未来的能源是什么？
“难以想象:真的没有选择吗？”
目前关于气候变化的争论非常激烈，根本原因是自满和对未来缺乏远见。“节约能源”——环保的好口号，但无济于事。除非经济在这一刻停止增长，否则如果不是这样(也是不可能的)，即使是最“有效”的手段也只能暂时缓解，无论节约多少，也很快会被更高的人均能耗所吞噬。即使人们像苦行僧一样生活，这也是一种新的实践。环保主义者哀叹道，他们悲观的前景似乎变成了现实。油价已经超过历史最高值，石油储备告急。当这些不再是窃窃私语和谣言，人们有理由相信，世界末日真的不远了...但并不是所有人都这么悲观。在物理学家、生物学家和工程师眼中，另一个世界正在形成。如本书所述，化石燃料经济时代结束后的计划已经在制定中，并没有太多痛苦的过渡过程。新能源的倡导者不会恐吓人们，而是诱导人们勾画出一个同样舒适，甚至比想象中更好的世界。
替代能源听起来像逃避现实。似乎无论是风能还是太阳能，都无法像现在的锅炉和汽轮机一样，为这个忙碌而又以自我为中心的世界提供足够的电力。电池驱动的汽车看起来有点滑稽，就像牛奶车一样，离著名的跑车很远，但是新型替代能源的支持者是很认真的。虽然很多是看中它的环保价值，但更多的是为了钱。
所以不管是什么替代品，一定要便宜(至少不像现在这么高)，好用(至少不像现在这么难)。对于石油替代品来说，价格突然不是问题了。在未来的替代能源领域，生物燃料或电池会比今天的石油更有竞争力。当然，今天的油价不是一成不变的，油价可能会下跌。但随着农作物、制造技术、生产工艺和燃烧效率的提高，生物燃料的价格也会下降。同时，在可预见的未来，电力将比汽油便宜。未来的电动汽车可以插上插座充电，就像现在用油泵加油一样。日本本田最近公布的新车型仍然属于氢燃料电池驱动的汽车，电池汽车不需要新的渠道来运输能量。现有电网调整优化后，可以提高电站输出电力的效率，这样基础设施就够用了，关键是用什么发电。另外两种能源似乎是更合适的替代品。风电已经赶上了天然气，后者的价格随着石油价格上涨，而风电的价格已经接近煤炭价格，太阳能只落后几年。大多数现代系统已经认识到风力发电的价格。其实两个行业都太成功了，制造业都跟不上发展。其实他们的价格不应该是这样的，只是因为货源不足的瓶颈而被迫涨价。煤是最便宜的发电燃料，但燃烧时产生的二氧化碳对气候影响极大，迫使人们为气候变化付出巨大代价。如果对其征收特别税，将有助于替代能源的发展。然而，即使不缴纳这种税，一些雄心勃勃的企业家已经开始讨论使用比煤炭更便宜的替代能源。
力量和荣耀
未来技术的大发展很可能主要依赖于替代能源。每个人都需要一个繁荣的市场，而最繁荣的市场取决于科技创新的成果。世界上一些富有冒险精神的企业家受益于20世纪80年代计算机的普及、90年代互联网的大发展以及20世纪初纳米技术和生物技术的飞跃。目前，他们正在寻找下一个伟大的技术发展领域。他们认为他们已经找到了这个领域:能源。
以前的许多繁荣都受益于能源:燃煤蒸汽机、燃油内燃机、电力的大发展，甚至航空旅行的激增。然而，在过去的几十年里，能源相关的繁荣并没有重大突破。煤便宜，天然气也便宜。除了在20世纪70年代，石油也很便宜。一个真正的新奇是核能的出现，改革的压力已经降到最低。两年时间，一切都变了。石油不再便宜了——它已经达到了历史最高水平。
能源构成
人们越来越关注这样一个问题:随着消费量的不断增加，石油供应高峰可能很快到来，现有的石油资源将会枯竭，新的油气资源将很难找到。人们越来越关注汽车油箱里的燃料，而不是从地下开采更多的石油。这似乎是一种近乎狂热的经济行为。目前，人们并不认为汽车电池可以取代汽车油箱。天然气和石油价格同步上涨，也带动了电价的上涨。相比之下，风能和太阳能的价格并不高。事实上，煤炭的价格仍然便宜，是亚洲工业化电厂最喜欢的燃料。然而，富裕国家从不同的角度看问题。从理论上讲，美国还有大量燃煤电厂待建。然而，在过去的15年中，只有少数几个这样的电厂建成，相当数量的待建项目被推迟或取消。主要原因如下。
