像是在化粪池里蒸桑拿……那天,我们的衣服在洗衣粉里泡了很久依然是臭的。后来师兄没让我们再上堆体,他说:“女孩子少干这些活儿。”
 
后来,都是师兄帮我们取样品,我们只需在实验室做实验。
 
然而师兄终于毕业了,剩下我和小瑶、客座学生萌萌一起去基地做实验。没人帮我们取样,我们自己蹲在硕大的堆体上,一锹一锹地挖堆体。可是挖了半天还没挖到取样深度,脚底却开始呼呼地冒白汽。
 
“开始鼓风了!下去吗?”
 
“要不坚持一会儿,师兄以前都不怕的。”
 
然而才坚持了一分钟,我们都撑不住了。99.9%的湿度逼得汗水从颈后渗出并一路南下汇集背脊上的汗珠;大片大片的水汽仿佛妖怪隐遁时放出的白雾,并且这白雾还是巨臭的,什么氨气、硫化氢、粪臭素应有尽有,如同一万个人同时朝你放屁!想必孙悟空碰上这样的妖怪都难搞定……
 
我们悻悻地爬下堆体,鼓风停止后再上去挖。终于挖到取样深度了,突然小瑶一声惊叫——原来我们脚下正踩着一大团张牙舞爪的蛆!我吓得往后一仰,掉入坑中,双腿陷入堆体,稍动就陷得更深,小瑶怎么都拉不出我,幸好在一旁干活的工人看到了,把我拽了出来。
 
看着我双腿的臭泥,回想起那一团蛆,泪水在我们脸上成群结队地掉了下来。突然间很安静,只听见堆体又开始呼哧呼哧地冒汽。我想起了两年前。
 
那时堆体上的热汽也是呼哧呼哧地冒着,但它们与师兄身上的汗水交相辉映。那时张牙舞爪的是乐呵呵的我们,不是蛆。因为我们没见过堆体里的蛆团。
 
是的,那时什么事都有师兄顶着。然而,时间总是要过去的。
 
记得保研那天,我还穿着干净的运动鞋和牛仔裤。那时的我,意气风发——因为那个绿色梦想。
 
现在,我恰好还穿着那双鞋和那条裤子。只是白鞋很黑,而且永远也刷不白了,牛仔裤很臭,裤脚即使洗白洗破,也洗不掉上面的粪味儿。此刻的我,突然很落寞……
 
开始懂了,做有些事是需要持续的勇气与毅力的。师兄不可能永远帮你顶着,而我们得成长;父母会心疼你,但我们既然选择了,就得担当。
 
有时我们会恨那个“绿色梦想”,把我们“骗”上了一条不归路,但当我们看到废弃物堆积如山,看到土地被污染得满目疮痍,看到受苦的人们不知情地唉声叹气,那一幕幕又坚定了我们的“绿色梦想”。
 
渐渐地,我们开始习惯了张牙舞爪的蛆,当衣服上爬满“花团锦簇”的小虫,鞋掉进污泥时,我们抖一抖继续穿上;也习惯了浑身散发着洗不掉的臭味走在路上,常有人疑惑地说:“怎么有股厕所味儿啊?”而我们一笑置之。
 
从基地回来一年后,我参加了学术演讲,幻灯片最后是我们的实验照片。《燃情岁月》的音乐响起,那隐约流露的忧伤有一种被温暖阳光刺伤的感觉。画面里,先是两年前师兄取样的照片,然后是我和小瑶站在大堆体上,戴着口罩和帽子的照片。照片里没有师兄,他们已毕业离开。
 
此刻,我一人站在演讲台上。照片里的小瑶也已毕业。
 
台下掌声响起,但我低下了头,泪突然在眼眶里涌动。
 
当年,有师兄罩着我们。因为我们是女孩。
 
后来,师兄毕业了,我们自己堆肥。“我们是女孩”——那又怎样?
 
