2030年,美國50%經(jīng)濟(jì)將依靠可再生能源發(fā)電,怎么做到?

  美國對(duì)可再生能源的利用有史以來第一次超過了煤炭,這是實(shí)現(xiàn)能源多樣化的一個(gè)重要里程碑。

  為了打造一個(gè)廉價(jià)、豐富和無處不在的能源的未來,必須多項(xiàng)技術(shù)共同突破,包括風(fēng)能、太陽能、地?zé)?、水力發(fā)電、核能和地方電網(wǎng)等方面。

  美國表示,到2030年,國內(nèi)超過50%的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將依靠可再生能源發(fā)電。

  那么,當(dāng)下美國將如何快速實(shí)現(xiàn)“全電氣化、可再生能源經(jīng)濟(jì)”?

  要想回答這個(gè)問題,無外乎兩個(gè)思路,其一,能源如何產(chǎn)生?其二,能源如何利用?

  能源生產(chǎn)未來幾十年,我們的世界將需要比今天多得多的能源。

  新興國家的工業(yè)和技術(shù)繁榮帶來了數(shù)十億的高需求能源消費(fèi)者,他們現(xiàn)在和美國及歐洲的消費(fèi)者一樣,對(duì)能源有著大量的需求。

  到2030年,中國的能源消耗預(yù)計(jì)將翻一番,印度也緊隨其后。

  在我們這個(gè)“線性且稀缺”的化石燃料世界里,對(duì)能源需求飆升,意味著更多的環(huán)境破壞,更高的價(jià)格,以及加劇的地緣政治緊張局勢(shì)。

  幸運(yùn)的是,全球化和指數(shù)思維方式提供了另一種選擇——與其把餡餅越切越薄,不如烤更多的餡餅!

  也就是說,價(jià)格較高的碳?xì)浠衔锶剂洗偈故袌?chǎng)大力投資替代能源。這樣一來,電池、太陽能、風(fēng)能、地?zé)?,甚至核聚變技術(shù)得以進(jìn)步,為人類開創(chuàng)了一個(gè)全新的未來——我們可以從煤炭、石油和天然氣轉(zhuǎn)向可再生能源,最終實(shí)現(xiàn)全電氣化經(jīng)濟(jì)。

  我們向可再生能源的快速轉(zhuǎn)型將完全由經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)。

  從2010年到2017年,美國公用事業(yè)范圍的太陽能光伏發(fā)電成本下降至原來的1/5——每千瓦從5-6美元降至僅1-2美元。價(jià)格暴跌的唯一制約因素是技術(shù),而不是資源本身。

  可再生能源的終極優(yōu)勢(shì)——來源免費(fèi)。在今天的化石燃料市場(chǎng),到目前為止,最大的成本是商品本身,即煤、石油或天然氣。但可再生能源卻恰恰相反,想想我們所需要的商品:太陽能、風(fēng)能、核能(在很大程度上)和水力發(fā)電都是免費(fèi)的。

  接下來,突破技術(shù)壁壘是關(guān)鍵!可再生能源的生產(chǎn)商承擔(dān)的所有成本僅在于建設(shè)和維護(hù)利用這些可再生能源發(fā)電的基礎(chǔ)設(shè)施。因此,圍繞這些資源的最大商業(yè)機(jī)會(huì)主要是通過改進(jìn)技術(shù)來獲得的,而技術(shù)進(jìn)步的速度正在加快。

  像通用電氣這樣的公司正在向微電網(wǎng)和智能電網(wǎng)投資數(shù)億美元,這將加速電力資源普及化。SunRun、Sun Power和Sunnova Energy Corp等幾家太陽能公司正在大幅提高太陽能電池的生產(chǎn)及安裝效率。

  那么我們的能源是如何利用的呢?

  能源利用

  目前,交通運(yùn)輸大約占美國總能源消耗的28%,然而,幾乎沒有一種交通工具全部依靠電動(dòng),這恰是美國電氣化最大的發(fā)展機(jī)會(huì)??稍偕茉吹陌l(fā)展壓低了電力價(jià)格,市場(chǎng)的電氣化應(yīng)用將有更多可能。

  雖然目前美國經(jīng)濟(jì)中只有20.5%依靠電氣化,但到2030年,這一數(shù)字有可能躍升至50%以上。

  但怎樣才能實(shí)現(xiàn)呢?

