在“登月”领域，人们都知道有一个“阿波罗”计划；现在在可再次生产的能源领域，国际社会正在酝酿一个新的“阿波罗”计划。阿波罗是希腊神话里太阳神，现在却将这一“冠名”移到太阳能。
2008年2月4~5日，欧洲罗马俱乐部（The Club of Rome）和环地中海可再生能源合作组织（TREC），在西班牙巴塞罗纳召开了一个“洁净阳光能源”（CSP）的大型研讨会。G. Knies先生代表会议主办方提出一个“在北非开发洁净阳光能源的设想为促进欧洲、中东、北非（EUMENA）能源淡水气候安全，建立阳光能源合作伙伴关系，在沙漠上开发洁净能源的一个建议”。该建议表明了有关欧洲、中东和非洲地区在能源、淡水、气候等重大科学技术问题上未来发展的设想，及在经济、政治、军事、外交等方面也许会出现的动向。由于这一设想在技术、经济、政治上都有极大的可操作性和实现的可能性，因而将深刻地影响欧洲、中东和非洲，甚而是世界的未来及中国。
现在在欧洲的国家间纷纷认为，未来50年，在气候变化问题上存在“危险的阈值”。一旦平均气温上升了2度，将影响到人类社会的可持续发展，出现不可逆转的灾难。其影响的范围将可能高达2050年100亿人口的1/3，也就是30~35亿人。现在还有控制气温上升到2度的“一线”机会。人类必须紧急行动起来，运用集体的力量，保证人类的持续发展。
，亦即减排62%。罗马俱乐部和环地中海地区可再生能源合作组织的报告，还给出了一个未来CO
欧盟当然希望能将这一“减排”行动推及全球，因而在全世界内大力倡议推进“洁净阳光能源”。
当前全世界共有65亿人，年用电18万亿度,人均用电2770度/年。到2050年，预期人类将上升到100亿人，将用电50万亿度，人均用电是5000度/年。2050年，地球上储藏的化石能源将消耗殆尽，人们将很难开采到石油和天然气。但如果在10万平方公里沙漠上（注：这将是世界沙漠面积的0.3%）安装100亿千瓦的太阳能电站，若以年发电2500小时计，仅这一计划就能提供人类所需50万亿度的50%。如果这一阿波罗计划能在2010年启动，将由2010年2GW的功率容量逐步上升到2050年10000GW的功率容量，亦即扩展了5000倍。预期年平均增长24%，每3年翻一番。
二、环地中海欧洲、中东、北非各国尤其需要一个在沙漠地区产生洁净能源，产生电力，淡化海水，捍卫气候安全的阿波罗计划
1）从2000年~2050年，欧洲和中东北非地区将要求有24亿千瓦的发电装机容量。图2是各不同能源构成的示意图。
2）2050年的中东北非和欧洲分别需要4.2万亿度电，总共是8.4万亿度电。图3是2000年~2050年中东北非和欧洲未来能源需求量开始上涨的示意图。
值得注意的是，在中东北非的增长需求中不仅包括海水淡化所需的电力，而且包括了出口到欧洲的电力。在欧洲的能源增长需求中，还包括了从“中东北非”进口17%的电力。
3）图2、图3均认为，未来欧洲和中东北非的电力构成中，可再次生产的能源将居主导地位，占全部能源的64%；而在可再次生产的能源构成中，洁净阳光能源将占主导地位，其次是风能，再次是水能发电和光伏发电。到2035年，核能所占份额是零。
4）环地中海地区有一个特殊问题，环尼罗河流域各国严重缺水。随着人口的迅速增加，各有关国家将从2007年年短缺500亿立方米的淡水，上升到2050年年短缺1500亿立方米的淡水。图4表明中东和北非地区淡水短缺情况。
由此而诞生的一个自然的设想是：这一“洁净阳光能源”计划能否和解决海水淡化问题相结合？所以，其技术选择必然是“太阳能热发电+余热淡化海水”。
