无限的绿色能源将如何改变世界

温州网气候新闻讯，无限的可再生能源将带来诱人的好处：无排放供暖、更环保的肥料和电力运输。但克服障碍并不容易。我们该如何利用丰富、廉价、取之不尽的可再生能源供应呢？

也许海水淡化突然变得具有成本效益，可以缓解地球的水资源短缺问题。垃圾可以大规模回收，从而提取稀土金属等珍贵的微量元素，而二氧化碳（CO2）可以从大气中抽出，以减缓气候变化。人们可以在地球的极地地区舒适地生活，或者乘坐电池驱动的车辆进行长途旅行。需要电力的商品和服务可能会变得更便宜，甚至免费。我们的排放足迹可能很快就无法检测到。

虽然令人兴奋，但这个可持续发展的世界将付出难以置信的代价。它还将取决于广泛的政治、经济和技术因素，使其成为现实。

绿色能源的成功首先取决于人们是否愿意采用该技术——可再生替代能源必须比我们如此依赖的石油、煤炭和天然气更加方便、快捷、节省和安全。立法者还需要打破立法僵局，以确保可持续能源政策得以实施。随着地球持续变暖和资源减少，燃烧这种绿色能源的设施——无论是太阳能、风能、地热能、生物质，甚至核聚变或一些未被发现的技术——都需要建造和维护。

假设这些障碍能够被克服，无限的绿色能源如何改变我们自己的消费、创新、我们的经济、公共政策和环境？哪些因素可能会使这个假设的星球暂时变得更糟？

根据国际能源署(IEA)预测，未来10年某些地区的电力需求将增长40-60%。研究人员预测至少到2040年，发达国家和发展中国家的日益繁荣将继续推动消费者对关键资源的需求增加。能源限制、水和其他自然资源将带来新的、难以管理的不稳定因素。

目前的发电——主要是化石燃料——是造成气候变化的最大因素，占所有温室气体排放量的30%。因此，绿色能源可能代表着对一切照旧的彻底偏离，有望开辟一条通往零碳排放和国际能源独立的道路。然而，如果没有政策制定者、投资者和公民的共同努力，无限的绿色能源也可能导致世界浪费和短缺的增加。

“绿色能源可能是无限的，但肯定不是没有成本的无限能源，”环境法教授兼该组织负责人维克多·B·弗拉特(VictorBFlatt)表示。环境、能源和自然资源法律中心在休斯顿大学。从建设可再生发电厂（或改造现有发电厂）所需的巨额资本支出，到激励其使用所需的营销投资，再到新基础设施所需的排放排放提取过程，免费的绿色能源价格高昂。

没有完美的答案。未来几年需要的是多样化且灵活的能源解决方案组合——什么比尔盖茨打电话“能源工具中的瑞士军刀”。

无碳能源无疑带来了诱人的好处：交通全面电气化、为我们的家庭和企业供电的无排放供暖和制冷系统、为我们的农田提供更环保的肥料。如果我们能够设法生产它，我们可能还需要使用聚变能源的补充来源。开发高效和可持续的方法来燃烧生物质，并转化农作物和污水中的甲烷，将有助于增加我们的绿色燃料供应，但我们也需要减少能源总量，并探索将气候政策转化为具体、可执行行动的方法。

弗拉特说，随着世界部分地区开始摆脱对化石燃料的依赖，我们目前的燃料供应将变得越来越便宜。石油资源丰富的国家急于将最后一桶石油出售给发展中国家，这将进一步压低石油价格，从而慢慢消除液体燃料经济。“如果绿色能源比化石燃料更具竞争力，人们就会朝这个方向发展，”弗拉特说。“但现实世界的限制将开始占据上风。”

由于脱碳目标和国家指令要求减少传统发电厂的使用，传统发电厂将发挥较小的作用。同时，强大的可变可再生能源工厂基础设施将变得绝对至关重要。这些发电厂需要建在较大的地理区域内，以确保最大限度地减少电力中断——例如，如果都柏林天气阴沉、无风，电力可能需要从远至奥斯陆的地方输送。制造业的繁荣可能会带来稳定、长期的就业机会——净利好——但也可能意味着煤炭等其他行业的暂时就业岗位流失。

