本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
先進的鋰離子電池可能在電動汽車領域風靡一時，但這並不意味著當你在能源會議的聽眾席上用筆記型電腦做筆記，而演講者在滔滔不絕地 extol 它們的優點時，就不會再面臨電量耗盡的焦慮。可悲的是，當我在華盛頓特區新美國基金會參加 10 月 18 日舉行的“什麼將在 2030 年為我們供電？”能源會議時，我的電池（以及至少另一位記者的電池）沒電了。
這次會議有充分的理由去研究電池技術相對壽命之外的能源問題。如果 2030 年地球上 80 多億人口想要獲得現代能源——並且想要像我和我的美國同胞一樣揮霍無度地使用能源——世界將不得不將其目前的能源供應量增加一倍。這意味著在不到 20 年的時間裡，至少需要增加 14 太瓦的電力。
哦，而且我們還希望這些能源不會帶來我們今天享有的那些麻煩的額外負擔，例如氣候變化、資源衝突以及空氣、水和土地的普遍汙染。我們確實想要像汽油一樣能源密集型交通的自由，想要照明，並想要結束能源貧困，能源貧困正困擾著約 20 億人，他們燃燒木炭、木柴或糞便來獲取照明、熱量和烹飪能源。
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“到 2030 年，如果有任何能源技術能夠擴大規模並挑戰化石燃料的巨大經濟地位？” 能源專家史蒂夫·萊文問道，他是基金會會議的召集人。（完全披露，我在會議上主持了一個關於政府在能源領域作用的小組討論。是的，我們確實談到了Solyndra。）
根據當天眾多臺上專家的共識觀點，簡短的答案是——沒有。
想想汽車。“我們為什麼要擺脫石油？” 前埃克森美孚石油公司高管、現任塔夫茨大學商學院教授布魯斯·埃弗裡特問道。“石油市場，儘管存在各種問題，但它確實在做它應該做的事情，那就是提供負擔得起的交通。”
或者正如國防高階研究計劃局前局長託尼·泰瑟所說：“能量密度才是最重要的。” 1 公斤汽油可提供 35 兆焦耳的能量，電動汽車及其電池——每公斤僅提供約 1 兆焦耳的能量——很難與之競爭。想想筆記型電腦，然後將其轉化為里程焦慮。
事實上，2030 年距離現在只有三個汽車型號的生命週期，這表明主要的汽車製造商，如通用汽車、豐田和大眾汽車，將繼續大量生產由內燃機驅動的汽車，並進行改進。“它們將是更高效的汽車，但大多數將由某種化石燃料驅動，”美國奧迪總裁約翰·德·尼琛表示，奧迪是大眾汽車集團的一部分。“美國有價值 2.6 萬億美元的消費者汽車資本，人們是否會蜂擁而出扔掉這些汽車值得懷疑。”
中國迅速崛起的中產階級可能會在未來幾十年內將全球汽車數量推高到20 億輛以上——早期跡象表明，這些汽車中的大多數將採用內燃機。即使是阿貢國家實驗室能源儲存計劃（即：電池）負責人化學家傑弗裡·張伯倫也同意：“[電池] 會取代或替代內燃機嗎？這永遠不會發生。在我有生之年，我的孩子們的有生之年，甚至我的孩子們的孩子們的有生之年都不會發生。”
正如所指出的，效率將會提高，但主要是因為地緣政治將迫使效率提高。“石油正在集中到瘋子和其他難以相處的人手中，”德意志銀行石油分析師保羅·桑基指出。“美國公民平均每人每年使用 20 桶石油。歐洲人使用 10 桶，中國使用 2 桶，歐佩克使用 10 桶……美國提高效率的潛力是巨大的。”
行為轉變也將節省一些石油，例如軍隊越來越少地浪費能源（從而拯救生命和金錢），或者隨著越來越多的人遠端辦公。“汽車之所以受歡迎是因為它的移動性……Skype 給了我移動性，”戰略與國際研究中心能源與國家安全專案高階研究員愛德華·周說。“我們所有人都通勤 30 到 40 英里到城市只是為了坐在那裡發電子郵件的想法沒有多大意義。”
但節省石油不一定會幫助我們應對其他挑戰，例如氣候變化，甚至減少化石燃料的總體使用量。改用電動汽車或遠端辦公（或兩者兼而有之以及更多）最終意味著更多的電力消耗。而世界上的大部分電力來自燃燒另外兩種化石燃料：煤炭和越來越多的天然氣。儘管可再生能源——尤其是風能和太陽能——以及核能的穩定貢獻正在快速增長，但電力生產看起來並不比汽車行業更接近擺脫對化石燃料的依賴，尤其是在美國和歐洲。
在中國等地，電力需求將意味著更多的核能——但也意味著更多的煤炭。當前的全球經濟危機將使任何替代能源更難競爭，即使化石能源價格高企使得它們目前的成本看起來不那麼令人生畏。“補貼正在消失，”美國能源部科學事務副部長史蒂文·庫寧承認，歐洲政府的情況也是如此。
技術能源突破的希望最終可能來自中國和西方以外的其他國家。中國正在競標成為太陽能光伏、風力渦輪機和電池的世界領先生產國。“能源替代品正在美國以外的地方湧現，”X 大獎基金會主席兼執行長彼得·戴曼迪斯指出。這可能意味著廉價的太陽能更適合在肯亞或印度的農村屋頂上蓬勃發展，而不是在美國西南部沙漠中的公用事業規模。“世界上大多數國家是未來能源的最大買家。”
最終，大多數或所有這些專家都可能是錯誤的——事實上，近幾年美國石油產量實際上開始了數十年來的首次回升。“專家是那些可以準確告訴你什麼事情做不到的人，”戴曼迪斯解釋說，他的組織很快將資助一個獎項，將化石燃料燃燒產生的二氧化碳轉化為有用的產品，如建築材料或土壤。“許多突破來自非傳統來源，來自該領域之外的人。”
畢竟，“汽油是製造煤油燈的廢棄副產品，”阿貢的張伯倫指出，在工程師發現汽車發動機的用途之前，汽油曾被危險地傾倒。話雖如此，失敗的“突破”清單很長：核聚變、煤制合成燃料、乙醇、氫，以及現在，可能還有電動汽車。迄今為止，透過提高效率節省的能源總是被消耗掉——今天的汽車每加侖汽油可以行駛更遠的距離，但反而提供了更大的馬力。
我們需要的是行動電話為傳統電話提供的創新和轉型。“這個問題不會透過倫理或道德來解決，”戴曼迪斯認為。“我們需要更方便、價格更好的東西。這就是為什麼手機會興起的原因。”
當然，在電子垃圾和我們的小工具不斷增長的能源需求方面，手機正處於領先地位。每部手機，儘管體積很小，卻蘊含著普通汽車四分之一的能量。透過使能源再次變得廉價和豐富，我們可能會引發一場更大的消費流行病，這場流行病正在困擾著地球。
圖片：© iStockphoto.com / Dale Taylor