首先，美国建了大量的工厂。其次，美国电力公司担心很快就要为二氧化碳排放支付特别污染费。其他富裕国家已经开始实施这一措施。人们在燃气电厂上投入了大量资金，但他们很快发现自己陷入了价格上涨的陷阱。人们不想再犯同样的错误。风能和太阳能面临着巨大的资金缺口和前所未有的发展机遇。这些零资源能源的未来价格是已知的。即使人们对风力发电厂和太阳能发电厂的投资已经超过了燃煤发电厂，但前者的经济价值仍然难以判断。风能和太阳能发电大发展的前景还不够明朗，人们对它们的认识可能会发生变化。经济下滑时，全球变暖是20世纪以来地球表面空气和海水平均温度升高，地球温度仍在上升的现象。从2005年底开始的100年间，全球地表平均温度上升了0.74±0.18℃(1.33±0.32°F)。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的结论是:“自20世纪中期以来，绝大多数观测到的全球平均气温上升很可能是由人为增加的温室气体浓度造成的。”也就是温室效应增加的后果。前工业化时期至1950年，太阳变化、火山活动等自然现象可能对全球变暖没有明显影响。1950之前，全球气温略有下降。这些基本结论已经得到至少30个科学团体和学术机构的赞同，包括主要工业化国家的国家科学研究机构。(这是长期现象)可能不会被大多数人关注。当新的油气资源满足亚洲日益增长的需求时，高油价可能会下跌。但这些原因可能不会完全消失。
“如果敌对政府能和平更迭，资源变得更加多元化，人类的能源供应就有保障了。”
如果说石油是指可以非常廉价地从地下开采的传统资源，那么石油峰值就是指全球石油开采量达到最大的时候。在这个时间点之后，石油产量已经进入了下降的最后阶段。这个概念是基于单个油井的采收率。一口油井的总产能一直在增加，直到达到峰值，然后开始下降，这种下降往往相当迅速，直到油田枯竭。这个概念可以用来概括一个国家的国内生产力，分析全球石油采收率。需要注意的是，峰值油并不意味着油正在被耗尽，而是油采收率达到峰值后下降。它可能很快就会到来。自然界中还有丰富的其他种类的油气资源(如油砂)，因此油气资源在很长一段时间内不会枯竭。但它的生产成本会更贵，未来的生产成本会高于今天的成本。此外，任何政治风险都会危及石油的安全，因为政治风险往往与政府有关，原因很简单，石油资源的存在也会导致政府的腐败，而政府根本无法控制其政治家的行为。
能源市场是巨大的。目前全球人口每年消耗的能源约为15太瓦(1太瓦等于1万亿瓦)。做一个商业转化，一年相当于世界经济产出的十分之一。到2050年，全球用电量可能达到30太瓦。如果物化，而且目前占主导地位，特别是那些依赖信息技术的能源市场，将达到近千亿美元。新技术的不断更新产生了突破效应，迫使人们更换现有设备。但是，建设风力发电厂并不一定要关闭燃煤发电厂。由于上述两个原因，从一个基于化石燃料的经济向另一个基于可再生能源的经济，即向绿色能源的过渡，可能是一个缓慢的过程。过去这方面变化不大。另一方面，从市场供应规模来看，替代能源的机遇使它们处于转型的边缘，并逐渐成为一种趋势，风能的利用也正是如此。一些能源技术具有创新和突破的潜力。例如，一辆“插电式”汽车可以用电力驱动，其成本相当于每升汽油25美分。然而，这可能会对石油、汽车制造和电力行业产生影响。
