环境和气候问题日益突出,全球人口不断增长,怎样才能满足未来巨大的能源需求呢?德国学者克里斯蒂安·霍勒等人合著的科普读物《未来能源:我们能做些什么》,不仅为能源相关从业者、研究者提供了可再生能源的应用方向和投资机会,也为读者了解并参与未来能源转型开拓了思考空间。本文内容摘自该书。
宇宙中发生的一切都需要能量。如果不开发能源,人类文明的发展是无法想象的。
早年间,猎人和采集者从环境中满足了他们的能源需求。但是现在,随着越来越多的人享受着现代化的、能源密集型的生活方式,能源消耗也在不断增加。
历时数百万年所形成的化石能源通过煤、石油和天然气给人类提供了温暖,并且让我们能够开展各种活动,但它们也改变了大气,使地球不断变暖。此外,化石能源的储存是有限的,总有一天会用完。
人类的解决方案只能是:摆脱所有排碳的东西。不再燃烧煤、石油和天然气,而是使用可再生能源。但是,这一切并不简单。
太阳能或许是最适合的化石能源替代者,风能设施也变得越发常见。但是,太阳能和风能都对自然气候及地型条件要求较高,显然无法完全成为煤、石油和天然气的“平替”。
与此类似,水能、波浪能、潮汐能、地热能的情况也差不多,只能在小范围内为本地的能源供应做出贡献。
核能倒是对自然环境不那么挑剔。但是,核能又面临着成本高昂、大规模扩建核电站时间长、铀矿开采难、存在安全风险等问题的困扰。
新能源的利用可以让环境得到净化,不会产生过多的有害气体污染环境,并且不用担心资源枯竭问题。然而,新能源的发展还存在起步晚、技术薄弱等问题。想要改变现实的窘境,有三个方面至关重要:降低能耗、扩建新能源基础设施、开展国际合作。
在许多致力于2050年实现二氧化碳中和的研究中,都是以能源消耗减少50%为前提。经常被提及的方法是提高效率和发展技术,然而,仅有这些还远远不够。
我们可以通过热泵实现供暖电气化,再加上交通电气化,效率明显提高。与此同时,改用可再生能源、建设隔热良好的房屋也可以减少总能源消耗。但这还不够。人类还得调整自己的日常习惯,在各个方面减少能耗,比如:少坐飞机、私家车,更多地使用公共交通工具,改善饮食习惯等。
扩建新能源基础设施,主要包括建设风力发电站、光伏设备、储能设施、电网和供暖系统。或许在未来的生活里,房屋后面的风力涡轮机以及屋顶和开放空间的光伏设备,将成为“标配”。
当然,更重要的还是加强国际合作。在世界不同地区适合发展不同的能源:南欧、非洲和澳大利亚适合太阳能发电,而沿海地区,特别是北欧和北美,非常适合风力发电。如果将能源转型作为一个联合项目来推进,那么所有国家都将受益匪浅。这不仅仅是简单地将能源从一个地区运输到另一个地区,还能够带动就业、改善民生。