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各位同學、各位老師、各位同事、各位來賓，大家上午好!

今天我們隆重舉行上?？萍即髮W首屆本科生暨2014級研究生開學典禮。我謹代表全校教職員工，向今年入學的各位新生表示熱烈的祝賀，向前來參加開學典禮的各位來賓表示誠摯的歡迎！

開學伊始，特別是我們迎來了上?？萍即髮W的首屆本科學生，首先我想借這個機會，向為新生開學工作付出艱苦努力的全校教職員工和建設者們，表示崇高敬意和衷心感謝；向共同舉辦上海科技大學的上海市人民政府和中國科學院，表示衷心感謝；向所有在上海科技大學籌建過程中給予支持和幫助的單位和友人，表示衷心感謝！同時我也要特別感謝今天入學的同學們，因為你們選擇了剛剛成立的上?？萍即髮W作為人生旅程新的起點，為此，我想以“未來中國能源的科技創新”為主題，和大家共同探討上?？萍即髮W“立志、成才、報國、裕民”辦學理念的內涵。

2012年11月29日，黨的十八大閉幕兩周后，習近平總書記率中央政治局常委和書記處的同志來到國家博物館，參觀《復興之路》展覽。習近平總書記深情指出：“現在，大家都在討論中國夢，我以為，實現中華民族偉大復興，就是中華民族近代以來最偉大的夢想。”何謂民族復興？它說明，曾幾何時，中華民族以燦爛輝煌的文明屹立于世界民族之林，但昔日的強盛，卻被代之以日后的衰落，淪為墊底，由此激發中國人民為再次贏得民族的尊嚴而自強不息、不懈奮斗。今天，中華民族偉大復興展現出前所未有的光明前景，正如習近平總書記指出的：“現在，我們比歷史上任何時期都更接近中華民族偉大復興的目標，比歷史上任何時期都更有信心、有能力實現這個目標。”為此，習近平總書記代表黨的十八屆中央領導集體，提出了“兩個一百年”的奮斗目標：“在中國共產黨成立一百年時全面建成小康社會，在新中國成立一百年時建成富強民主文明和諧的現代化國家，贏得中國人民和中華民族更加幸福美好的未來?！?

要實現“兩個一百年”的奮斗目標，首先要有堅實的物質基礎，這也是社會生產力發展的本質要求?？v觀人類社會的發展歷史，就是物質文明和精神文明發展和升華的歷程，這一過程永無止境，但不同歷史階段又呈現出不同特征。如果說，人類文明賴以生存的物質基礎的集中表現是能源，那么，這一文明的進化過程也與能源利用的方式緊密相連。兩百多年前以蒸汽機發明為起始的工業革命，開啟了現代文明的工業化歷程。與此同時，人類也開始了以化石能源為主要能源的時代?？v觀整個工業化進程，雖然其主要能源基礎是化石能源，即煤、石油和天然氣，但能源結構和利用水平則隨著生產力不斷發展發生很大變化。自工業革命以來，全球經濟呈指數增長。由于經濟增長對人類生活水平和質量的提高，全球人口也呈指數增長。增長的源泉是技術的不斷進步，其標志是技術創新不斷催生新的生產工具。生產工具和能源結構的演變，是構成生產力發展和文明進步的主要方式和內容。

因此，能源是國民經濟的命脈，實現“兩個一百年”的發展目標，未來中國能源能否可持續發展是關鍵。改革開放35年來，中國經濟發展取得了舉世矚目的成就，中國人民的生活水平發生了翻天覆地的變化。綜觀與這一過程緊密相關的能源發展，可以啟迪未來可持續發展的思路。

首先，這35年來，中國的人均GDP呈指數增長，相應的能源消費也呈指數增長。這一趨勢和全球工業化進程早期階段的特征很相似，也充分表明中國目前仍處于工業化和城鎮化加快發展的階段。至2013年，我國人均GDP已達6767美元，能源消費總量達37.5億噸標準煤，人均能源消費量為2.77噸標準煤,能源強度(單位GDP能耗)為0.7噸標準煤/萬元左右。按照這一發展趨勢，如果延續目前這種粗放型用能方式和效率，據有關部門預測，到2030年能源消費總量將突破100億噸標準煤，遠遠超出國內供應能力。

與此同時，能源消費結構也出現變化。中國一次能源始終以煤為主，雖然所占比重呈下降趨勢，2013年為66.2%,比2000年降低3個百分點，但仍比世界平均水平高出36個百分點。天然氣和非化石能源雖然比重仍然較小，但呈上升趨勢，均比2000年提高3.4個百分點。原油消費比重趨于平緩，但消費總量呈上升趨勢，這與近年來汽車保有量不斷增加不無關系。我國石油供需的主要矛盾是生產總量逐年下降，供應缺口逐年增大，對外依存度持續增高。2013年，我國石油進口已占消費總量的57.7%，據有關部門預測，到2030年石油對外依存度將超過70%，石油安全問題日益突出。

