碳能源時代的緩慢消亡| 能源的未來 P1
碳能源時代的緩慢消亡| 能源的未來 P1
活力。 這是一件大事。 然而，這是我們很少考慮的事情。 就像互聯網一樣，只有當您無法訪問它時，您才會驚慌失措。
但實際上，無論以食物、熱能、電力的形式出現，還是以多種形式出現，能量都是人類崛起的驅動力。 每當人類掌握了一種新的能源形式（火、煤、石油，很快就會有太陽能），進步就會加快，人口也會激增。
不相信我？ 讓我們快速瀏覽一下歷史。
能源與人類的崛起
早期人類是狩獵採集者。 他們通過改進狩獵技術、擴展到新的領地以及後來通過掌握使用火來烹飪和更好地消化狩獵的肉和採集的植物來產生生存所需的碳水化合物能量。 這種生活方式使早期人類得以在全球範圍內擴張到大約一百萬的人口。
後來，大約在公元前 7,000 年，人類學會了馴化和種植種子，使他們能夠生長出多餘的碳水化合物（能量）。 通過將這些碳水化合物儲存在動物體內（夏天餵牛群，冬天吃它們），人類能夠產生足夠的能量來結束其游牧生活方式。 這使他們能夠集中在更大的村莊、城鎮和城市群中； 並開發技術和共享文化的基石。 在公元前 7,000 年到大約公元 1700 年之間，世界人口增長到 XNUMX 億。
在 1700 年代，煤炭的使用呈爆炸式增長。 在英國，由於大規模砍伐森林，英國人被迫開採煤炭作為能源。 幸運的是，在世界歷史上，煤炭比木材燃燒得更熱，不僅幫助北方國家度過了嚴寒的冬天，而且使他們能夠大大增加他們生產的金屬量，最重要的是，為蒸汽機的發明提供燃料。 全球人口在 1700 年代至 1940 年間增長到 XNUMX 億。
最後，石油（石油）出現了。 雖然它在 1870 年代左右開始在有限的基礎上使用，並在 1910-20 年代隨著 T 型車的大規模生產而擴大，但它在二戰後才真正起飛。 它是一種理想的運輸燃料，促進了國內汽車的發展，降低了國際貿易成本。 石油還被轉化為廉價的化肥、除草劑和殺蟲劑，這在一定程度上引發了綠色革命，減少了世界飢餓。 科學家們用它來建立現代製藥業，發明了一系列治愈許多致命疾病的藥物。 工業家用它來製造一系列新的塑料和服裝產品。 哦，是的，你可以燒油發電。
總之，石油代表著大量廉價能源，使人類能夠發展、建設和資助各種新產業和文化進步。 從 1940 年到 2015 年，世界人口激增至超過 XNUMX 億。
環境中的能量
您剛剛讀到的是大約 10,000 年人類歷史的簡化版本（不客氣），但希望我試圖傳達的信息是明確的：每當我們學會控制一個新的、更便宜和更豐富的資源時在能源方面，人類在技術、經濟、文化和人口方面都在增長。
按照這種思路，需要提出一個問題：當人類進入一個充滿近乎免費、無限和清潔的可再生能源的未來世界時會發生什麼？ 這個世界會是什麼樣子？ 它將如何重塑我們的經濟、文化和生活方式？
這個未來（距離我們只有兩到三十年）是不可避免的，但也是人類從未經歷過的。 這些問題以及更多問題是本能源未來系列將試圖回答的問題。
但在我們探索可再生能源的未來會是什麼樣子之前，我們首先必須了解為什麼我們要離開化石燃料時代。 還有什麼比舉一個我們都熟悉的例子更好的方法來做到這一點，一種廉價、豐富且極其骯髒的能源：煤炭。
煤炭：我們化石燃料成癮的症狀
它很便宜。 它很容易提取、運輸和燃燒。 根據今天的消費水平，地下埋藏著 109 年的探明儲量。 最大的礦藏位於穩定的民主國家，由擁有數十年經驗的可靠公司開採。 基礎設施（發電廠）已經到位，其中大部分將持續數十年，然後才需要更換。 從表面上看，煤炭聽起來是為我們的世界提供動力的絕佳選擇。
但是，它確實有一個缺點： 臟得要命.