其实,那些都不重要。
 
只要你记得,那年,我们一起堆肥,为了同一个绿色梦想。
 
(培养单位:中国科学院地理科学与资源研究所)
 
《科学时报》 (2011-06-27 A2 综合)

4月15日下午,由中国科学院研究生院和高等教育出版社共同主办的“中国科学与人文论坛”在中国科学院研究生院玉泉路园区举办第113、114场报告会。中国能源研究会常务副理事长周大地、中国发改委副主任解振华分别发表题为“中国可持续发展能源战略”、“积极推动气候变化国际谈判,努力实现我国的绿色低碳发展”的演讲。他们纵论中国可持续发展能源战略、我国的绿色低碳发展等问题,并与听众进行了深入交流互动。
 
     “中国科学与人文论坛”由著名科学家路甬祥和著名理论家郑必坚于2003年共同倡导发起的。论坛的宗旨是:从国家战略角度思考科学与人文、从科学与人文角度思考国家战略。 本报记者:王海霞

 

 

 

 

4月24日,中科院研究生院科技哲学研究生论坛举办第3、第4场报告会。该论坛由中科院研究生院人文学院主办,整合北京各高校和院所的科技哲学资源,为年轻学者提供学术交流的平台。

“年轻”是该论坛最重要的一个关键词。中科院研究生院人文学院教授肖显静对这项工作从一开始就非常支持,他对《科学时报》记者说:“在北京科技哲学领域里,还没有一个专门针对研究生开设的论坛。我们希望把这个论坛办成常规化的活动,为研究生搭建一个平台,提高他们的学术水平。”

科技哲学是一门交叉学科,需要许多跨学科的知识。学科的特殊性决定了它对学生的综合素质要求很高,因此不同研究方向的交流和碰撞,在肖显静看来就显得尤为重要,“平时大家各做各的研究,如果能找个时间聚在一起,学习彼此的科研技能和思维方式,是很有帮助的”。

人文学院执行院长任定成对此表示赞同,他希望论坛能为师生提供自由交流的机会。“我希望论坛越办越大,这里的‘大’不是指来的人多,而是涉猎的学科广、参与的单位多,希望大家能真正有所收获。”

除了要在中科院形成良好的学术氛围,论坛还期望与清华、北大、人大、北师大等顶尖高校开展交流。本期论坛就邀请到来自清华和北大的两名博士生,分别介绍了他们的研究成果。

清华大学科学技术与社会研究所博士生孙烨就国内外复杂技术的研究现状作了全面介绍,对复杂技术的各种定义进行了较为全面的诠释,并对复杂技术的未来发展进行了展望。

在题为《中国古代博戏中对蟋蟀行为的观察和认识》的报告中,北京大学科学与社会研究中心博士生陈天嘉通过搜集并考证中国古代蟋蟀谱,结合现代动物行为学的概念框架,分析了中国传统的认识方式和思维风格,并探讨古代经验对现代科学提供灵感和启发的可能性。

目前该论坛主要面向科技哲学领域的科研人员开办。除了给本专业的年轻人提供机会,肖显静还有另外一种期待:“如果我们专业的研究生论坛能办得不错,说不定也会推动其他学科开展类似的活动。”

(原载于《科学时报》2011年05月04日A2版)

 

 

 

能源地质科学的前沿探索与实践
——记中国科学院研究生院教授琚宜文



 
□闫佳
 
2008年4月,江泽民同志在《上海交通大学学报》上发表了一篇题为《对中国能源问题的思考》的论文,全面论述了能源问题的重要性、国内外能源形势、能源发展的科学思路以及能源发展政策分析。作为现代经济社会发展的基础,能源问题已成为中国乃至世界关注的焦点。能源的供给成为国民经济发展的重要限制因素,能源的安全问题事关国家安全,能源的利用涉及生态环境的安危。
 
中国是一个能源生产大国,也是一个能源消费大国。而煤炭在中国一次性能源生产和消费结构中一直占三分之二以上,在今后较长时期内煤炭仍将是中国的主要能源。
 
因此,对于拥有丰富煤炭和煤层气资源的中国,煤炭及煤层气的安全开采和综合利用,将在很长一段时间内成为决定能源供给和经济发展的关键性因素,而加深对煤与煤层气资源以及能源地质构造的研究,成为关键中的关键。拥有十几年矿场实践经验的中国科学院研究生院博士生导师琚宜文教授,以实践经验为基础,以科学前沿为起点,从煤层构造与构造煤储层物性、煤岩大分子结构与超微尺度变形机制、能源盆地构造演化及热动力学等前沿领域入手,进行了大量实质性的探索,取得了一系列重要成果。
 
博观约取 厚积薄发
 
1985年7月,年仅22岁的琚宜文从淮南矿业学院毕业,来到淮北矿业(集团)有限责任公司,从事矿井地质和煤田地质工作。16年来,他始终站在生产第一线,结合所学的理论知识,深入到矿场实践和考察,积累了丰富的经验,从普通助理工程师一直做到了高级工程师。在那里,琚宜文下井达3000余次,准确判断和预测了矿井下千余条10米以下落差的中小断层和层滑构造。多年来,琚宜文解决了煤矿中许多地质和开采技术难题,没有出现过一次地质工作失误,被誉为“矿井神探”。
 
