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图片来源@视觉中国
文 | 视察将来科技过来的一百年，是“轻松动力”的一百年——即用技术勘探、挖掘和利用这些矿产动力都很容易，由于它们不需求如许先进的翻新。但是，地球的资源却是无限的，到2030年人们对动力的需要还将减少两到三倍。但不管是从气象角度，仍是动力开采方面，传统动力的窘境都不成无视。
石油、自然气和煤炭是不成再生动力，它们虽然牢靠却很低廉，人类社会需求一个新的动力方案。以应答寰球经济的人口和出产力需要——经济增长需求动力来撑持。而从源头上更新咱们所需求的动力，使之与生命零碎相协调，好比太阳能和风能以及其余提到的动力，则是在动力畛域具有将来智慧的表示。
正在改动的动力格式
实际上，人类文化在利用动力方面始终不敷智慧且掉臂将来。千百年来，人类把动力从土地或陆地里开采出来，破坏景色以夺取煤炭，焚烧石油为咱们的汽车和城市提供能源，而在这个过程当中，也惹起了气象变动、净化。
始终以来，人们使用的动力，次要是化石燃料已变得愈来愈稀缺，本钱昂扬，并且对气象的影响水平到了要挟人类生存的程度。
至于如何改动这一蹩脚的现状，看起来最简略的谜底就是住手焚烧石化燃料，然而，但要做到这一点十分难题。石化燃料曾经与古代人的糊口画下等号，它的确在为古代人们的糊口“加油”。另外一个办法则是用“更聪明”的形式运营动力零碎。少数动力零碎的运作根底是让动力供应跟随动力需要，让供需维持不乱均衡，电力尤为如斯。
不外，想要真正解决动力危机，最首要的，仍是寻觅石化燃料的代替动力。就发电来讲，咱们能够选用低碳动力来取代石化燃料，好比可再生动力、风力、太阳能与生质动力，固然还有核能。开发能够替代化石燃料的新动力也是近些年来动力畛域的趋向所指。
从 2014 年开始推行的国内建议行为“RE100”就是其中一个例子。RE100 为“再生动力 （Renewable Energy）100%”的缩写，是寰球非营利组织“气象组织”和寰球环境办理认证机构“碳揭-穿方案”（Carbon Disclosure Project）主导的建议，其指标是在 2050 年以前让企业用电 100%转换成使用再生动力。
固然，这个进程波及到各种利益瓜葛。为了掌握新及再生动力时期的霸权，各国之间的争取战和各大企业的战略不时刻刻都在产生变动。但毋庸置疑的是，人类若再不完成碳中和及再生动力的转换，终将面临动力大灾害。也就是说，转向再生动力仍然是人类面临的重要课题。
2017 年，斯坦福大学的马克·雅各布森传授提出了一个增进包罗美国在内的139个国度在 2050 年以前100%使用再生动力的蓝图。他利用计算机建模证实了再生动力发电优于传统动力发电，其秘诀就在于电力的储能形式。若将储电、储热、高温储能、储氢装备与再生动力发电装备结合在一同，便能以洁净的再生动力供给一切的电能。
联结国提出的2016至2030年的永续开展指标中，第七名目标就是使用再生资源和动力。彭博新动力财经的《2020新动力瞻望》（NEO2020）预测，在接上去的三十年，将投资于新发电装备的15万亿美元中，有80%会是太阳能、风能、储能零碎（ESS）等新及再生动力。另外，到了2050年，新及再生动力将为全世界提供56%的电力。
托尼·塞巴传授在《动力反动 2030》 中写道，“石器时期会完结，并非由于人类用尽了石头，而是由于更低劣的技术‘青铜器’取代了石器”，现今的动力现状也是如斯。除了关乎化石燃料是不是干涸，跟着再生动力的发电本钱在先进技术的开展下逐步降落，寰球动力资源也必定产生变动。
动力改革的主力军
在新的再生动力中，最值得人们关注的就是“太阳能”。
几千年来，人类文化始终渴想利用太阳这个取之不尽、用之不竭的火球。为了开脱化石燃料，世界也需求利用更多的太阳能。咱们的这颗恒星发生的能量是终究抵达地球的光束能量（阳光）的20亿倍。但是，那些光束所提供的能量却是世界所需能量的1万倍以上。这象征着，从实践上讲，对美国来讲，仅仅掩盖得克萨斯州1%面积的太阳能电池板就能知足全美一切的电力需要。换言之，太阳能够让世界动力增长不计其数倍。
实际上，太阳能市场自2000年起简直每一年都生长40%以上。假如这类趋向继续开展上来，太阳能很快就会在寰球动力出产量中占100%。太阳能的继续增长，终将逐渐取代化石燃料的市场份额。
假如中国和美国放弃不乱的需要，且开展中国度重启因新冠疫情而被推迟的太阳能方案，2021年寰球太阳光电安装量将比前一年减少20%以上。彭博新动力财经预算，2021年寰球太阳光电安装量范围为151吉瓦到194吉瓦。若安装量达到194吉瓦，将无望较前一年生长45%以上。
韩国也将重新万金的大范围方案开始推进太阳能发电事业。为了成为碳中和国度，韩国将制定详细指标并付诸行为其太阳能市场范围将逐步扩张。2020年，韩国的太阳能市场范围只要3.8吉瓦，但2021年将生长到超过4吉瓦。
