一场能源供应领域的变革正在美国上演。10年前美国对页岩气的开采还微不足道,而现在它已占该国天然气开采总量的约四分之一。美国相关部门估计,到2035年这一比例将提高到约50%。有媒体评论说,这对一直寻求能源独立的美国来说,已是一场实实在在的“能源革命”。
 
“页岩气革命”影响美国和全球
 
随着页岩气产量迅速提高,国际能源署预计,到2015年美国将超越俄罗斯成为全球最大天然气生产国。
 
美国能源当局则预测说,页岩气将取代煤炭而成为仅次于石油的美国第二大能源资源,而且可能改变美国能源生产格局。
 
目前,页岩气产量增加拉低了能源价格,已成为美国振兴制造业的一大法宝。欧洲空中客车公司等许多国际大企业将一些制造项目迁入美国,看重的正是当地低廉的能源价格。
 
此外,得益于页岩气革命中的“水力压裂”技术,页岩油(一种石油)的产量也飞速增加,使美国石油产量强劲反弹,导致2011年,美国自1949年以来首次成为精炼石油产品净出口国。国际能源署认为,到2020年美国将成为全球最大原油生产国。美国康菲石油公司总裁瑞安·兰斯最近甚至表示,到本世纪20年代中期美国将不必进口石油。
 
包括《时代周刊》《华盛顿邮报》等媒体评价说,美国页岩气成功开发极有可能成为全球页岩油气开发的“引擎”,驱动能源产业出现一场革命……
 
而日本《朝日新闻》则认为,页岩气领域的革命大大提升美能源独立性,使美国出现“摆脱中东”动向,这将对全球地缘政治格局产生重要影响。
 
页岩气开发瓶颈凸显
 
得益于多年来的技术进步,页岩气开发在美国如火如荼地进行着。然而环境污染隐忧、与人争水等难题始终伴随着页岩气开发。
 
页岩气开采的核心技术是水平井钻井法和水力压裂法(或称压裂法)。美国超过一半的天然气都是通过压裂法开采获得。该方法是用“压裂液体”,即化学物质夹杂着大量水、泥沙,用高压注入地下井,压裂邻近的岩石构造,扩张裂口,使天然气能流入井中得以收集。但是这些活动可能会对环境和人类健康产生负面影响,其中包括污染空气、水源和土壤等。
 
更何况,页岩气生产区往往是缺水区,而该产业又必须消耗大量水资源,这就形成了一对矛盾,使其生产不可能无限制地快速增加。
 
由于诸多不利因素,美国纽约州和特拉华盆地已叫停了在该地区的水力压裂项目。各州和联邦政府还在制定更严格的管理条例,力图减轻页岩气开发所产生的环境影响。因此未来页岩气革命能否如前十年那样“高歌猛进”,有待观察。
 
美国“页岩气革命”能否复制?
 
美国“页岩气革命”也激发了全球对页岩气勘探开发的强烈兴趣。但美国的开发模式能否复制,需要考虑许多因素。
 
首先,需要发达的管道基础设施。美国有210条天然气管道,超过48万公里,覆盖每一个主要市场和页岩气区,这减少了开发的前期投入,是页岩气开发具备效益的直接基础。相比之下,欧洲和中国的管道里程和密度远少于美国,中国的里程仅为美国的十分之一。
 
其次,技术要求非常高。页岩气开发是一个系统、庞杂的工程,美国页岩气开发技术包含了钻井、测井、录井、完井、压裂、酸化以及提高采收率系统等技术。经过十几年的摸索,美国的技术体系才趋于成熟,使打一口页岩气井的成本低于其他国家数倍,而单井产量大幅提升。
 
第三,环境因素制约。开采页岩气所需的水力压裂技术会产生一些化学物质,这些物质很容易渗入地下水中。因此,欧洲人对页岩气开采明显更为犹豫,法国等多数欧洲国家就一直禁止水力压裂技术。即使在美国,页岩气开采主要集中在人口密度很低的地区,以防开采对周边居民健康带来损害。
 
