未来的能源是什么?


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有,你可能知道,传统化石燃料的一系列巨大问题——煤,油,还有天然气——工业革命以来我们一直依靠天然气来为我们的社会提供动力。

一方面,他们快用完了:一些分析人士认为我们已经达到了石油峰值,从现在开始,全球产量将或多或少下降。虽然有相当多的煤和天然气,它们仍然是非常有限的资源,专家们已经可以预见到“峰值”煤和天然气,也是。其次,燃烧化石燃料会排放微粒空气污染和温室气体。前者用烟雾笼罩着世界各地的城市,后者导致了气候危机:这些蓄热的化石燃料副产品是全球变暖的唯一最大贡献者。

所以,正在进行一场用未来能源取代它们的竞赛。显然,它不是化石燃料。但不幸的是,不太可能有任何单一的能源最终取代碳氢化合物。没有“自由能”,没有魔法子弹。

相反,未来的能源将需要由一系列可再生能源产生:风能,太阳能,地热的,水力发电是的,核动力,可能都会在明天的发电中发挥作用。(是的,我说电力,因为内燃机和其他燃气发动机将与化石燃料一起逐步淘汰)

让我们来看看未来的能源组合会是什么样子。

首先是太阳能。太阳能是迄今为止最有希望的;这是每个人都非常希望的领域,交叉手指,祈祷技术能继续得到最显著的改进。为什么?因为阳光是地球上最丰富的能源。足够的能量以太阳光的形式在一小时内落在地球表面,为所有现代文明提供一年的能量。

因为这个,研究人员加班加点以提高太阳能电池板的效率,提高能源投资回报率(EROI)使生产成本更低。这项技术确实在快速改进摩尔定律,这说明,在计算中,“可以便宜地放置在集成电路上的晶体管的数量大约每两年翻一番,”已经被证明或多或少地适用于太阳能改善的轨迹。

像这样的,太阳能正在世界各地兴起,两者在很大程度上,集中式阵列,更小的,分布式项目,如屋顶面板和太阳能热水器。认识到太阳能的重要性的国家正在国内推广它;德国例如,已经使用了一个上网电价计划,奖励太阳能拥有者将其个人电池板接入电网。到2011年底,预计将安装5000兆瓦的新项目。在别处,一个为撒哈拉沙漠计划的大型太阳能电池组正在建设中,到2050年,仅此一项就可以满足欧洲总电力需求的15%。

风电在未来几年将几乎同样重要。它可能是最成熟的可再生能源(除了水电)。在世界各地的许多市场上,它和化石燃料一样便宜。但到目前为止,它只满足世界电力需求的2.5%。但情况正在改变。风力发电场正在全球部署——这是众所周知的,在德克萨斯州和大平原,就在美国。爱荷华州现在有20%的电力来自风力涡轮机。现在,几乎所有的风力发电项目都在陆上。但真正的能源资源却在近海,在那里风力更大,对发展的限制也更少。例如,分析人士计算出,欧洲有足够的海上风力发电潜力,可以为欧洲提供7倍以上的电力。

水力发电,通常由大坝产生,河流将强大的涡轮机注入其中,已经很久了。它目前提供世界8.25%的电力,而且很可能会继续这样下去。而且,当然,还有其他新兴的可再生能源技术可以发挥重要作用。他们中的头儿,地热发电,它利用了从地壳中散发出来的巨大热量。这项技术的潜力是巨大的:谷歌资助的研究表明,地热发电量是我们目前运营的所有燃煤电厂总和的10倍。有人预测,地热项目总有一天会产生世界六分之一的能源。还有其他的,还有:海浪能,听起来很像,是一项新兴技术,但很有希望。

最后,任何关于世界能源未来的讨论都必须涉及到核能。它满足了地球13-14%的电力需求,尽管像福岛核电站那样的灾难发生了,但很可能仍会出现在这张照片中。由于它也是一种政治上受欢迎的能源(如果不是一种公众欢迎的能源),它在世界应对气候危机的行动中,在生产无碳能源方面扮演着重要的角色。希望未来有更多的核电站,但不多——它们很可能会被更安全的东西所掩盖,真正的可再生能源,如风能,太阳能,地热变得越来越可行。

所以。这就是未来的能源来源:不是任何单一的燃料,不是传说中的能量立方体,但目前还不构成世界现有电力组合一半的清洁技术竞争的混乱局面。换言之,我们有很多好的选择。它们都不是化石燃料。

现在,更大的问题是,这些未来的能源将在多快的时间内达到主导地位。如果我们希望避免全球变暖,最好快点。从这个意义上说,能源的未来完全取决于我们人类的集体意志。我们会决定放弃过去的污染燃料,采用低碳技术吗?或者我们会继续表现得好像未来的能源是强大的碳氢化合物,就像我们在整个工业史上所做的那样?只有时间才能告诉我们:未来,当然,是一件很难预测的事情。