清潔能源革命加速

在美國,汙染較少的能源正在迅速普及。如果其他國家也加入進來,其結果可能會產生全球性的影響

近年來,美國的建築變得更冷了。從發熱的白熾燈泡轉向發光二極體(LED)可以減少高達85%的照明用能。

美國能源部(DoE)能源效率和可再生能源辦公室首席副助理部長戴維·弗裡德曼解釋說,LED燈泡的成本近年來下降了90%以上。“最終,在未來5到10年內,它將使照明用電量減少一半。”

LED只是席捲美國的清潔革命前沿技術之一。根據能源部最新的增長最快的清潔能源技術分析,固態光源的安裝量已從2009年的40萬個增加到2014年的約7800萬個,而且LED並非孤例。風能、太陽能和其他技術也出現了類似的爆炸性增長,為世界在本世紀應對氣候變化帶來了一線希望。在巴黎氣候談判框架下做出的國家承諾可能會進一步推動清潔能源技術的應用,不僅在美國,而且在歐盟以及中國也是如此。中國已經開始投資清潔技術,其國家主席去年與美國總統巴拉克·奧巴馬共同設定了到2030年停止溫室氣體汙染增長的共同目標。


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能源部負責科學和能源的副部長林恩·奧爾說:“我們將把這個時期視為清潔能源技術快速部署的時期。” “這並非偶然。”事實上,奧巴馬政府透過一些專案在全國範圍內幫助啟動了這一程序,這些專案包括為建設大型太陽能發電廠提供貸款,並透過諸如能源高階研究計劃署等機構投資於研發。因此,正如20世紀人類人口和大氣中二氧化碳的含量都急劇增加一樣,本世紀初可能正在見證清潔能源技術部署的巨大加速。

由美國能源部提供

對於可再生能源而言,關鍵似乎在於從小處著眼。無論是LED還是光伏(PV)面板,成本降低的部分原因僅僅是因為已經制造了數百萬個這樣的小型裝置。同樣,數萬個風力渦輪機已經在整個大陸湧現,現在佔美國總髮電量的4%以上,既減少了燃燒化石燃料造成的二氧化碳汙染,也減少了冷卻基於熱力的發電廠所需的水。此外,電動汽車(EV)已經開始出現在道路上,這得益於相當於每加侖1美元的燃油成本以及製造數百萬個鋰離子電池所帶來的成本降低。奧爾指出:“那些都是小火箭。” “我們中的一些人會純粹為了好玩而購買這些。”

更大規模的低碳技術,例如碳捕獲以淨化化石燃料發電廠核反應堆,並沒有出現如此爆炸性的增長,部分原因是巨大的建設成本。奧爾說:“我們可能正在沿著相同的學習曲線前進,只是我們還沒有走那麼遠。”並非所有可再生能源都蓬勃發展。例如,除了內華達州以外,開採地下熱量發電的增長並不快。

儘管如此,美國現在消耗的可再生能源比1930年代以來的任何時候都多,當時燃燒木材仍然是大多數家庭的取暖方式,2014年接近10%。

人們希望這種趨勢可能會繼續下去:即使近年來光伏元件的價格保持相對穩定,安裝太陽能(包括必要的許可證)的成本仍在持續下降。因此,像SolarCity這樣的太陽能家庭租賃公司不得不進入製造業,以確保光伏面板的穩定供應,以滿足其在屋頂安裝太陽能的主營業務。太陽能和電動汽車企業家埃隆·馬斯克在10月份的SolarCity活動中解釋說:“我正在努力弄清楚如何儘快推進可持續能源。”他還計劃將其電動汽車電池專業知識應用於太陽能家庭產業。“從長遠來看,太陽不會在晚上照射,風也是間歇性的,因此您必須有儲存才能擁有完全可持續的未來。”

弗裡德曼說,最終,“為了到2050年將溫室氣體排放量減少80%,並大幅減少石油進口,規模如此之大,我們需要所有這些技術。”畢竟,美國仍然有超過80%的能源需求來自化石燃料,無論是燃燒煤炭或天然氣來發電,還是將石油提煉成用於汽車或卡車行駛的燃料。關於減少二氧化碳排放努力的全球報告卡——基林曲線剛剛再次達到百萬分之400,很可能永久如此——繼續記錄著未能遏制化石燃料的燃燒及其隨之而來的汙染。

不僅是美國。麻省理工學院和清華大學的研究人員最近的一項分析表明,歐盟和中國等其他國家的此類承諾可能會推動風能和太陽能的進一步成本降低以及安裝量增加。所有這些美國的行動都完全符合《聯合國氣候變化框架公約》關於如何限制全球變暖的計劃的建議,該公約甚至將能源部的“太陽能射擊”計劃作為降低太陽能成本的一個例子,表明氣候行動正在進行

能源部希望透過開發技術進一步解決這一挑戰,例如透過空氣動力學或減輕重量來提高長途卡車和汽車的燃油效率。但是,更便宜的燃料和更高的效率通常意味著人們會開更多車,即所謂的反彈效應。

LED的使用是否意味著像時代廣場那樣,在廉價流明激增的情況下,照明會進一步擴散,就像托馬斯·愛迪生髮明後20世紀發生的那樣,這還有待觀察。用於加熱較冷建築物的額外能源可能會消耗照明效率的提高。光汙染可能是一種追蹤未來能源浪費的方式,就像過去的熱量一樣。

即使清潔能源加速發展,美國仍有超過60%的插座使用的是舊燈泡而不是LED。隨著更多LED的安裝,其他新技術,例如在人們進出房間時開啟和關閉燈的智慧建築感測器,可能有助於緩解任何反彈效應。反過來,這將進一步加速清潔能源的轉變,這可能有助於減緩全球變暖的鬥爭。奧爾說:“能源如此徹底地融入了現代社會和經濟中,那些能夠高效、清潔地滿足人民需求的人肯定會處於更有利的競爭地位。”

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