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清洁能源:虽近在咫尺,难唾手可得

  • 发布时间:2015-05-12 02:32:52  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  ■新视野

  本报记者 刘园园

  一场轰轰烈烈的能源转型方兴未艾——世界能源结构正在从高排放的化石能源转向更为清洁的太阳能风能和水能。但这足以保障人类未来拥有足够的能源清洁以应对气候变化吗?日前,来自美国麻省理工学院和国际能源署的两份报告指出,能源清洁虽然近在咫尺,但不是唾手可得。

  能源转型面临双重挑战

  麻省理工学院的报告以太阳能为主要关注点。该学院能源计划项目研究与分析负责人弗朗西斯·奥沙利文说:“过去十年,太阳能行业的发展引人注目。去年,美国三分之一的新能源是太阳能。”据美国能源信息署数据,在美国所有新能源中,太阳能是发展最快的。它和风能一起为美国所有新能源增长贡献了2/3的份额。

  但仍有一种担心认为,全球能源转型的速度无法让人类避开气候变化带来的最坏影响。

  总部位于巴黎的国际能源署在其报告中指出,从全球范围看,太阳能的发展以及其他可再生能源的增长,并不足以抵消气候变化的影响。报告认为,如果希望将本世纪末气候变暖控制在2摄氏度以内,那么各国政府需要在清洁能源研发上投入目前三倍的资金。

  “能源转型的代价很高,这对于深刻的技术变革来说不是什么新鲜事。”国际能源署执行理事范德胡芬在一份声明中表示:“现在各国政府每年投在能源研发上的经费是170亿美元。如果要达到我们的要求——也就是这个数额的三倍,需要各国政府和私营企业共同努力,把注意力转向低碳技术。”

  今年12月,各国外长将聚首巴黎以促成一项关于减排的全球协议。但是就算达成一份减排公约,也需要巨大的努力来普及能源获取渠道,同时发展技术让能源变得更清洁。

  “一方面是能源需求的预计增长十分庞大,另一方面应对气候变化又迫在眉睫。”麻省理工学院能源计划项目负责人罗伯特·阿姆斯特朗表示,“我们面临双重挑战,既要让全世界的能源产量翻倍,同时还要把化石能源从中剔除掉。”

  转型成功有赖多种创新

  未来,太阳能有潜力填补化石能源留下的空缺,因此国际能源署的报告也倾向于支持太阳能资源的开发。

  与其他能源不同,太阳能设备可以安装在任何地方:住宅屋顶、后院、办公楼上,还有公共设施区域。而且,太阳能板还有另一个重要优势:它直接把阳光转化为电能,而天然气和核能基地还需要涡轮来产生能量。这意味着,一旦安装好后,太阳能板产生电能的过程中不需要太多维护,而且几乎不产生什么污染。

  尽管太阳能和风能已经准备好迎接黄金时代,而且也有能力在某些环境中与传统能源一决高下,但它们也有自己的弱点。国际能源署在报告中指出,风能和太阳能的广泛部署、市场需求调动、能源储存和智能电网等方面的创新不可或缺。

  以能源存储为例,近日特斯拉首席执行官埃隆·马斯克宣布将生产供家庭、企业和发电厂储存电量的电池,让能源存储成为炙手可热的话题。特斯拉的电池将可以让家庭和公共事业单位从风和太阳中源源不断地获得和存储能源——其中蕴藏着巨大的技术进步,因为风能和太阳能的致命伤是这些能源在夜晚或无风的天气无法获得。但特斯拉的新电池依然不是万能钥匙,何况还要看消费者是否会如人们期望的那样对新能源存储蜂拥而上。

  “虽然特斯拉如此宣布,但是我们还没有达到这样的技术水平,而且离达到这种水平还有一定距离。”谈起能源存储问题,麻省理工学院未来太阳能研究项目负责人理查德·施马兰奇说。

  政府支持研发大有助益

  麻省理工学院和国际能源总署的报告均指出,政府对相关研究进行支持对促进新能源技术的发展大有助益。

  过去,政府支持的研发已经带来了能源领域的巨大突破。水力压裂法——一种革新性的钻孔技术曾经让美国的石油和天然气资源开采量突飞猛进,这一技术构想部分获得了美国能源部的支持。它带来的天然气供应量的跨越式增长,帮助全美国的电厂逐渐摆脱了煤炭资源,从而降低了碳排放。

  但是很难确定美国和其他国家是否愿意继续投入资金,让清洁能源研发预算增长到现在的三倍。美国国会的共和党人怀疑可再生能源是否能替代煤炭、天然气和其他化石能源——这些传统能源可靠、廉价,而且正支持着全球绝大部分地区的能源需求。还有一些批评家认为,向清洁能源的转型最终将依赖能源市场的自然发展趋势实现,如果过快地强制推行转型将有害无益。

  美国未来资源研究所主席菲尔·夏普认为,在鼓励使用可再生能源方面,难题之一是保证所有的科研资金都能发挥作用。“我们应该让有限的科研资金都用在刀刃上,为实现我们的目标发挥作用。”

  除了科研,麻省理工学院的报告还指出,美国应该保证补贴政策鼓励最大的太阳能产出而不是最多的资金投入。也就是说,应更多鼓励在阳光资源充足的加利福尼亚州而不是多云的马萨诸塞州部署太阳能资源,因为在这种情况下,同样的投入,产出显然是不同的。

  无论如何,一切照旧是无法阻止气候变化的。范德胡芬说:“我们还没到沾沾自喜的时候。”

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