燃煤發電廠是目前污染我們大氣的最大和最髒的碳排放源之一。 這就是為什麼北美和歐洲大部分地區的煤炭使用量一直在緩慢下降的原因——建設更多的煤炭發電能力根本不符合發達國家的氣候變化減排目標。
儘管如此，煤炭仍然是美國（20%）、英國（30%）、中國（70%）、印度（53%）和許多其他國家的最大電力來源之一。 即使我們完全轉向可再生能源，也可能需要數十年才能取代現在所代表的能源餅煤。 這也是為什麼發展中國家如此不願意停止使用煤炭的原因（尤其是中國和印度），因為這樣做可能意味著他們的經濟要踩剎車，並使數億人重新陷入貧困。
因此，許多政府沒有關閉現有的燃煤電廠，而是嘗試讓它們運行得更清潔。 這涉及各種圍繞碳捕獲和儲存 (CCS) 理念的實驗技術：燃燒煤炭並在臟碳排放氣體到達大氣之前對其進行淨化。
化石燃料的緩慢消亡
問題是：將 CCS 技術安裝到現有的燃煤電廠中，每家電廠的成本可能高達 XNUMX 億美元。 這將使這些工廠產生的電力比傳統的（骯髒的）煤電廠貴得多。 “貴了多少？” 你問。 經濟學家 報導 美國密西西比州新建一座價值 5.2 億美元的 CCS 煤電廠，每千瓦的平均成本為 6,800 美元，而燃氣電廠的成本約為 1,000 美元。
如果 CCS 推廣到所有 2300 全世界的燃煤電廠，成本可能超過一萬億美元。
最後，雖然煤炭行業的公關團隊積極向公眾宣傳 CCS 的潛力，但在閉門造車的情況下，行業知道，如果他們真的投資綠色環保，就會讓他們倒閉——這會增加成本他們的電力達到可再生能源將立即成為更便宜的選擇的程度。
在這一點上，我們可以再花幾段時間來解釋為什麼這個成本問題現在導致天然氣作為煤炭的替代品興起——因為它燃燒起來更清潔，不會產生有毒的灰燼或殘留物，效率更高，並且產生更多每公斤電。
但在接下來的二十年裡，煤炭現在面臨同樣的生存困境，天然氣也將經歷——這是您在本系列中經常閱讀的主題：可再生能源和碳基能源（如煤炭）之間的主要區別和石油）是一個是技術，而另一個是化石燃料。 一項技術改進，它變得更便宜，並且隨著時間的推移提供更大的回報； 而對於化石燃料，在大多數情況下，它們的價值會隨著時間的推移而上升、停滯、變得不穩定並最終下降。
新能源世界秩序的轉折點
2015 年是第一年 世界經濟在增長，而碳排放卻沒有——這種經濟與碳排放的脫鉤主要是由於公司和政府對可再生能源的投資比基於碳的能源生產更多。
而這僅僅是個開始。 現實情況是，我們距離太陽能、風能和其他可再生技術只有十年的時間，才能成為最便宜、最有效的選擇。 這一轉折點將代表能源生產新時代的開始，並可能代表人類歷史上的新時代。
在短短幾十年內，我們將進入一個充滿近乎免費、無限、清潔的可再生能源的未來世界。 它會改變一切。
在能源的未來這一系列課程中，您將了解到以下內容： 為什麼骯髒燃料的時代即將結束； 為什麼石油將在未來十年引發另一場經濟崩潰； 為什麼電動汽車和太陽能將引領我們進入後碳世界； 其他可再生能源，如風能和藻類，以及實驗性的釷和聚變能源，將如何接近太陽能； 最後，我們將探索真正無限能量的未來世界會是什麼樣子。 （提示：它會看起來很史詩。）
但在我們開始認真談論可再生能源之前，我們首先必須認真談論當今最重要的能源： 油.