5）为解决以上问题，这一环地中海地区需要有一个解决电力、淡水以及在沙漠地区种植藻类植物，改造沙漠气候、生态的阿波罗计划。要点有：
b）装机容量是12.8亿千瓦，占地13000平方公里，是中东、北非沙漠的0.1%；
c）如这一方案在2010年启动，将由2010年20万千瓦的装机起步，平均以25%年增长率递增（亦即每3年翻一番），到2050年将扩充6000倍；
d）仅集热器和聚光镜的投资，将高达1万亿欧元，由北非和中东地区负责生产；
三、为推进这一阿波罗“洁净阳光能源”设想，在欧洲、中东、北非地区还将建造一个强大的超级电网
a）高压直流输电每千公里仅损失2%~3%，而交流输电每公里损耗将高达7%~8%；
b）输电距离大于700公里陆地的输电线公里的海下输电线的传输成本，远较高压交流输电的成本低；
c）传输功率为1000万千瓦的直流传输线占地面积仅为交流输电线是容量相同的直流、交流传输线占地面积的一个比较。
2）欧洲各国更关心的当然是这一高压直流输电超级电网的传输能力，占地面积，电能成本，传输成本，以及供欧洲用的洁净阳光能源的投资，超级电网的投资。图6是有关超级电网大致的设想；图7是所预期的各类费用的简表。
值得一提的是，这一“洁净阳光能源”将由2020年包括传输在内的0.064欧分/千瓦时的成本电价，逐步下降到2050年包括传输在内的0.050欧分/千瓦时的成本电价。
3）这一“洁净阳光能源”计划将能为欧洲提供更廉价的电力。图8是西班牙现有能源结构的综合成本发展的新趋势，和包括洁净阳光能源在内的综合成本发展的新趋势的两根曲线。
由非洲输入洁净阳光电能，将比西班牙本土的洁净阳光电能更为低廉，为0.015~0.020欧分/度。
这两份预测图均表明，实施“洁净阳光能源”计划将促使西班牙和德国的发电成本逐步下降。
4）为什么欧洲各国对开发北非、中东地区的阳光大感兴趣？一个最基本的理由是：
这一撒哈拉沙漠上的阳光资源，是世界上太阳能资源最丰富的地区（注：我国西藏地区太阳能是仅次于撒哈拉沙漠的地区），而且这一区域还有欧盟各国强大的技术支撑。
四、报告人强调指出：“为实现欧洲提出的完全去碳的设想，我们并不是特别需要发展新一代技术，也不需要有技术方面的重大突破；因为这里有的是强大的阳光纽带和技术纽带，仅仅需要的是欧洲和中东、北非的无边界的精诚协作。当然，如果未来有突破性的技术出现，无疑将受到重大欢迎。”
报告人还说，“环地中海地区也不缺乏资产金额来源，而当前最缺少的是这一地区的共同兴趣和共同关注。”
五、为了推进这一洁净阳光能源设想，报告人建议环地中海各国还需要制定一个统一的政策。
罗马俱乐部和环地中海地区可再生能源合作组织将坚定地推进以上描述的目标，并于2008年4月22~24日在德国的汉诺威城召开“百万千瓦级洁净阳光能源”的大型研讨会。主要讨论有关洁净阳光能源的技术、工艺和如何在沙漠中建设1000个百万千瓦级的阳光能源的各种建议，并成立一个欧洲、中东、北非的洁净阳光能源的联盟和相应的洁净能源顾问委员会。
罗马俱乐部和汉诺威企业协会是这一研讨会的主人，欢迎各国政治实体，各非政府组织，对政治、工业和财政问题有兴趣的各类人士踊跃参加会议。
毫无疑问，在欧洲和中东北非地区即将推行的这一阿波罗“洁净阳光能源”计划，将是影响世界未来、数量上高达20万亿人民币的巨大能源市场。
本文认为，如果我们确实有意向这一市场进军，就必须对这一市场的细节、产品品种类型、市场占有率、技术方面的要求以及价格涨落等因素知道和认识。本文对所获得的信息做多元化的分析与解读。