另一个巨大的限制是绿色能源是出了名的不可靠。水力发电需要足够的雨水来推动源源不断的水源供应会对本地水生物种及其生态系统造成严重破坏。太阳能光伏板需要晴朗的天空和阳光来利用发电所需的光子。

可变可再生能源是依赖于间歇性资源可用性的发电机；因此，它们需要互补技术来确保始终保持供需平衡——即使在季节性变化或最坏情况下也是如此。无限的绿色能源几乎肯定会催生廉价而高效地使用和储存能源的创新方法，但创造永久的电力过剩在规模上可能并不经济。

伦敦帝国理工学院商学院可持续能源业务教授理查德·格林表示：“有时，我们的能源会超出特定地方的实际需要。”“找到在这些时候使用额外能量的方法是一个好主意，但对于人们规划他们的生活来说不够可预测。”因此，在供应有限的情况下，仍然需要传统的电力模式，因此，如果我们缺乏绿色电力，就有一个权宜之计。

可变可再生能源份额的增加意味着电力系统可能会变得更加灵活。当然，需求也需要灵活。格林解释说：“要么人们付费订阅——有点像电话套餐，你可以获得一定数量的免费能源，要么是即用即付的模式。”优步的动态定价可能看起来相对慷慨。“只要缺少风或阳光，一年中的某个时候，价格就会飙升。”

当然，绿色能源需求问题不会仅限于家庭，而是会扩展到企业和企业，特别是科技公司——一些最大的电力消费者。亚马逊、谷歌、Facebook和微软等领先科技巨头的数据中心已经需要每年数十太瓦时（相当于十亿千瓦时的电力）来保持服务器凉爽。随着人工智能和机器学习的兴起需要更多的计算能力，这个数字只会增加。私人投资可以进一步加速新技术的发展，并改变大公司部署新技术的经济状况。

然而，如果企业转向碳中性能源，它们也会对因竞争用途、城市化和工业发展而已经稀缺的土地造成间接压力，因为需要建造更多的可再生能源工厂来满足需求。这反过来又会给地球带来额外的压力：许多可再生能源形式或其制造过程会向空气中排放二氧化碳或甲烷等温室气体，因为它们依赖于矿物质（钴、锂和其他稀土金属）目前只能借助化石燃料来提取或建造。萃取也具有不可挽回的巨大潜力破坏本地动植物的栖息地.

换句话说，无限的绿色能源实际上可能在短期内对环境造成危害。然而可再生能源最终有能力减少或扭转我们的碳排放，并消除每年数百万人因污染造成的死亡，做出改变我们这个时代最紧迫的问题之一的决定。

聚变发电，利用核聚变反应产生的热量，是一项具有令人难以置信的前景的绿色技术。这种能源格式将使我们能够随意打开和关闭电源，并消除核裂变的乏燃料和扩散问题。德克萨斯大学奥斯汀分校的系统级能源工程师JoshuaDRhodes表示：“聚变是获得清洁能源的一种途径。”“但到目前为止，还没有人能够创造出一种自我维持的聚变反应”（一种产生能量的反应，产生的能量多于消耗的能量）。

如果成本不再是一个因素，以聚变形式存在的无限绿色能源可能会从根本上改变不同的行业，包括交通、航空和制造业。这一转变也将大大有助于减少碳排放和颗粒物总量。如果我们清理供应链，我们也许能够摆脱或消除向大气排放污染物的能源。