由于我國能源消費總量的快速增長，以及一次能源以煤為主的能源結構，使得溫室氣體排放和環境污染的情況日益嚴重。我國已成為全球二氧化碳排放最嚴重的國家，大量的二氧化硫、氮氧化物和煙塵等污染物排放，已造成許多地區空氣質量嚴重超標，造成在國際上應對氣候變化的壓力也日益增大。每年因煤炭開采造成的土地占壓和沉陷超過4萬公頃，破壞地下水資源約80億噸，使得我國本來就十分脆弱的土地和水資源問題尤為嚴峻。生態環境的破壞在幾代人的時間尺度內是不可逆過程，急功近利，犧牲未來發展當前，是反文明的行為，是不可持續的。

綜上所述，未來中國能源要滿足實現“兩個一百年”的發展要求，既有遠慮，更有近憂。如何解決這些問題，走出一條中國特色的能源、環境可持續發展的道路，是科技創新的根本目標；創新驅動、轉型發展，是根本途徑。

一、提高能源利用效率空間巨大

如何提高能源利用效率，有著巨大的發展潛力。以電燈照明為例，從一次能源發電，到電力傳輸配送到戶，點亮白熾燈，到取得照明的效果，整個過程一次能源的利用效率只有1%。這是一個非常極端的例子，但又是一個長期、普遍的現象。當全球仍有十幾億的人口沒有電力照明時，能夠享受這一文明的人們卻在大量浪費一次能源。因此，圍繞這方面的科技創新不斷涌現，從一次能源的熱、電聯供，到特高壓和超導輸變電線，經過智能分布式電網，點亮半導體發光二極管LED照明等，無數新的科技成果不斷提高能源的利用效率。再以美國一次能源的利用效率為例，美國2013年一次能源的消費為35億噸標準煤，但只有40%被有效利用，60%都被浪費了。中國2013年能源消費已達37.5億噸標準煤，超過美國，但利用效率數據無從可查，因此在提高能源利用效率這一領域的科技創新，空間巨大，永無止境。

二、立足國內，確保安全

如前所述，我國一次能源以煤為主，缺油少氣，這一格局在相當長的時期內難以改變。由于近年來對油氣資源需求的不斷增長，國家在進一步加大油氣開發、生產能力的同時，加快了利用境外資源的步伐，包括在境外投資油氣開采項目，構建油氣戰略進口通道，建立多元化的進口渠道等。但是國際政治風云變幻，對外依存度越高，帶來的不確定性就越大，因此必須要有應急準備。中國科學院相關研究所，經過多年的努力，已經研發出多項煤制液體燃料（CTL）和化工制品(MTO)的催化劑和工藝流程成果，并在工業化示范和產業規模發展方面取得成功。特別是“煤的間接液化制油”技術，已經超越國際著名的南非Sasol公司，打破了國際壟斷，形成了我們自主的知識產權。確保油氣安全，有備才能無患。因此，在這一領域的科技創新仍有很大空間。

三、煤的清潔、綜合利用是重點

我國一次能源以煤為主，煤炭資源利用又以發電為主，由此產生兩方面的問題：一是資源利用效率低下；二是生態環境不斷惡化?；茉窗?、石油和天然氣，平均來說，煤資源中的一個碳含有0.5個氫，石油資源中的一個碳含有2個氫，而天然氣中的一個碳含有4個氫。能量轉換主要是碳和氫與氧的放熱反應，并產生二氧化碳和水。相同分量化石能源產生的能量，煤最低，天然氣最高；轉化過程產生的二氧化碳煤最高，天然氣最低。換句話說，獲取同樣的能量，需要更多的煤炭資源，同時排放更多的二氧化碳。美國政府在應對全球氣候變化和溫室氣體減排問題上一直持反對態度，但是最近奧巴馬政府提出了美國到2030年的減排目標，其主要原因是美國能源結構中天然氣（主要是頁巖氣）的比重不斷增加，降低了二氧化碳的排放量。這也對能源結構以煤為主的中國提出了嚴峻挑戰。應對這一挑戰的唯一途徑，是加快煤的清潔、綜合利用的科技創新。

煤的清潔、綜合利用的科技創新，大致可以概括為三個主要方面：1）C1合成；2）CO₂的捕獲與轉化；3）氫的制備。

前面所述煤制油和煤制化工品是C1合成的典型案例，雖然可以作為替代油氣的急備之用，但合成過程產生大量的二氧化碳和消耗大量的水資源，造成碳資源的浪費和生態環境的破壞。因此解決CO2的捕獲與轉化，通過制氫來降低水資源的消耗，是煤的清潔、綜合利用成功的關鍵。