凭借这些突出成就,1997年,琚宜文获评“全国百千万人才工程”淮北矿区首批专业技术拔尖人才。
 
16年栉风沐雨,琚宜文感受了人生的种种酸甜苦辣:居住环境简陋,连书都被老鼠咬坏;矿井路途崎岖,摔伤后十几天不能够下床活动;煤矿爆破凶险,好多次煤粉喷到脸上、眼睛里……
 
工作的艰辛,从未让琚宜文屈服。酷爱写作、书法和摄影的他,以满腔的青春热忱,写下《矿山男子汉》等诗歌,将自己倔强不屈的品格和豪放不羁的性情完全释放了出来。如今,47岁的琚宜文,回忆那段艰苦却意义非凡的往事时,却平淡地表示,在年轻的岁月里,在不断的拼搏中,自己找到了工作的乐趣,得到了人生的满足。能够为国家的能源事业作出应有的贡献,苦一点累一点,也很值得。
 
2000年,深感理论知识储备不足的琚宜文,为了紧跟时代步伐,毅然告别了奋斗了16年的岗位,重返课堂,开始了自己的继续求学之路。继2003年6月师从中国矿业大学王桂梁与姜波教授获得博士学位后,紧接着他又加入中国科学院研究生院侯泉林教授课题组,从事地质学博士后研究。2005年12月,琚宜文从研究生院博士后出站,留校工作至今,长期专注于能源地质科学前沿领域的探索研究和研究生培养。
 
科学前沿 成就典范
 
尽管工作环境由煤矿井下变成了科研院校,但琚宜文的心,从未远离矿区。除去教学和实验室研究工作,他把剩余的大部分时间都花在了矿区。凭着一股子韧劲,琚宜文攻下一个又一个课题,捷报频传。在鲜有人涉及的前沿领域,琚宜文本着一颗对科学奥秘的探索之心,取得一个个重要的科研成果,并多次受邀赴美国、澳大利亚及挪威等国家的科研院所进行科研合作与学术交流活动。
 
琚宜文的科研工作主要体现在构造地质、煤和煤层气地质、盆地研究等领域。在主要研究成果“煤岩变形与煤层气储层研究”中,他提出了三个理论:构造变形煤储层及地质控制理论、煤层流变和煤层韧性剪切变形理论、构造变形煤纳米级结构及其演化理论。
 
在多年的研究过程中,琚宜文作为国家自然科学基金多个项目的负责人开展研究;同时主持国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”中的课题;先后担任国家“973”项目“深部煤炭资源赋存规律、开采地质条件与精细探测基础研究”之课题和“高丰度煤层气富集机制及提高开采效率基础研究”之专题的负责人。
 
除此以外,他还先后主持了中国博士后科学基金项目“煤层韧性剪切带形成的物理化学响应与煤层气富集机理” 以及中国科学院博士后基金项目“煤层韧性剪切带的形成与富气机理及其采矿地质灾害性”,前者是当时地质资源与地质工程一级学科唯一获得一等资助的项目。
 
通过多年在煤矿现场对构造煤进行观测和在实验室测试的结果,琚宜文以构造煤的手标本或钻井煤心为尺度,总结出一套既适合于煤层气开发又适合于煤与瓦斯突出预报的构造煤结构—成因分类方案,给出了详细的分类依据并阐述了其形成的应力应变环境。
 
由于煤岩变形机制和变形程度不同,煤岩大分子结构和纳米级孔隙结构也发生不同程度的变化,根据不同类型构造煤纳米级孔隙结构特征,琚宜文提出了不同类型构造煤微孔级和纳米级孔隙结构的自然分类系统。
 
琚宜文等的理论研究表明,可根据煤层变形的强度、类型及分布,来预测瓦斯赋存和突出危险区、带。在实践中,他总结并提出了矿井地质分析预测方法:复杂构造整体分解综合法、地质规律递进预测法和地质工作循环反馈法等。该理论成果和方法在多个矿区得到推广应用,产生直接经济效益2000万元以上。
 