假如寰球经济可以不乱上去，2022年将会泛起高达200吉瓦的太阳能需要。与2017年的需要比拟，这会是五年来初次减少将近2倍。
以后，太阳能提供了寰球1/3的电力动力。到21世纪完结以前，将阳光转化为电能、热能和便携式燃料能够知足世界上大部份的动力需要。到那时，21世纪将作为人类终究驯服太阳的时期而被历史铭刻。
而且，将来的太阳能技术也将不同于在以后的硅基太阳能光伏电池板。不成否定，如今这些光伏电池板的确在确立太阳能技术为可行动力方面发扬了首要作用，它们的胜利也让寰球的投资者深信投资清洁动力名目是平安的。以后，这些光伏电池板，正在从最后的轻巧、形状粗陋、机能极差，逐步进化为如今的笨重、别致好看，而且具备更高的光电转化效力。到2030年，工业打印机将开始少量出产各种色彩和不同通明度的太阳能光伏涂层。10年后，给人们的房子涂上太阳能涂层也许将会和涂油漆同样廉价。
虽然太阳能曾经成为动力反动的配角，但这个舞台依然需求主角。在21世纪，风能呈稳步回升的趋向，成为太阳能的无力增补。过来十年，风力发电推进了陆地再生动力畛域的开展，风能也因此被以为是动力格式的首要改革要素之一。另外，跟着各大企业增强比来成为抢手话题的ESG办理，风能也被人们以为是出产绿氢的次要动力，备受人们关注。绿氢就是利用风能电解水后发生的动力。
2020年，寰球风力发电装置量较前一年减少了59.2%，以96.8吉瓦创下历史新高。虽然彼时，预估风力发电的需要会由于遭到新冠疫情的影响而降落，但占寰球需要60%的中国风力发电装置量较前一年减少了93.3%，寰球风力发电装置量因此大幅减少。
与陆下风电比拟，海下风电的装置量依然不敷，发电本钱和装置本钱也对比高，因此仍处于市场早期。另外，中国和美国的装置量占寰球的82.4%，风电装置则集中在部份地域。而且，从长时间来看，风力发电的需要仍将继续减少。彭博新动力财经预测，寰球海下风电市场范围还将从2019年的29.1吉瓦扩张到2030年的177吉瓦。
地球上最丰硕的动力来源
在动力改革的配景下，想要彻底脱离化石燃料，首先就是减少对太阳能的间接利用，即减少太阳能的发电量。
钻研限度气象变动潜伏办法的迷信家也统一以为，到21世纪中叶，电力行业的碳排放量必需增加80%～100%。这一指标被称为电力行业的“深度脱碳”。斟酌到经济和政治要素，可再生的太阳能和风能显然是实现这一重担的中心选择。
电力行业脱碳固然也包罗其余缘故。一方面，清洁电力的经济来源曾经存在，然而假如想要取代撑持其余行业的化石燃料却是极为难题的。好比，在工业部门，能够代替为工厂和精炼厂供热的煤炭和自然气，同时又价钱公道的选项十分无限。在交通运输畛域，石油制品占领着中心位置，安排着各种出行工具动力损耗90%以上的份额。这些畛域很少有代替燃料在商业上具备可行性。
电动汽车行业范围虽小，但始终放弃继续增长的态势，这阐明，电力对运输行业来讲多是一种可行的代替燃料。因此，电力脱碳不只是开始增加寰球动力排放的最便捷的办法，也多是增加其余使用非电力的部门的排放量的一种办法。
另外一方面，将来，电力需要还将会迅速增长。如今，世界各地曾经开始将电力运用于过来始终依赖于其余动力载体的名目。
好比，电动发起机在车辆驱动方面取代了石油燃料；电动热泵取代自然气用于家庭和企业供暖；在钢铁出产中，电弧炉取代了钢铁出产过程当中使用的煤炭。另外，人口增长和城市化将致使更多的人需求获取古代动力。国内动力机构预测，到21世纪中叶，电力需要可能会翻倍。即便在最现实的状况下，即全世界大幅度进步动力效力，电力需要也会增长80%。
到2050年，寰球日趋增长的电力需要将整个或简直整个需求零碳动力。而其中，太阳能能提供的动力多少就显得十分症结。固然，不论到21世纪中叶时，太阳能能知足世界上多少电力供给，一个不言而喻的事实是，太阳能知足人类动力需要的终究后劲都不容小觑，由于它是地球上最丰硕的动力来源。
当咱们预测太阳能的技术后劲，或者有多少阳光能够转化为能量时，受环境、地舆和技术限度的影响，咱们能够有100多个不同的预测后果。然而即使如斯，太阳能仍是标新立异，其技术才能足以供给世界所需电力。
因此，在21世纪下半叶，最公道的指标是让太阳能成为世界上的次要动力来源，知足世界上大部份动力需要。要达到这一指标，需求的不单单是将阳光转化为动力的太阳能光伏板，还需求将阳光转化为便携式燃料和热能的办法。此外，要完成这一指标还需求从新设计动力零碎，将太阳能与世界动力需要衔接起来。
完成这一愿景听起来虽然边远而艰难，但马斯克对世界将完成这一指标却充溢了决心。他预言：“出产动力的次要形式将会是太阳能。最少太阳能会占领一个对比高的比例，从久远来看可能会略高于50%。” |
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