氫本身是清潔能源，但自然界除了與化石能源共存的氫可以作為一次能源直接利用，氫的主要存在形式是水（H₂O）。無論是CO₂轉化（過程本身就需要氫或水）還是分解水制氫，都是吸熱反應，都需要吸收能量。因此，CO₂轉化和分解水制氫的科技創新，不是創造新的物質和能量，而是尋求能量和物質轉化新的過程，以達到以煤為主能源結構的碳效和能效的最佳平衡，保持資源和環境的可持續發展。要達到這樣的效果，煤的清潔、綜合利用還需要有新的能源做補充。

四、新能源和可再生能源

地球的化石能源是有限的，人類文明發展對能源的需求是無限的，即便不考慮對生態環境帶來的影響，化石能源不可能永遠支撐全球經濟的發展，人類必須尋求新的能源利用方式和資源來源。太陽輻射是人類可以利用的取之不盡、用之不竭的可再生能源的來源，而且也是一種清潔能源。太陽輻射的直接表現形式是光和熱，人類直接利用太陽能的方式包括太陽熱的收集儲存和熱電轉換、太陽光的光電轉換和光化學轉換。事實上，風能、水能、生物質能等，也都是太陽輻射通過和大氣、海洋和地面相互作用的自然過程形成的可再生能源，是太陽能的間接利用。從可持續發展的角度看，太陽能是解決人類文明能源需求的終極來源。

太陽能的直接利用在相當長的時期內還不能完全替代化石能源，原因在于它的能量密度低，需要大的占地面積和收集設備（包括光熱和光伏）來轉化太陽能，因此投資大、成本高。但是在這一領域的科技創新不斷進步，以發電為例，太陽能利用的成本不斷逼近化石能源的發電成本。如果把化石能源產生碳排放的污染成本一起計算，太陽能發電的經濟優勢指日可待。

太陽能利用的科技創新，重點是提高效率。以光伏太陽能為例，降低成本是目標,提高光電材料的轉換效率是關鍵，這方面的研發不斷取得新的進展，包括新的光電材料的發現，以及各種光電材料轉換效率的不斷提高。其中，多結化合物半導體聚光太陽能電池的轉化效率已達到44.7%，晶體硅太陽能電池的最高轉換效率已經突破25%，CdTe和CIGS薄膜太陽能電池的轉換效率都達到了21%。最近發現的鈣鈦礦結構太陽能電池的轉換效率，美國可再生能源研究所的實驗室紀錄已突破18%。因此，在可再生新能源領域新材料、新技術的創新，有著巨大的發展空間。

如前所述，生物質能是太陽能的間接利用，但生物質的綜合利用卻有待于不斷開發各種新的轉化技術，其中包括微藻生物技術的開發和利用，這方面的科技創新仍有很大的發展空間。

五、核能的綜合利用

核能分為裂變能和聚變能，目前實際使用的都是核裂變能。核能的最大優勢是能量密度高。能源物質提供能量通常是通過化學反應或核反應產生的?；瘜W反應中，原子或分子的電子組態發生變化，引起原子或分子的結合能發生變化；核反應中，反應前后原子核的結合能發生變化?；瘜W反應產生的結合能變化是幾個電子伏（eV）的量級，而核反應的結合能變化是百萬電子伏（MeV）量級。因此，核能物質的能量密度要比常規化石能源高上百萬倍。例如煤的能量密度為2.9x10⁷J/kg,而核裂變燃料鈾235的能量密度為7.49x10¹³J/kg。一個100萬千瓦的煤電廠每年要消耗150萬噸煤，同樣發電量的核電站只需要500kg的鈾235。核能在未來能源結構中的位置取決于能否解決核能利用的三大問題：1）項目投資大，建設周期長，財務風險高，回報不確定；2）核電站的安全性問題，核安全事故的發生既有不可抗力的自然因素，也有運行管理的人為因素；3）核廢料的處理難題，雖然100萬千瓦的核電站每年只需要500kg的鈾235，由于鈾235的天然豐度只有0.7%,經過富集的燃料也只有3%的鈾235，因此所需的核燃料是百噸量級的，燃燒后的乏燃料（主要是鈾238，仍含有剩余的鈾235和钚239，加上強放射性的裂變產物）是數十噸噸量級的。這些乏燃料的處置，由于和強放射性的裂變產物共存，是核能可持續利用的一大難題。

世界核能發展，經歷了從20世紀50年代后期起步至70年代末的高潮期，1979年美國三里島核事故和1986年烏克蘭切爾諾貝利核事故之后的低潮期，以及2011年3月11日日本福島因地震海嘯引起的核事故，使得全部在建核電站停工。