1.彻底解决人类对能源的需求的能源是太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、潮汐能、波浪能等可再次生产的能源，至于核能只是过渡型的补充能源。虽然在欧洲某些发达国家中，核能仍居主导地位，但从未来发展的新趋势来看，核能将从占欧洲现有能源比重的33%逐年减少，到2035~2040年，欧洲将完全停止核能。图10说明了这一发展的新趋势并用不一样的颜色标出各类能源所占份额的发展趋势。
原因是：①世界天然铀资源即将用完；②可优先考虑开发新核能，如开发快中子堆，开发天然钍资源，但需要巨大的技术和资本的投入；③开发新核能既不利于贯彻推行核不扩散条约，也不如开发可再次生产的能源更为经济有效。至于实现受控热核反应，那是遥远的事情。实现了，也未必有经济效益。
2. 图10还显示，在欧洲+中东、北非未来能源结构中，可再次生产的能源将占主导地位，2050年达64%。在可再次生产的能源中，依次的排序是：太阳能热发电+余热淡化海水（CSP），风能、水能、光伏能、生物质能、地热能、潮汐能和波浪能。油和气仍占一定比重，约32%，煤仅占4%。
原因是：环地中海地区所拥有的太阳能资源，年产生至少600万亿度电，风能是1.7万亿度电，水能是1.1万亿度电，生物质能是0.89万亿度电，地热能是0.75亿度电。而且，每平方公里的土地面积，太阳能年发电2500亿度电，风能和水能均是500亿度电，生物质能和地热能均只有10亿度电。图11是这一些数据的示意图。
3. 预计2050年欧洲、中东、北非的未来，每年将需要7.5万亿度电。沙漠阳光热发电将提供3.2万亿度电，约占全部电力的43%，光伏发电只有热发电的1/3。虽然在理论上，未来的光伏发电成本可能比热发电更为低廉，而在现实中，当前的光伏发电成本是热发电的2倍。由于人口、经济的增长，到2050年，中东、北非将面临1500亿立方米淡水的短缺。所以，这一地区更欢迎的是“太阳能热发电+余热淡化海水+沙漠种植植物”的技术。
有可能在不远的未来，光伏发电能提供更廉价的电力，但还要研究怎么样用廉价电力淡化海水。
4. 推进“洁净阳光能源”，还要建造一个超级电网，因为“能源未动，传输先行”。
5.对我国有教益的是：这一超级电网将采用高压直流传输技术。理由是：①高压直流输电每千公里仅损失2%~3%，而交流输电每公里损耗将高达7%~8%；②输电距离大于700公里陆地的输电线公里的海下输电线的传输成本，远较高压交流输电的成本低；③传输功率为1000万千瓦的直流传输线所占地面，仅为交流输电线是容量相同的直流、交流传输线的投资、成本、所占地面的比较。
我国曾发生过中国未来电网是采取交流输电，还是采用直线输电的争议。现在看来：高压远程直流输电是唯一的选择。
6.更有参考价值的是洁净阳光能源和超级电网的投资，占地、发电、输电的成本。图14是拟议中的由中东、北非将电力输往欧洲的洁净阳光能源和超级电网的投资、占地、发电、输电的成本电价的简表。
由图14可知：①超级电网的投资额度可以占到洁净阳光能源投资的1/8或1/7；②超级电网所占土地面积还要大于洁净阳光能源所占土地面积，两者之比从1.4:1到1.6:1；③输电成本可能占到发电成本的1/4到1/3.6。
7.科技人员更感兴趣的是欧洲市场所能接受的洁净阳光能源的单位千瓦装机的投资。表1是根据图14折算出的电价和单位千瓦投资。