他的获奖成果“构造变形煤储层特征及地质控制机理”(获安徽省自然科学奖)以及“构造煤结构演化动力学机制及其地质意义”(获教育部自然科学奖二等奖),不仅建立了适合于中国地质特点的构造变形煤储层煤层气富集理论,而且开创了被视为煤层气开发禁区的构造变形煤的生成、储藏、解吸和开发的新思路。
 
琚宜文等提出的构造变形煤煤层气储集理论很快在我国煤层气排采过程中得到了验证,并取得了显著效果。在原认为是低渗的构造煤发育区,如两淮矿区、沁水盆地等找到了渗透性较好的区带,煤层气勘探开发出现了良好势头;运用煤层韧性剪切带和构造煤瓦斯富集理论,在两淮矿区多次成功地预测了煤与瓦斯突出的危险性,避免了重大事故发生,促进了安全高效生产,成为煤与瓦斯突出成功预测的典范。2005年,他系统地总结了构造煤的结构和储层物性演化的理论和研究方法,出版了学术专著《构造煤结构及储层物性》,成功地走出了一条由理论到实践再回归理论的研究路子。
 
在煤岩变形与煤层气储层研究的基础上,琚宜文也把一部分关注的重点放到了盆地构造及其热动力学研究方面。2007年,《中国北部能源盆地构造》由中国矿业大学出版社出版问世。
 
此外,琚宜文等的最新学术专著《中国华北盆—山耦合与能源聚集的构造—热动力学》即将出版,该书将理论与实际紧密结合,以全新的视角分析探讨了华北典型地区盆—山动力学演化、岩石圈结构转型及其与煤层气富集的关系,系统地总结了沁水盆地与两淮煤田不同成藏机理的构造—热动力学过程。同时琚宜文等人还系统分析了煤储层裂隙、断层、层滑构造、煤层流变和煤层韧性剪切带的特征及形成机制,深入研究了煤岩的变质变形作用及其微动力环境。在综合分析的基础上,进一步探讨并完善了煤层气富集的构造—热动力控制机制。
 
教学相长 授人以渔
 
2006年1月,琚宜文开始从事研究生教学工作。酷爱钻研的他,很快便总结出了自己的一套教学理念、教学方式和教学效果的理论。对他来说,教学是一门科学,也是一门艺术。
 
对于教学工作,琚宜文有三大理念:一是从传授知识到开拓思维和培养能力的转变;二是不断追踪科学前沿,拓宽知识面;三是以科研促进教学。作为教师,让讲课走出“讲、听、记、考”的老模式,他的研究生们则获得了科研和教学融会贯通所带来的益处。
 
在教学方式上,琚宜文亦有他独到的观点,即要认清教与学的关系,充分发挥研究生的主体作用;视研究生为朋友,以互动促进教学相长。为了讲好每一堂课,琚宜文通常都要提早10分钟到教室,作好有关方面的准备和板书设计,使自己胸有成竹、从容上阵、忙而不乱。
 
琚宜文非常看重课堂提问和课堂讨论,通过几年的教学实践,他总结了三条经验:提问时机最好安排在研究生通过听取教师的讲解而对某一问题有初步认识的时候;不要简单、轻易否定研究生的看法,在研究生的回答中尽力调取合理成分给予肯定和鼓励,然后通过深入分析来让研究生自己明了答案;通过对一部分内容的小结,引出课堂讨论,坚持每部分一小结,每章节一总结的做法。
 
为了强化教学效果,琚宜文通过让研究生撰写综述论文并上台作报告的方式,考查他们的思维方式、知识和能力。2009年琚宜文曾以《能源地质学》课程前六章的归纳为契机,要求研究生以创新思维对沉积有机质形成、转化过程与聚集作用进行系统全面的总结和讨论。结果研究生交上来的总结材料思路清晰、纲目分明、文字精练、图表并用,令琚宜文欣慰不已。他认为考核有三大功能:测学、促学、导学。地质课程的考核内容应侧重于实践、能力和分析,具体包括对课堂教学内容的分析、综合和表达。
 
琚宜文主要教授《盆地分析》、《能源地质学》、《盆地与能源研究进展与前沿问题》等研究生课程,他将盆山演化、煤层构造与宏观、微观、超微观尺度相结合,把能源、化学、地质等多学科融合到一起,让研究生受益匪浅。其中《盆地分析》和《能源地质学》课程分获校级优秀和优良课程奖,相关著作《中国北部能源盆地构造》和《构造煤结构及储层物性》分别获华东地区第八届优秀教材学术专著奖一等奖和二等奖。
 
《科学时报》 (2011-3-14 A5 人物)