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你了解世界上正在进行的这场能源革命吗?

在很多发达国家,效率较高、污染较小的新能源正在快速普及。陆续地,其他国家也积极参与进来,目前这场能源变更如星星之火已然燎起一场关于能源革命。你了解这场革命吗?

近几年,美国等发达国家的建筑物里越来越低碳。从发热的白炽灯泡到发光的二极管(LED)的转变,将用来照明的电能减少了足足85%。美国能源部能量效率与可再生能源办公室的首席助理部长DavidFriedman预测,纵观近几年,LED灯泡的制造成本下降了90%,在接下来的5到10年,费用还会下降至现在的一半。

LED是美国盛行的清洁革命最前端的科技之一。按照美国能源部(即DoE)最新发布的一篇名为“急速增长的清洁能源科学技术”的报告中的说法,这种固态电子光源的安装量从2009年的400,000增长到了2014年的7800万。并且并不只有LED在快速普及,像风能,太阳能以及其他一些类似的科技现在也呈现着爆炸性的增长,这给世界在本世纪末可以有效抵抗气候变化提供了一丝希望。

在巴黎气候协会的支持下,包括美国、欧盟以及中国在内,各大国政府都做出了一项承诺。这个承诺可以敦促各个国家在将来采用更多的清洁能源科技,并逐步淘汰掉高污染低效能的落后产能。我国目前已经开始大力投资发展清洁能源并治理环境污染,总理李克强去年与奥巴马总统为了在2030年停止温室气体排放量的增长,设定了一个共同的目标去减少温室气体的排放。

DOE(美国能源部)的科技能源部副部长LynnOrr认为以后的这几年时间会是清洁能源科技加速发展并普及的时代。如今类似ARPA-E(美国现金能源计划署)的很多机构正在贷款建造大型太阳能发电站,并投入大量资金来研究和开发新技术。奥巴马实施的一些政策也有助于这些项目在全美范围内的启动。恰恰由于在20世纪,随着人类科技前所未有地高速发展,导致无论是人口数量还是大气中温室气体含量,几乎所有东西都呈现出爆炸式的增长,所以我们有理由相信,21世纪的前几十年,在种种社会和环境压力下,人类极有可能见证清洁能源技术方面的突破性发展。

对于可再生能源的利用以及新能源技术的开发方面,关键难点是能源装置的小型化。不管是LED还是光伏板,成本缩减的一部分原因正是因为这些小东西可以以数百万件的规模快速制造。与此同时,成千上万的风力涡轮机(即风力发电)在也美国涌现,而且其发电量占美国总发电量的4%,这既减少了因燃烧矿石燃料释放的CO2,又减少了在冷却通过热能发电时所需的水。另外,由于制造锂离子电池的成本也在缩减,所以电动车也开始大批地出现在世界各地的道路上。例如丰田的普锐斯和双擎混动技术,比亚迪和特斯拉的纯电动车,正如雨后春笋般不断增多。

不过那些较大规模的低碳技术,如回收热电厂释放的温室气体,或者核电站,并没有呈现爆炸性的增长趋势,部分原因是由于其高昂的建造成本。所有的新能源技术可能都在相同的进化曲线上行进着,只不过有一些领域行进的还不够远。

以美国为例,二十世纪三十年代,美国人主要通过燃烧木头来给家里供暖。不过如今,可再生能源的普及率空前提高,仅2014年就高达10%。这种趋势有可能继续持续下去:近几年来,由于光伏板组件的价格相对稳定,安装太阳能,包括获得必要的许可证的成本越来越低。所以,为了保证光伏板的稳定供给,许多包括SolarCity(是美国一家专门发展家用光伏发电项目的公司,位于加州福斯特城,我国也有类似的公司,例如汉能集团)在内的家用太阳能租赁公司,都不得不开始制造装在屋顶的小型太阳能发电装置。在Solar City去年十月的一次会议中,Solar City公司CEO Elon Musk(同时也是特斯拉汽车、Paypal、SpaceX的CEO)表示他正在想着如何尽快的发掘出可再生能源的潜能。他还打算将他的特斯拉电动汽车的技术运用到家用太阳能工业中。如今化学电池的发展似乎已经达到一个瓶颈期,而晚上没有太阳,风也是断断续续的,所以在将来,必须运用革命性的科技手段来大规模储存可再生能源。

要想在2050年使温室气体的排放量减少80%,并且在石油开采量大幅萎缩的情况下,我们需要所有能运用到的新能源技术,毕竟我国有将近75%的电能是来自于火电站。

一个致力于削减温室气体(主要是CO2)的工作报告—基林曲线,显示CO2的含量已冲破了400ppm,这在之前看起来是永远不可能的发生的。此报告还在继续记录减少矿物燃料的燃烧以及其伴随而来的污染。

麻省理工学院和清华大学最近联合发表了一篇报告。文中显示,中国以及其他大国承诺将在太阳能和风能,以及缩减太阳能和风能的应用成本方面做出更多的努力。而且这一行为刚好符合联合国气候变化框架公约中关于如何控制全球变暖的建议。目前很多汽车厂商都在努力通过空气动力学或者轻量化来提高卡车和轿车的燃料燃烧效率。但是目前白菜价一样的原油价格和膨胀的欲望意味着人们还是会烧掉更多的汽油,这就是所谓的反弹效应。

LED将来的普及程度,是否会像时代广场的LED大屏幕的应用程度,或者是否会像20世纪爱迪生发明灯泡之后全世界广泛使用电灯的程度一样广泛仍有待考证。在如今一些低碳楼房中,照明设备所产生的热量还是会浪费掉一部分的光能利用效率,所以根据光污染可以一定程度上追踪能源浪费的走向,就像以前我们追踪热源一样。尽管清洁能源的应用在加速增长,但是在我国仍然有超过60%的插座中连接的是老式的电灯泡而不是LED。随着LED更广泛地普及,一些其它节能科技的快速发展,相信可以帮助缓解这个反弹效应,例如目前大行其道的“智能家居”,它可以自动实现人来开启,人走关闭,并根据需要精确调节工况。以上种种反过来也可以加速清洁能源的使用,从而减缓全球变暖的问题。

新能源科技的发展和经济息息相关。那些为人们的生活和工作提供者源源不断的高效清洁能源的国家,势必在全球中越来越具有综合竞争力,也会具有更大发展潜能,这就是可持续性发展道路的优势所在。


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