现在欧元对人民币汇率约是1：10。当前在中国市场上可接受的核电的投资是15000元/千瓦。核电年发电6000小时，在北非撒哈拉沙漠地区的太阳能，年发电约3000~3500小时。但是，核电用到的天然铀售价已涨了5倍之多，核电的运转维修费用也在上涨。核电的投资预算，往往略去了核燃料后处理、核废料的嬗变、存放等一大笔必须支出的费用，核能还有核不扩散条约的限制。所以，欧盟更喜欢的是太阳能。
8.从上述折算可知，这一从撒哈拉沙漠输到欧洲的电价，在2020年可能高达6.4欧分/千瓦时，到2050年可能下降到5.0欧分/千瓦时，而2000年西班牙电力市场上电价约是一度电4.8欧分，德国市场约是一度电4.0欧分。那么这一折算出的电价是不是未来欧洲市场上可接受的电价？
图中黑线是假设现有能源结构不变，但由于石油、天然气、煤等化石能源的市场行情报价将飞速上涨，从而导致电价不断上涨的一个预测。红线是在西班牙推行“洁净阳光能源”倡议后，在西班牙市场上每度电电价的预测。棕线是在西班牙生产的洁净阳光能源的每度电电价。黄线是由北非输入西班牙的每度电的电价，将比本土低20%~25%。一个显见的理由是，北非拥有更好的阳光资源。
图16中黑线是包括核能在内的现有能源结构，因化石能源价格的上升，导致电价的上升曲线。绿线是德国“弃核”后的平均电价上升曲线。红线是包括洁净阳光能源在内的平均电价的演化曲线。黄线是由北非输入电能价格的演化曲线。有趣的是：弃核后的德国将支付更多的电费，这说明在欧洲，核能是比油、天然气、煤发电更为经济合算的能源。
图15、图16告诉我们，未来的12年，欧洲电力市场将呈现大幅度上升趋势，有可能高达6.5~6.8欧分一度电，如果不引入阳光能源，将持续升高到7.0~8.0欧分。这首先是石油、天然气，包括可能的煤炭价格将大幅度上涨，温室气体的排放将限制愈严，所以火力发电成本将日益高涨。压低电价的唯一办法是全力发展可再次生产的能源，全力发展太阳能。
我国有无可能大力开拓太阳能热发电和光伏发电技术，压低成本，降低售价，争夺欧洲市场？
9.需要讨论和解读的是：为什么“洁净阳光能源”倡议者认为，“为实现欧洲提出的完全去碳的设想，我们并不是特别需要发展新一代技术，也不需要有技术方面的重大突破，因为这里有的是强大的阳光纽带和技术纽带，仅仅需要的是欧洲和中东、北非的无边界的精诚协作。当然，如果未来有突破性的技术出现，无疑将受到重大欢迎”。
这首先是因为在欧洲所开发的槽式太阳能热发电技术已走向成熟和走向商业化。2005年槽式发电的一次投资是2300~2500欧元/千瓦，2005年槽式发电成本是0.12欧元/千瓦时。而随着槽式发电技术进一步的规模化和商业化，预期其每千瓦的投资将在2020年下降到1800欧元/千瓦，到2050年可能是1250欧元/千瓦。其电价也将由2020年的0.075欧元/千瓦时下降到2040~2050年的0.060欧元/千瓦时。由撒哈拉沙漠输入的电能，由于这一地区阳光年辐照时间可能长达3000~3500小时，因而其售价将低25%~20%。
但是，到了2040年以后，电价将不再下降。原因是，槽式发电技术已失去了价格持续下降的空间。槽式发电的原理是：利用柱形抛物面反光镜将阳光聚焦在长达几公里至十二公里，甚而是几十公里的柱形吸热管上。