第四,需要完善市场机制。美国能源市场体系较为成熟,政府为鼓励开发页岩气降低了准入门槛,使大量中小企业进行页岩气开发勘探,政府的减税措施更激发了它们投资及技术研发热情,众多企业的技术进步,加之管网对页岩气供应商的无歧视准入,最终使页岩气开采实现了经济性基础。
 
业内众多专家认为,忽视页岩气开发对美国乃至全球的政治经济影响,是莫大的错误,但也不应过分拔高页岩气开发作用。其是否足以促使美国工业复兴、美国开发模式能否全球复制,以及其开发能否进一步减小环境污染,这些问题都需要时间来回答。
 

中国载人航天工程办公室副主任、首飞航天员杨利伟少将10月27日现身上海交大钱学森图书馆,为“圆梦九天——中国载人航天工程的壮丽航程”展览揭幕。杨利伟在接受记者采访时表示,目前中国航天已经突破了载人、出舱、对接等关键技术,随着货运、供给等技术问题的解决,普通人享受“太空旅行”只是时间问题。
 
杨利伟还透露,“神舟十号”将在明年发射升空,其主要任务是进一步巩固载人技术,在飞行时间、太空科学实验方面有所突破。未来大型空间站建成后,太空试验平台将吸收大量科学家,因此进一步优化环境控制、生命保障系统也是非常重要的任务。
 
据介绍,本次展览以时间为序,分为“曙光初现——中国载人航天的早期探索”、“扬帆起航——飞天梦想化作国家发展战略”、“遨游苍穹——中国载人航天工程踏上飞天之路”三部分,共展出约150件珍贵实物、图片及文献资料,重点展出神舟四号飞船返回舱、长征二号F运载火箭模型、长征三号乙运载火箭模型等实物展品,力图通过全景展示中国载人航天工程的发展历程,充分展现以钱学森为代表的历代航天人为中国载人航天事业的发展所作出的开创性贡献。
 
杨利伟介绍,航天工程决策要求连续两次试验成功才可载人,因此神舟四号与神舟五号的环境配置基本一样,搭乘的模拟人身上插满了各种仪器设备记录数据以供研究。此次展出的神舟四号飞船返回舱已经拆除了内部仪器,但是外观乃至穿越大气层时的烧痕都被保留下来,是一件非常珍贵的展品。
 
当天的发布会上还出现了许多《少年报》的小记者。杨利伟透露,自己小时候就对飞行很感兴趣,那时自己住在机场附近,他常常能看到手拿飞行帽、挎着枪的飞行员从飞机上走下来,内心无比羡慕,所以后来义无反顾报考了飞行员。后来中国航天事业进一步发展,他又有幸成为了航天员。
 
开幕式后,杨利伟与钱学森之子钱永刚等嘉宾观看了青少年航天科技作品展示,包括中小学生自制航天航空模型展示表演、空间站创意模型展示、月球探索创意模型展示、自制水火箭表演以及学生穿航天服的太空行走表演等。
 
据悉,本次“圆梦九天——中国载人航天工程的壮丽航程”展览将持续到12月26日,与钱学森图书馆的其他展览一起向公众免费开放。

瑞典皇家科学院10月10日宣布,美国科学家罗伯特·莱夫科维茨(Robert J. Lefkowitz)和布赖恩·科比尔卡(Brian K. Kobilka)分享2012年诺贝尔化学奖,以表彰他们在“G蛋白偶联受体”方面的研究。

瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克当天上午在皇家科学院会议厅宣布了获奖者名单及获奖成就。他说,人的身体是由数十亿细胞相互作用的微调系统,每个细胞都包含能感知周围环境的微小受体,因此才能适应新的环境。两位获奖者的突破性研究揭示了受体中最大家族“G蛋白偶联受体”的内部运作机制。

