石油枯竭的後天

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人類未來的通行方式本來就是海陸空全方位、立體式的交通。在由地下交通（地鐵）、地面交通（火車、汽車）、水路交通（輪船、潛艇）高空交通（飛機、航天飛船）所構成的立體交通空間中，唯一沒有被佔據，而且大有發展空間的就是低空交通了。未來的“飛車”完全可以和直升機、飛艇等低空飛行器相媲美。氫能源車的盛行將使交通堵塞問題迎刃而解，司機們的自由度也將大為增加，塞車的時候就不用再無奈地等待了，至少可以選擇飛離現場。不過，舊問題的解決總會帶來新矛盾的產生。對於今後出現“低空交通管制”這樣的交通新術語，恐怕我們就不必見怪了。

儘管目前汽車工業遇到了種種困難，處於前所未有的艱難境地。但同樣也需要看到，汽車工業展現出了去故納新、生機萌動的另一面。與石油工業的暮色沉沉、日薄西山相比，　新能源汽車業更顯朝氣蓬勃、前路廣闊。從這個意義上說，汽車的明天比石油好。

能源更替過程的脈絡

人類社會的能源更替過程有著一定的脈絡可循，其最基本的規律前已闡述。從最初伐薪燒炭，到後面利用氫能，人類社會所利用的能源從全部含碳到碳氫互存，再到全部含氫。逐步實現著從低品位能源向高品位能源，從低清潔能源向高畫質潔能源的演進過程。當氫能作為主導能源挑大樑的時代過去後，為了使能源利用過程更加清潔，人們將會利用氫的“同胞兄弟”，也即氫的同位素氘和氚元素（分別讀作dao和chuan）作為能源開發的物源（見圖4…1），它們的“含氫量”看起來更大，氘和氚分別被稱作重氫和超重氫。這看起來是人類社會的終極選擇。

薪柴 煤 石油 天然氣 氫 氘、氚

固態 液態 氣態 等離子態

圖4…1　能源替代過程的狀態

所謂同位素，是指一種元素存在著質子數相同而中子數不同的幾種原子。由於質子數相同，那麼核電荷數和核外電子數也都是相同的，因此，同位素的化學性質是相同的；而由於中子數不同，同位素的原子量會有所差別。打個簡單比方，氫、氘、氚就好比是性格上極其相似，但體重有所不同的三胞胎兄弟。如果將氫的體重比作1個單位，那麼氘和氚的體重一個比一個大，分別是2個單位和3個單位，這也就是氘被稱作重氫，氚被稱作超重氫的原因。

第五章　迎接新能源的革命（8）

相對於化石能源的有限儲量，氘和氚在海洋中可以說無處不在，其含量高達幾十萬億噸，幾乎是無窮無盡的。氘和氚是自然界中最容易實現核聚變反應的元素，如果將海水中蘊含的氘和氚全部用於核聚變反應，其釋放出的核聚變能足夠人類利用上百億年。所謂核聚變能，簡而言之就是等離子態的較輕原子核聚合為一個較重原子核的變化過程中所釋放出的能量。這一劇烈的能量釋放過程遵守自然科學中著名的質能方程。原子彈（核裂變）、氫彈（核聚變）正是基於這一原理而成為現實的。

在進行核聚變反應時，氘和氚元素處於等離子態。我們知道，物質通常被分為固態、液態、氣態三種物理狀態。事實上，自然界中還存在不屬於這三種狀態的情形，等離子態被稱作是物質的第四態，它是一種物質經過充分電離、整體呈電中性的物理狀態。普通大眾通常對等離子態的概念比較陌生，其印象一般是源於等離子電視的宣傳或稱謂。其實日常生活中經常可以接觸到等離子態，只是我們不注意而已，如蠟燭的火苗、電焊的弧光等就是典型的等離子態物質。

當等離子態的氘和氚進行聚合反應時，反應溫度高達幾千萬甚至上億攝氏度。如果同時還具備足夠長的能量約束時間及其他附加條件，這種聚變反應就可以穩定地持續進行。太陽之所以炙熱無比，正源自於太陽內部無時無刻不進行著劇烈的核聚變反應；氫彈之所以威力驚人，利用的也正是核聚變反應時瞬間所產生的巨大能量。目前，全球為數不多的國家正在實施受控核聚變的前瞻性研究計劃，與之相關的託卡馬克系統的研製也取得了初步的進展。託卡馬克系統俗稱為“人造太陽”，即透過人工環境模擬太陽內部的核聚變過程，以便獲得巨大的核聚變能供人類所需。如果受控核聚變的研究真正大獲成功的話，則意味著人類社會不用再單靠自然界的太陽提供一切能量了，需要的時候人們可以製造出“太陽”來滿足自身對能量的需求，這將一勞永逸地解決人類社會的能源短缺問題。然而，利用核聚