缺点是，聚光比较低，有较大的光的余弦损失（可高达25%~30%），较大的热交换损失（可高达10%~15%），吸热管的温度较低，热电转化效率也较低。但是，这一系统的突出优点是非常容易产业化，而且正在实现产业化和大规模商业化。但也由于槽式发电技术的光损失和热损失均较大，因而综合效率也较低。槽式发电的蒸汽温度一般选为300~350度，热电转化效率约为20%~30%，再加光转化为热的效率约为80%，所以，其光能转化为电能的总效率正常情况下不会超过15%~20%。与此形成对比的是，现在美国Sun Power公司提供的商业化的光电池，其光电转化率已高达22%。但是太阳能热发电技术的突出优点是能利用余热进行海水淡化，其技术、生产线、企业管理均相当成熟，目前就能实现大规模商业化，并已出现商业效益。所以，罗马俱乐部、环地中海可再生能源合作组织说，“我们并不是特别需要发展新一代技术，也不需有技术方面的重大突破”。
在撒哈拉沙漠地区，阳光辐照时期可长达3000~3500小时；但在“洁净阳光能源倡议”的测算中，预期到2050年的1280百万千瓦的装机，年发电才3.5万亿度电，亦即年平均发电2500小时，也就是已计及槽式太阳能热发电有25%~30%的热损失。但是，报告者又说，“当然，如果未来有突破性的技术出现，无疑将受到重大欢迎”。那么，我国在突破槽式热发电技术重大弱点方面，能否有所作为？
二、我国能否抓住历史空前的阳光能源市场机遇？能否突破西方市场的技术壁垒？我国能否也启动一个“中国洁净阳光能源倡议”“夸父追日工程”？
1.突破海外高新技术市场，有赖于两大措施：①能否调集力量，组织“攻关”，突破技术盲点和难点；②必须为中国阳光能源创造一个中国市场，运用市场力量，打造高水平的高新技术产业。没有现代化的高新技术产业为基础，就无法持续占领国外市场。
2.我国是能源消费大国。2007年我国电力装机是7.2亿千瓦。2007年，“欧盟+中东+北非”的电力装机是8亿千瓦。为解决欧盟和环地中海各国能源问题和温室气体排放问题，仅拟议中的“洁净阳光能源”倡议（注：未将光伏发电，风力发电等其他可再次生产的能源包括在内），其装机总量高达12.8亿千瓦。我国也是沙漠阳光能源比较丰富的国家。我国沙漠和沙漠化土地面积高达85万平方公里。为了完全解决我国未来能源需求，为了应付石油、天然气，煤炭价格持续上涨的趋势，为了适应国际减少温室气体排放的压力，我国火力发电也将呈现电价迅速上升的趋势。所以，我国也有推行洁净阳光能源的需要，也许也要推行一个“小阿波罗”计划，适当缓解能源价格上涨。
3.问题是中国的煤炭资源相对丰富；中国的煤炭价格特别低廉；中国的人均CO
的排放量少于发达国家；中国的阳光发电技术比较落后；中国沙漠地区单位面积阳光资源只有北非的2/3。如果中国的洁净阳光能源工程没有经济效益，在中国推行一个可以和欧洲相匹敌的阿波罗阳光计划，会有相当困难。
但是，中国沙漠地区严重缺水，严重威胁北方地区、北方城市的生态安全。中国甚而愿意投入5000亿人民币的巨资，实行南水北调，从长江流域年调470亿立方米的淡水，但却仍然不能够满足未来发展的需求。于是出现能否由渤海湾“调水”，“东水西送”的设想。
4.乍一看来，这一想法未免荒诞不经。但是，经国务院研究室李炳坤、唐元、董忠3位研究员的研究，提出一个“关于研究实施海水西送工程的建议”，认为海水倒灌切实可行，淡化海水大有效益。现将3位研究员极富创造性的思维介绍如下：