随后,诺贝尔化学奖评选委员会详细解释了两位获奖者的研究成果。他们说,莱夫科维茨于1968年采用放射现象追踪细胞受体,他将碘同位素附着于不同激素,在放射物的帮助下成功揭示了一些受体,其中包括肾上腺素的受体即β-肾上腺素受体。他的科研团队将该受体从“藏身”的细胞壁中提取出来,对其运作机制有了初步了解。20世纪80年代,该领域研究又有了跨越式发展,科比尔卡通过巧妙的实验方法将β-肾上腺素受体的基因信息从庞大的人类基因组中分离出来。科研人员发现,β-肾上腺素受体与眼中能捕获光线的受体相似,他们并意识到,一定存在一个看起来相似且功能模式相同的受体家族。如今,人们把这些受体称为“G-蛋白偶联受体”,其中包括光受体、味道受体、肾上腺素受体等,这类受体拥有上千个基因编码。目前,约有一半药物都是通过“G蛋白偶联受体”而实现药效的,因此研究和了解“G蛋白偶联受体”至关重要。

2011年,科比尔卡又和研究团队拍摄到了β-肾上腺素受体被激素激活并向细胞发送信号时的精确图像,这是数十年研究得来的“分子杰作”。

一位评选委员会评委最后还举起一杯热咖啡说,人们能看到这杯咖啡、闻到咖啡的香味、品尝到咖啡的美味以及喝下咖啡后心情愉悦等都离不开受体的作用。

莱夫科维茨和科比尔卡将分享800万瑞典克朗(约合114万美元)的奖金。

相关链接:

2012年诺贝尔化学奖得主简介

揭开细胞信号传导之谜——中国学者解读2012年诺贝尔化学奖

中新网:两位美国科学家分享2012年诺贝尔化学奖

罗伯特·莱夫科维茨

布赖恩·科比尔卡
(图片来源:nobelprize.org

由厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心研制、厦门万泰沧海生物技术有限公司实现产业转化的世界首支戊型肝炎疫苗益可宁,10月27日在厦门正式上市。
 
戊型肝炎是目前在全世界蔓延的急性流行病毒性肝炎,其症状与甲型肝炎相似,但病死率更高,尤其对孕妇、老年人和慢性肝病患者危害更大。世界卫生组织2012年7月提供的数据显示,全世界每年约有2000万人感染戊型肝炎。但此前全世界并没有针对戊型肝炎感染的有效治疗手段。
 
益可宁上市前进行了为期2年、有11.3万人参与的大规模第三期临床试验。结果表明,疫苗对接种志愿者起到了理想的保护作用。中国科学家对戊型肝炎疫苗的成功研制被国际医药领域科学界和产业界誉为“全世界戊型肝炎防控领域的一个重大突破”。
 
中国肝炎防治基金会为益可宁成功上市,27日在厦门举办“戊肝流行病学与危害研讨会暨全球首创戊肝疫苗宣传推广会”。200多位来自卫生部、科技部、中国疾病预防控制中心和全国各地的专家、学者,就戊型肝炎流行现状、中国戊型肝炎流行病学及控制策略等发表专题演讲。
 
益可宁为世界创新疫苗研制开辟了一条新途径。厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心采用大肠杆菌作为表达系统,独创与酵母、昆虫细胞、哺乳动物细胞并行的第四基因工程疫苗研发路径,历经14年探索,投入近5亿元,为中国生物制药打破国际垄断搭建起独立自主的原始创新平台。
 
厦门万泰沧海生物技术有限公司总经理高永忠表示,公司将尽快把疫苗应用于育龄妇女、学生、老年人等高危人群的预防,同时积极与世界卫生组织及其他国际公益组织合作,争取使该疫苗能尽快造福于其他戊肝高流行国家和地区的民众。

