碳能源时代的缓慢消亡| 能源的未来 P1

碳能源时代的缓慢消亡| 能源的未来 P1
图片来源:Quantumrun

碳能源时代的缓慢消亡| 能源的未来 P1

    活力。 这是一件大事。 然而,这是我们很少考虑的事情。 就像互联网一样,只有当您无法访问它时,您才会惊慌失措。

    但实际上,无论以食物、热能、电力的形式出现,还是以多种形式出现,能量都是人类崛起的驱动力。 每当人类掌握了一种新的能源形式(火、煤、石油,很快就会有太阳能),进步就会加快,人口也会激增。

    不相信我? 让我们快速浏览一下历史。

    能源与人类的崛起

    早期人类是狩猎采集者。 他们通过改进狩猎技术、扩展到新的领地以及后来通过掌握使用火来烹饪和更好地消化狩猎的肉和采集的植物来产生生存所需的碳水化合物能量。 这种生活方式使早期人类得以在全球范围内扩张到大约一百万的人口。

    后来,大约在公元前 7,000 年,人类学会了驯化和种植种子,使他们能够生长出多余的碳水化合物(能量)。 通过将这些碳水化合物储存在动物体内(夏天喂牛群,冬天吃它们),人类能够产生足够的能量来结束其游牧生活方式。 这使他们能够集中在更大的村庄、城镇和城市群中; 并开发技术和共享文化的基石。 在公元前 7,000 年到大约公元 1700 年之间,世界人口增长到 XNUMX 亿。

    在 1700 年代,煤炭的使用呈爆炸式增长。 在英国,由于大规模砍伐森林,英国人被迫开采煤炭作为能源。 幸运的是,在世界历史上,煤炭比木材燃烧得更热,不仅帮助北方国家度过了严寒的冬天,而且使他们能够大大增加他们生产的金属量,最重要的是,为蒸汽机的发明提供燃料。 全球人口在 1700 年代至 1940 年间增长到 XNUMX 亿。

    最后,石油(石油)出现了。 虽然它在 1870 年代左右开始在有限的基础上使用,并在 1910-20 年代随着 T 型车的大规模生产而扩大,但它在二战后才真正起飞。 它是一种理想的运输燃料,促进了国内汽车的发展,降低了国际贸易成本。 石油也被转化为廉价的化肥、除草剂和杀虫剂,这在一定程度上引发了绿色革命,减少了世界饥饿。 科学家们用它来建立现代制药业,发明了一系列治愈许多致命疾病的药物。 工业家用它来制造一系列新的塑料和服装产品。 哦,是的,你可以烧油发电。

    总之,石油代表着大量廉价能源,使人类能够发展、建设和资助各种新产业和文化进步。 从 1940 年到 2015 年,世界人口激增至超过 XNUMX 亿。

    环境中的能量

    您刚刚读到的是大约 10,000 年人类历史的简化版本(不客气),但希望我试图传达的信息是明确的:每当我们学会控制一个新的、更便宜和更丰富的资源时在能源方面,人类在技术、经济、文化和人口方面都在增长。

    按照这种思路,需要提出一个问题:当人类进入一个充满近乎免费、无限和清洁的可再生能源的未来世界时会发生什么? 这个世界会是什么样子? 它将如何重塑我们的经济、文化和生活方式?

    这个未来(距离我们只有两到三十年)是不可避免的,但也是人类从未经历过的。 这些问题以及更多问题是本能源未来系列将试图回答的问题。

    但在我们探索可再生能源的未来会是什么样子之前,我们首先必须了解为什么我们要离开化石燃料时代。 还有什么比举一个我们都熟悉的例子更好的方法来做到这一点,一种廉价、丰富且极其肮脏的能源:煤炭。

    煤炭:我们化石燃料成瘾的症状

    它很便宜。 它很容易提取、运输和燃烧。 根据今天的消费水平,地下埋藏着 109 年的探明储量。 最大的矿藏位于稳定的民主国家,由拥有数十年经验的可靠公司开采。 基础设施(发电厂)已经到位,其中大部分将持续数十年,然后才需要更换。 从表面上看,煤炭听起来是为我们的世界提供动力的绝佳选择。

    但是,它确实有一个缺点: 脏得要命.