中国北方连年干旱、严重沙化、严重缺水，仅沙化造成的直接经济损失年高达504亿元。中国沙漠大体分布在42度纬度上下、海拔为1200~1300米的高地，呈东高西低格局。只要将“取之不尽，用之不竭”的海水提升1300米，就能流送新疆塔克拉玛干沙漠。所以，通过提扬工程将渤海海水分级提升到海拔1300米左右高度灌注盐湖，然后通过自流管道，由东向西、接力棒式地输送到各大沙漠的盐湖，在沙漠带上形成一连串“人造海”。同时，利用海水开发煤炭资源，建设大规模煤电集群和煤化工基地；利用煤化工和电厂发电产生的废热淡化海水提取海洋化工原料，大规模发展海洋工业特别是盐化工业；利用淡化的海水，恢复内蒙古湖泊湿地，开展植树造林，发展绿色农业。由此形成海洋资源、生态资源和煤炭资源联合开发的循环经济发展模式，达到防沙治沙、恢复生态、开发煤炭、美化国土的目的。
3位研究员预期整个工程“共约需6000~7000亿元”，约“9年可收回包括利、税在内的全部投资”。原因是：不仅可用电站废热、分离海盐，还能利用隆冬结冰淡化海水。制盐工程的“西移”，还能“解放”和“扩充”占地37.6万公顷的“盐田”，缓解沿海地区土地紧张形势（例如，仅天津市推行的填海造地工程投资达600亿元）。
所以，实施“海水西送”既是一项规模宏大的具有生态效益、社会效益的环保工程，又是极具经济效益的高赢利工程建设项目，意义重大而深远。
5.电力需求。据估算，“以年调水300亿立方米计，将年耗电1400亿度，需2000万千瓦装机”。因而建议：一是利用电网夜间谷电；二是利用风力发电；三是通过内蒙新建煤电厂解决。
笔者完全支持上述创造性的、意义重大而深远的生态环保工程。唯一的异议：不赞成“通过内蒙新建煤电厂解决所需电力”。这一生态环保工程是造福于子孙万代的千秋大业，不能用资源总量有限的煤，长期持续调水；建设煤电厂将大量增加煤污染，背离改善环境、改善生态的目的。
6.但如果在北方沙漠地区实施“洁净阳光能源”，上述大型生态环保工程就成为现实可行的方案。
太阳能发电的突出优点，是能大幅度缓解“峰电”的需求压力，太阳能发电的间歇性，有望用“光风互补”发电适当缓解（注：风力发电和太阳能发电可不相干扰地放在同一地面，能共用同一传输线传送电力。中国气候的特点是：阴雨连绵天气，常常狂风大作；旭日高照天气，往往寂静无风）。太阳能发电、风力发电的重大弱点是，为弥补供电的“间歇性”，必须增加一大笔调节电力供应的储能装置（如储热罐、蓄电池、抽水储能电站、天然气调峰电站）的投资，约占总投资的一半。但这一严重缺点却有望在“东水西调”工程中得到完全解决。因为完全可用不固定时间的“提水”，调节电力的涨落。
太阳能热发电的余热同样能用于淡化海水。冬季冷凝的冰水，又有利于提高热发电的热力学效率。
7.在中国沙漠地区推行洁净阳光能源倡议，将能一方面从沙漠阳光获取电力；一方面发挥余热，淡化海水，改造区域气候。阿波罗是希腊神话中太阳神的名称，我们中国当然没有必要将“洁净阳光能源”称为“小阿波罗”计划。但是，中国《山河经》里有“夸父追日”的故事，说“夸父”曾不断向西方奔跑，希望追上太阳的轨迹。如果我们实施某种沙漠阳光计划，首先开发的必定是内蒙古的东部沙漠，然后逐步西移，最后延伸到大戈壁滩。中国东部比西部有更大的能源需求，优先开发东部沙漠，将易于得到东部地区技术和工程的支援。随着我们国家人口、经济的发展，这一“阳光”工程必定逐步西行“追日”。太平洋有“滔滔不竭”的海水，足以改造中国的全部沙漠，比“溯天工程”、“大西线”有更充足的水源，而且不致引起国际争议。
8.重要的问题是：①尽快纳入国家议事日程；②形成政府主导、统一规划、市场导向、企业运作、综合开发的思路，国家负责统一规划和政策制定，并投入必要资金，支持重大问题研究和试点工程的推进；③在时机成熟时，可考虑成立国务院海水西送领导小组，推动加快海水西送工程的实施。
（：中国科学院院士，中国科学院理论物理研究所研究员；陈应天：中国科技大学天文与应用物理系教授）