法美科学家分享2012年诺贝尔物理学奖

瑞典皇家科学院10月9日宣布,将2012年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)和美国物理学家戴维·瓦恩兰(David J. Wineland),以表彰他们在量子物理学方面的卓越研究。

瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克当天上午在皇家科学院会议厅宣读了获奖者名单及其获奖成就。他说,这两位物理学家用突破性的实验方法使单个粒子动态系统可被测量和操作。他们独立发明并优化了测量与操作单个粒子的实验方法,而实验中还能保持单个粒子的量子物理性质,这一物理学研究的突破在之前是不可想象的。

随后,诺贝尔物理学奖评选委员们介绍了获奖者的研究成果。他们说,通过巧妙的实验方法,阿罗什和瓦恩兰的研究团队都成功地测量和控制了非常脆弱的量子态,这些新的实验方法使他们能够检测、控制和计算粒子。

两位获奖者的实验方法有很多相似之处,瓦恩兰困住带电原子或离子,通过光或光子来控制和测量它们;而阿罗什却让原子通过一个陷阱,从而控制和测量被困光子和光的粒子。

瑞典皇家科学院认为,单个粒子很难从周围环境中隔离观测,一旦它们与外界发生交互,通常会失去神秘的量子性质,使得量子物理学中很多奇特现象无法被观测到。但两位获奖者通过实验,能够直接观察单个粒子却不对其产生破坏,开辟了量子物理学实验领域的新时代。

阿罗什和瓦恩兰将分享800万瑞典克朗(约合114万美元)的奖金。

相关链接:

2012年诺贝尔物理学奖得主简介

中新网:法美科学家因量子力学领域突出成就获诺贝尔奖

塞尔日·阿罗什

戴维·瓦恩兰
(图片来源:nobelprize.org

 

英日科学家分享2012年诺贝尔生理学或医学奖

瑞典卡罗琳医学院10月8日在斯德哥尔摩宣布,将2012年诺贝尔生理学或医学奖授予英国科学家约翰・格登(John B. Gurdon)和日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka),以表彰他们在细胞研究领域作出的突出贡献。

诺贝尔奖评选委员会在当天的一份声明中说,两位科学家因“发现成熟细胞可以被重新编程为多功能的干细胞(即诱导多功能干细胞)”而获奖,他们的研究成果彻底改变了人类对细胞和生物体发展的认识。

声明说,人类从受精卵细胞开始发育,在受孕的第一天后,胚胎由未成熟细胞组成,每一个未成熟细胞都能发展成形成成年肌体的所有细胞类型,这样的细胞被称为多功能干细胞。随着胚胎的发育,这些细胞进一步形成神经细胞、肌细胞和肝细胞等在人体内承担特殊机能的细胞。很长一段时间里,人们曾认为未成熟细胞发展成特定成熟细胞是单向性的,不可能再回复到多功能干细胞的阶段。

格登早在1962年通过一项经典实验,发现已分化的特定成熟细胞要想变回“从前”,是可逆的。40多年后,山中伸弥发现完整的特定成熟细胞如何在老鼠体内重组成为非成熟干细胞,通过引入少数基因,他能将特定成熟细胞重新编程为诱导多功能干细胞,这种细胞与其他多功能干细胞的特点一样,都能发育成各种其他器官的细胞,因此具有重大的医学研究价值。

诺贝尔奖评选委员会认为,这些突破性的研究完全改变了人类对自身发展和细胞分化的认识,现在人们知道已分化的特定细胞不一定仅局限于其专门的状态。随着教科书的改写,新的相关领域研究也被确立。通过对人体细胞的重新编程,科学家开辟出了疾病研究的新途径,并为疾病治疗找到了新突破口。

相关链接:

2012年诺贝尔生理学或医学奖得主简介

中新网:日英科学家分享2012年诺贝尔生理学或医学奖

约翰・格登

山中伸弥
(图片来源:nobelprize.org