    燃煤发电厂是目前污染我们大气的最大和最脏的碳排放源之一。 这就是为什么北美和欧洲大部分地区的煤炭使用量一直在缓慢下降的原因——建设更多的煤炭发电能力根本不符合发达国家的气候变化减排目标。

    尽管如此,煤炭仍然是美国(20%)、英国(30%)、中国(70%)、印度(53%)和许多其他国家的最大电力来源之一。 即使我们完全转向可再生能源,也可能需要数十年才能取代现在所代表的能源饼煤。 这也是为什么发展中国家如此不愿意停止使用煤炭的原因(尤其是中国和印度),因为这样做可能意味着他们的经济要踩刹车,并使数亿人重新陷入贫困。

    因此,许多政府没有关闭现有的燃煤电厂,而是尝试让它们运行得更清洁。 这涉及各种围绕碳捕获和储存 (CCS) 理念的实验技术:燃烧煤炭并在脏碳排放气体到达大气之前对其进行净化。

    化石燃料的缓慢消亡

    问题是:将 CCS 技术安装到现有的燃煤电厂中,每家电厂的成本可能高达 XNUMX 亿美元。 这将使这些工厂产生的电力比传统的(肮脏的)煤电厂贵得多。 “贵了多少?” 你问。 经济学家 报道 美国密西西比州新建一座价值 5.2 亿美元的 CCS 煤电厂,每千瓦的平均成本为 6,800 美元,而燃气电厂的成本约为 1,000 美元。

    如果 CCS 推广到所有 2300 全世界的燃煤电厂,成本可能超过一万亿美元。

    最后,虽然煤炭行业的公关团队积极向公众宣传 CCS 的潜力,但在闭门造车的情况下,行业知道,如果他们真的投资绿色环保,就会让他们倒闭——这会增加成本他们的电力达到可再生能源将立即成为更便宜的选择的程度。

    在这一点上,我们可以再花几段时间来解释为什么这个成本问题现在导致天然气作为煤炭的替代品兴起——因为它燃烧起来更清洁,不会产生有毒的灰烬或残留物,效率更高,并且产生更多每公斤电。

    但在接下来的二十年里,煤炭现在面临同样的生存困境,天然气也将经历——这是您在本系列中经常阅读的主题:可再生能源和碳基能源(如煤炭)之间的主要区别和石油)是一个是技术,而另一个是化石燃料。 一项技术改进,它变得更便宜,并且随着时间的推移提供更大的回报; 而对于化石燃料,在大多数情况下,它们的价值会随着时间的推移而上升、停滞、变得不稳定并最终下降。

    新能源世界秩序的转折点

    2015 年是第一年 世界经济在增长,而碳排放却没有——这种经济与碳排放的脱钩主要是由于公司和政府对可再生能源的投资比基于碳的能源生产更多。

    而这仅仅是个开始。 现实情况是,我们距离太阳能、风能和其他可再生技术只有十年的时间,才能成为最便宜、最有效的选择。 这一转折点将代表能源生产新时代的开始,并可能代表人类历史上的新时代。

    在短短几十年内,我们将进入一个充满近乎免费、无限、清洁的可再生能源的未来世界。 它会改变一切。

    在能源的未来这一系列课程中,您将了解到以下内容: 为什么肮脏燃料的时代即将结束; 为什么石油将在未来十年引发另一场经济崩溃; 为什么电动汽车和太阳能将引领我们进入后碳世界; 其他可再生能源,如风能和藻类,以及实验性的钍和聚变能源,将如何接近太阳能; 最后,我们将探索真正无限能量的未来世界会是什么样子。 (提示:它会看起来很史诗。)

    但在我们开始认真谈论可再生能源之前,我们首先必须认真谈论当今最重要的能源: .

    能源系列链接的未来

    油! 可再生能源时代的触发器:能源的未来 P2

    电动汽车的崛起:能源的未来 P3

    太阳能与能源互联网的兴起:能源的未来 P4

    可再生能源与钍和聚变能源通配符:能源的未来 P5

    我们在能源丰富世界中的未来:能源的未来 P6