在过去的几十年里，技术创新为能源工业的发展提供了有利的机遇。事实上，在能源领域，生物技术和纳米技术不会有太大的发展，主要是因为它们的工业应用，也会促进它们的发展，同时这些技术也会重新焕发光彩，产生很多新的技术。新能源技术突破不多。发明家埃隆·马斯克(Elon Musk)共同开发了一款电池驱动的跑车。谷歌创始人拉里·佩奇和谢尔盖·布林启动了一个名为“Google.Org”的项目，旨在找到一种让可再生能源真正比煤炭便宜的方法。能源领域对可再生能源的这种兴趣正在产生大量的新想法，其中一些很有前景，而另一些则很离奇，这可以让人们想起互联网公司大繁荣的时代。有了这种大繁荣，这些想法大部分都会变得无足轻重。然而，在他们当中，可能会有像Paypal、Google或Sun这样成功的公司。一些更传统的公司也吸引了人们的兴趣。美国最大的工程企业通用电气公司(GE)也大力发展风力发电机技术，积极投身于他们的太阳能利用和开发业务。美国纽约斯克内克塔迪实验室的能源研究人员充分享受着自己企业的科学民主氛围，研究经费非常充足。
与此同时，BP和壳牌正在成为学习和创新的领导者。一些有前途的企业，如杜邦公司(世界上最大的石化企业之一)，也投资于可再生能源的开发和利用。当然，并不是所有的企业都投入这种研发工作。世界上最大的私营石油公司埃克森-莫比尔公司还没有从事这样的研究和开发。但是，在大量可再生资源的研发过程中，不可能不受到环保人士的指责。一些人抱怨说，许多现有的可再生能源只能通过额外补贴或其他形式的特殊待遇来利用。从表面上看，这种说法是认真的。但深入分析，地球上所有的能源都只能靠“补贴”获得，有明有暗，它们的开采成本并不相同。因此，人们寻求可再生能源发电，如风力发电机，这是这种可再生能源的应用领域。德国的阴天，运行中的太阳能产业，美国人使用的玉米基乙醇工厂，都是可再生资源利用的例子。当然，巴西人使用的糖制乙醇要便宜得多。虽然这种非化石燃料的发电在电力生产中已经占据了一定的比重，但似乎这种特殊的发电技术还没有形成大气候，他们只停留在市场上展示创新发明的阶段。
如果世界是理性的，所有这些对能源的限制都将被扫除，取而代之的将是适当的碳税，就像现在欧洲正在发生的那样。根据英国投诉IPCC的建议，风能的交易价格已经进入总量控制和排放交易体系。如果说现在的风力发电已经和化石燃料有竞争力，那么其他可再生资源的大发展也就为期不远了。不幸的是，这种资源替代的特殊做法可能相当好，但这种调整需要特殊的技术。他们不喜欢华而不实的过分，不需要的时候也不能放弃。
贫瘠的世界变得更加绿色。在这方面，至少富裕国家是这样认为的。即使一些西方政治家和商人否认这一点，但那些贫穷和快速发展的国家已经越来越重视可再生能源的开发和利用。事实是，中国正在以众所周知的速度建设燃煤电厂。但中国也有自己巨大的风力发电能力。2008年，这种风力发电能力预计将增加三分之二。中国的太阳能镜板数量世界第二，还不算全中国的房屋(楼房)屋顶的太阳能热水装置——是世界第一。巴西拥有仅次于美国的世界第二大风力资源和最经济的生物质燃料产业。生物燃料已经占到巴西汽车燃料消耗的40%，很快将占到发电量的65，438+05%(燃烧糖废料发电)。南非正在成为应用新型、安全和简单的核反应堆的领导者。严格来说，核能不是可再生能源，但是它没有碳排放，所以越来越受欢迎。这些国家和一些像他们一样的国家正准备放弃化石燃料。这些国家将根据当地条件和材料获得自己的能源。因此，如果可再生能源和其他替代能源在价格上具有竞争力，穷国和富国都会接受。