“总会有一些行业需要类似化石燃料的物质，”罗兹说，“但我们不必把它们从地下挖出来：我们可以制造合成燃料。”对于在密闭空间内需要大量能量的操作，含有碳的液体燃料可能很有用，因为它们可以保持系统稳定。例如，长途航班目前需要类似化石燃料的物质。然而，飞机可以使用从氢气和二氧化碳中提取的甲烷，而不是喷气燃料，或者由氢气和大气中的氮气制成的氨，这两者都可以使用绿色电力来创造。考虑到该行业对气候的贡献——航空业占年度二氧化碳排放量的2.5%——仅这一变化就将是重大的。

碳捕获和储存等其他绿色技术可能是实现总体净零排放所必需的。根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)，“电气化、氢能、生物基原料和替代品，以及在某些情况下的二氧化碳捕获、利用和储存(CCUS)，将导致能源密集型行业所需的深度减排，以将变暖限制在1.5℃。”

但政府间气候变化专门委员会也指出，这些选择受到制度、经济和技术约束的限制——这意味着政府大力推动财政政策将至关重要。“为了将全球气温上升控制在1.5摄氏度以下，世界需要在2050年至2070年间实现净零碳排放，”罗兹说。“清洁能源是实现这一目标的必要条件，但还不够。”

国家喜欢哥斯达黎加和挪威已经实现了许多雄心勃勃的气候目标；其他国家远远落后于2015年《巴黎协定》中规定的将全球变暖控制在1.5摄氏度以下临界值所需的2050年净零目标。即使在一个拥有无限可再生能源的世界中​​，除非个别国家能够就全面的气候变化立法达成一致并迅速达成一致，否则全球能源行业的稳定仍将是遥不可及的。购买低排放汽车和电器的税收抵免、支持建设可再生燃料站和其他基础设施以及对化石燃料使用的经济处罚都可能加速这一转变。

“绿色能源的最大障碍不是金钱，甚至不是技术；而是政府政策，”弗拉特说。即使在一个国家的管辖范围内，能源政策也可能有所不同，这意味着进展往往很缓慢。考虑到在绿色能源需求增加之前，地方必须同意海上和陆上可再生能源发电站。“欧洲已经同意20%的电力来自海上风电，”弗拉特说。“然而，在美国，拥有多个司法管辖区，任何州都可以否决电力线路。如果我们要全面拥抱绿色经济，就必须让立法者就电力供应地点（水坝和风车发电场）的建设地点达成一致。”

即使绿色能源突然变得丰富，也不是每个人都能立即获得，而那些获得的人可能会浪费它
最后，永无休止的可再生能源供应不一定能在短期内解决世界公平问题。在一些地方，现成的照明、供暖、制冷和交通是很少有人能负担得起的奢侈品。即使绿色能源突然变得丰富，也不是每个人都能立即获得，而那些能够获得的人可能会浪费它。

“当任何商品变得更便宜时，人们就会倾向于使用更多商品，”格林说。同样，无限的绿色能源可能会导致同样糟糕的设计选择，从而在稀缺时期引发浪费甚至短缺，即使世界部分地区仍然缺乏能源。格林说：“人类寻找解决短缺问题的方法通常是推动进步的因素。”

碳计数

报道此故事所需的旅行排放量为0千克二氧化碳。该故事的数字排放量估计为每次页面浏览1.2克至3.6克二氧化碳。在这里了解更多关于我们如何计算这个数字的信息。

问题不在于过度消费，过度消费往往意味着资源的枯竭，而在于消费的增长，因为资源本来就很丰富。总体而言，可用资源是足够的，但这种丰富可能会导致新的问题。这种现象在历史上是其他资源成本下降的特征：当我们通过学习如何大规模加工和制造食物来使食物变得便宜和丰富时，我们就陷入了肥胖危机。当我们想出生产廉价塑料的方法时，海洋突然被我们的一次性袋子和瓶子淹没了。如果我们使绿色能源变得非常便宜，是否会出现类似的模式？

在全球范围内转向可再生能源可以缓解我们的气候变化危机，并在此过程中带来新形式的创新和商业。这可能会腾出时间和劳动力来从事休闲和其他追求。但我们需要保持现实。“这解决了一些问题，”弗拉特说，“但这不是涅槃。”