  因?yàn)樵诮煌ā⒐I(yè)、商業(yè)和住宅這幾大高耗能領(lǐng)域中有令人興奮的創(chuàng)新。

  這些行業(yè)在不同程度上代表著電氣化發(fā)展的潛力,是我們?cè)谖磥?0年內(nèi)實(shí)現(xiàn)50%可再生能源經(jīng)濟(jì)的途徑:

  交通:使交通部門(占據(jù)目前能源使用的29%)轉(zhuǎn)向可再生能源電力

  汽車:電動(dòng)汽車每英里運(yùn)行成本更低,需要的維護(hù)更少,顯示出更卓越的耐用性,并且比內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車擁有更少的可移動(dòng)部件(電動(dòng)汽車的部件少于200個(gè),而汽油驅(qū)動(dòng)的汽車的部件則多于1000個(gè))。

  最終,當(dāng)一種產(chǎn)品更便宜、更好時(shí),消費(fèi)者行為就會(huì)改變。

  2018年,電動(dòng)汽車僅占美國個(gè)人汽車市場(chǎng)的2%。

  我們即將見證未來十年個(gè)人和商用汽車的大規(guī)模電氣化。

  但車耗能源僅占所有交通能源消耗的63%,剩下的37%被航空和貨運(yùn)使用。

  航空:今年的巴黎航展見證了電動(dòng)商用飛機(jī)的誕生,易捷航空宣布與初創(chuàng)企業(yè)萊特電氣合作,推出了一批電動(dòng)飛機(jī)(飛行距離略小于300英里)。

  卡車運(yùn)輸:在大型地面運(yùn)輸領(lǐng)域,特斯拉自詡其電動(dòng)卡車每年可以節(jié)省10萬美元的燃料成本。

  像超級(jí)高鐵(Hyperloop)和地下隧道網(wǎng)絡(luò)(Boring Company)這樣的項(xiàng)目減少了我們對(duì)長(zhǎng)途客運(yùn)和貨運(yùn)航空旅行的依賴,像虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)這樣的指數(shù)型技術(shù)將很快開始間接地減少我們對(duì)旅行的需求。

  工業(yè):使工業(yè)部門(占當(dāng)前能源使用的32%)轉(zhuǎn)向可再生能源電力

  除了電燈和空調(diào)等顯而易見的領(lǐng)域之外,還有幾個(gè)工業(yè)過程在大規(guī)模地用電。

  以鋁生產(chǎn)為例,這是一項(xiàng)比較現(xiàn)代的發(fā)明,最早可追溯到1886年,從鋁土礦中提取鋁需要高壓電流。目前,最好的冶煉廠生產(chǎn)一公斤鋁需要大約13千瓦時(shí)的電力。(作為參考,美國普通家庭平均每天需要29千瓦時(shí)的電力。)

  還有合成氣體的產(chǎn)生,更不用說碳基聚合物和聚集體,它們的生產(chǎn)都需要消耗大量的電力。

  未來的先進(jìn)材料經(jīng)濟(jì)將需要更高比例的電力能源。

  商業(yè)和住宅:將商業(yè)和住宅部門(占當(dāng)前能源使用的38%)轉(zhuǎn)向可再生能源電力

  目前,幾乎一半的商業(yè)和住宅部門都使用電力資源——因?yàn)榻?jīng)濟(jì)實(shí)惠!

  過去,這一領(lǐng)域幾乎所有的能源都來自化石燃料。根據(jù)美國能源信息署的報(bào)告,隨著電價(jià)持續(xù)下跌,家庭用電量也相應(yīng)增加。

  隨著可再生能源和融合技術(shù)的成本繼續(xù)降低,商業(yè)和住宅用電量只會(huì)飆升。

  總結(jié)

  如果我們假設(shè)交通、工業(yè)、商業(yè)和住宅的能源利用率保持現(xiàn)在的水平,美國未來10年有望實(shí)現(xiàn)可再生能源電氣化50%以上的目標(biāo)。

  到2030年,電動(dòng)運(yùn)輸將提升到66%,這意味著電力經(jīng)濟(jì)總量將達(dá)到19.3%。

  下一個(gè)目標(biāo):如果工業(yè)部門中有另外30%實(shí)現(xiàn)電氣化,那么保守地說,這個(gè)數(shù)字每年要增長(zhǎng)3%,這將使美國的電氣化經(jīng)濟(jì)總量再增加7.1%。

  目前,住宅和商業(yè)部門正逐步走上全面電氣化的道路。隨著轉(zhuǎn)型速度的不斷加快,在短短10年內(nèi),住宅和商業(yè)部門將有62%使用可再生能源發(fā)電。這相當(dāng)于美國能源消耗總量的23.6%。

  總的來說,這些巨大的轉(zhuǎn)變代表了50%的可再生能源經(jīng)濟(jì),以及美國電氣化在短短10年內(nèi)110%的增長(zhǎng)。

  本文作者:彼得?戴曼迪斯(Peter Diamandis)博士

  彼得?戴曼迪斯(Peter Diamandis)博士被《財(cái)富》雜志評(píng)為世界上最偉大的50位領(lǐng)導(dǎo)人之一。他是奇點(diǎn)大學(xué)(Singularity University)的執(zhí)行創(chuàng)始人。奇點(diǎn)大學(xué)是硅谷的一家機(jī)構(gòu),為世界各國領(lǐng)導(dǎo)人提供指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)技術(shù)方面的咨詢。

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2030年,美國50%經(jīng)濟(jì)將依靠可再生能源發(fā)電,怎么做到?