但是人類沒有在前進道路上因為遇到挫折和災難所卻步，而是以不斷進取的精神應對挑戰。核反應堆技術已經發展到第三代，同時提出了第四代核反應堆技術的六種堆型，目標就是要解決前面所述的三大難題和挑戰。

我們國家已將核能作為未來新能源發展的重要組成部分，目前投產的核電機組18臺，裝機容量為1569萬千瓦，在建機組30臺，裝機容量3277萬千瓦。在第四代核反應堆技術研發方面有清華大學()的高溫氣冷堆，已經開始在山東榮成建設21萬千瓦裝機容量的工業示范裝置；中國原子能研究院的鈉冷快堆也取得了研發進展。中國科學院2011年在國家財政部的大力支持下，啟動了釷基熔鹽堆的先導專項。熔鹽堆是第四代反應堆型中的一種，采用熔鹽作為冷卻劑，具有常壓運行（安全性）、700oC以上高溫輸出（高效性）、非能動安全機制（安全性），以及小型模塊化（經濟性）等優點。釷基熔鹽堆是采用天然釷232作為核燃料，地球上地殼層中的釷資源是鈾資源的3倍，中國是稀土資源大國，與它伴生的釷資源也非常豐富，是未來中國核能開發的優勢所在。

核能利用不僅僅是發電，高溫反應堆輸出的熱，還可被用作各種高溫反應的熱源。前面提到煤的清潔、綜合利用，需要外加非化石能源才能達到資源利用和環境保護的最佳平衡，因此將核能與碳（包括CO₂和制氫）的轉化過程相結合，形成新能源（核能、可再生能源）和化石能源相結合的綜合能源系統，將會是未來我們國家能源結構調整的方向。

國際上對本世紀末能源供給結構預測有三種可能情形：1）在能源效率大大提高的前提下，未來能源以可再生能源為主，其中可再生能源又以太陽能為主，核能逐漸退出歷史舞臺；2）在能源效率沒有明顯提高的前提下，未來能源以太陽能和核能為主，二者并重；3）第一和第二種情形的折中。德國在日本福島事故之后已經宣布至2022年全部停止核能的利用，因此德國的發展目標是情形1）。中國的發展表明情形2）或3）更適合我們的國情，因此要前瞻部署第四代核能技術的研究。

六、建設中國特色的能源生態系統

能源結構的改變，必然引起基礎設施和利用形式的改變。例如未來一次能源石油的比重將逐步降低，相應地汽油車的比重也應逐步降低，而電動車的普及不僅與新能源的比重增加相關，更與電動車充電基礎設施的建設緊密關聯。又如太陽能、風能的組件制造成本不斷降低，但不能直接融入現有的電網，必須有新的接入系統。再如我國鐵路運輸的主要負荷是運送煤炭，未來隨著煤炭的原地轉化、天然氣的進口和國內頁巖氣的開發，輸氣管道將成為化石能源的主要配送方式。與新的能源結構相匹配的基礎設施是集中式和分布式相結合的智能體系，最終形成中國特色的能源生態系統。這是一個需要幾代人為之奮斗的宏偉藍圖，是國家發展戰略的重中之重，也是科技創新和創業的巨大舞臺。

今天我們只是以能源科技作為實例討論創新和創業的理念，在信息科學和技術、生命科學和技術領域，我們同樣感受到國家發展對創新和創業提出的迫切需求。上海科技大學的辦學宗旨是為服務國家發展戰略培養創新、創業人才，提供科技解決方案。我們殷切地勉勵各位同學，在各自學習的領域立下宏偉的志向，通過艱苦的努力，早日成為國家和社會的棟梁之才。上?？萍即髮W是一所剛成立的新大學，今天在座的老師絕大部分是年輕教師，希望各位教師把培養學生作為第一要務，與同學們共同成長，成為未來的學術引領者乃至大師。正如習近平總書記最近在同北京師范大學()師生代表座談時所說的那樣：“今天的學生就是未來實現中華民族偉大復興中國夢的主力軍，廣大教師就是打造這支中華民族‘夢之隊’的筑夢人。”只要把自己的成長同祖國和人類發展的命運聯系在一起，不管前進的道路有多么艱難曲折，不屈不撓，勇往直前，夢想一定能夠成真，理想一定能夠實現！

今天是我國首個烈士紀念日，明天是中華人民共和國成立65周年華誕。在這里，讓我們共同緬懷為新中國成立和建設做出巨大貢獻的先輩們，共同祝愿我們偉大的祖國更加繁榮昌盛，偉大的人民更加富裕幸福！

謝謝大家！