如果政治经济的变化只出现在价格高、资源短缺的阶段，与人类对石油峰值到来的恐慌无关，那么经济变化对这些油气进口国的危害很大程度上将取决于石油峰值期过后石油进口量如何快速下降。出口国的模拟模型表明，世界上人们可以开采的石油量的减少速度远远超过石油出口国的石油产量，因为这些石油出口国的石油需求也在迅速增加。产量下降(进而供给下降)会导致油价大幅上涨，如果人们的需求能够维持在一个有计划的适当水平，并使用替代能源，这种情况可以得到缓解。在石油峰值期到来后的20年里，我们一直需要这样做。根据乐观的预测，石油生产的高峰期将出现在2020-2030年左右，应在这次危机之前对替代能源进行重大投资，以避免一些发达国家人民的生活方式和标准发生明显变化。这些模型表明，石油的价格起初会逐渐上涨，然后随着其他类型的燃料和能源的投入使用，价格会下降。按照悲观的预测，如果按照现在的速度开采石油，石油的高峰期已经或者即将到来，任何积极的措施都不一定有效果。根据这一预测，全球油气产量将下降，这可能导致全球市场的一系列连锁反应，也可能导致全球工业文明的倒退。2008年初，有迹象表明，油价上涨将使可能下滑的经济形势更加岌岌可危。面对能源危机，广泛采用绿色能源和保持适当的节能生活方式已被广泛接受。这促使人们重视替代动力和燃料能源的研究，如燃料电池技术、液氮技术、氢燃料技术、生物乙醇生产技术、生物柴油、卡瑞克工艺、太阳能利用技术、地热能利用技术、潮汐能、波浪能以及风能和核聚变能的利用。目前，从天然气中获得氢气是一个纯能量损失的过程，但在北美和世界其他地区，这种氢气的产量正在下降。一旦停止从天然气中提取氢气，人们仍然需要从其他能源中获取氢气。当然，它的加工还是需要消耗大量的能源。但是，这也让人们认为氢和电一样，是能量的载体，但不是资源。未经测试的脱氢过程也证明了水可以用作能源。效率机制，如高功率发电厂，显然可以更有效地利用现有的发电能力。这是一个用来描述交易效率不断提高的术语，交易效率是用电力消耗来增加可实现的市场供给，而不是增加电厂的发电能力。所以目前是替代能源的买方市场。可再生资源有效利用自然资源，如阳光、风、雨、潮汐、地热能等可以自然补充，目前的技术水平可以利用太阳能、风能、水力发电和微型水力发电能力，生物质能和交通运输中的生物燃料。
2008年，全球能源消耗约14%来自可再生能源，13%来自传统生物质能，如木材燃烧。水力是地球上第二大可再生资源，达到3%。其次是热水，占全球能耗的1.3%。现代技术开发的地热能、风能、太阳能、海洋能占全球能源消耗的0.8%。这些领域的技术应用潜力巨大，超过了所有其他可用资源。可再生能源技术经常因其间歇性或其他原因而受到批评，可再生能源市场正以各种形式发展。
风能的利用率每年以30%的速度递增，全球装机容量已达100 GW。风能已经在许多欧洲国家和美国广泛使用。2006年，全球光伏(太阳能)产业发电量为265，438+000 MW，太阳能(光伏)发电在德国已得到广泛应用。美国和西班牙有大量的太阳能发电厂。最大的太阳能发电厂SEGS位于美国莫哈韦沙漠地区，年发电量为354兆瓦。世界上最大的地热发电厂位于美国加利福尼亚州的间歇泉(黄石国家公园地区)，发电量为750兆瓦。巴西可再生能源发电厂是世界上最大的此类发电厂之一。使用的燃料来自生物乙醇，一种生产糖的原料。在中国汽车使用的燃料中，65，438+08%是生物乙醇。乙醇燃料在美国也被广泛使用。目前，一些国家已经制定了大规模的可再生能源发展计划。目前可再生能源激活剂在发电领域的应用并不广泛，大多是在偏僻遥远的地区，能源在人类社会的发展中非常重要。肯尼亚拥有世界上最大的家用太阳能，每年约有30000个小型太阳能利用系统(20 ~ 100瓦)投入使用。气候变化与高油价密切相关。石油峰值期和不断增加的政府支持正在推动可再生能源利用的相关立法，加速其利用和商业化。
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