發(fā)布時(shí)間:2019-08-20   來源:世界科學(xué)

  美國對(duì)可再生能源的利用有史以來第一次超過了煤炭,這是實(shí)現(xiàn)能源多樣化的一個(gè)重要里程碑。

  為了打造一個(gè)廉價(jià)、豐富和無處不在的能源的未來,必須多項(xiàng)技術(shù)共同突破,包括風(fēng)能、太陽能、地?zé)帷⑺Πl(fā)電、核能和地方電網(wǎng)等方面。

  美國表示,到2030年,國內(nèi)超過50%的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行將依靠可再生能源發(fā)電。

  那么,當(dāng)下美國將如何快速實(shí)現(xiàn)“全電氣化、可再生能源經(jīng)濟(jì)”?

  要想回答這個(gè)問題,無外乎兩個(gè)思路,其一,能源如何產(chǎn)生?其二,能源如何利用?

  能源生產(chǎn)未來幾十年,我們的世界將需要比今天多得多的能源。

  新興國家的工業(yè)和技術(shù)繁榮帶來了數(shù)十億的高需求能源消費(fèi)者,他們現(xiàn)在和美國及歐洲的消費(fèi)者一樣,對(duì)能源有著大量的需求。

  到2030年,中國的能源消耗預(yù)計(jì)將翻一番,印度也緊隨其后。

  在我們這個(gè)“線性且稀缺”的化石燃料世界里,對(duì)能源需求飆升,意味著更多的環(huán)境破壞,更高的價(jià)格,以及加劇的地緣政治緊張局勢(shì)。

  幸運(yùn)的是,全球化和指數(shù)思維方式提供了另一種選擇——與其把餡餅越切越薄,不如烤更多的餡餅!

  也就是說,價(jià)格較高的碳?xì)浠衔锶剂洗偈故袌?chǎng)大力投資替代能源。這樣一來,電池、太陽能、風(fēng)能、地?zé)?,甚至核聚變技術(shù)得以進(jìn)步,為人類開創(chuàng)了一個(gè)全新的未來——我們可以從煤炭、石油和天然氣轉(zhuǎn)向可再生能源,最終實(shí)現(xiàn)全電氣化經(jīng)濟(jì)。

  我們向可再生能源的快速轉(zhuǎn)型將完全由經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)。

  從2010年到2017年,美國公用事業(yè)范圍的太陽能光伏發(fā)電成本下降至原來的1/5——每千瓦從5-6美元降至僅1-2美元。價(jià)格暴跌的唯一制約因素是技術(shù),而不是資源本身。

  可再生能源的終極優(yōu)勢(shì)——來源免費(fèi)。在今天的化石燃料市場(chǎng),到目前為止,最大的成本是商品本身,即煤、石油或天然氣。但可再生能源卻恰恰相反,想想我們所需要的商品:太陽能、風(fēng)能、核能(在很大程度上)和水力發(fā)電都是免費(fèi)的。

  接下來,突破技術(shù)壁壘是關(guān)鍵!可再生能源的生產(chǎn)商承擔(dān)的所有成本僅在于建設(shè)和維護(hù)利用這些可再生能源發(fā)電的基礎(chǔ)設(shè)施。因此,圍繞這些資源的最大商業(yè)機(jī)會(huì)主要是通過改進(jìn)技術(shù)來獲得的,而技術(shù)進(jìn)步的速度正在加快。

  像通用電氣這樣的公司正在向微電網(wǎng)和智能電網(wǎng)投資數(shù)億美元,這將加速電力資源普及化。SunRun、Sun Power和Sunnova Energy Corp等幾家太陽能公司正在大幅提高太陽能電池的生產(chǎn)及安裝效率。

  那么我們的能源是如何利用的呢?

  能源利用

  目前,交通運(yùn)輸大約占美國總能源消耗的28%,然而,幾乎沒有一種交通工具全部依靠電動(dòng),這恰是美國電氣化最大的發(fā)展機(jī)會(huì)??稍偕茉吹陌l(fā)展壓低了電力價(jià)格,市場(chǎng)的電氣化應(yīng)用將有更多可能。

  雖然目前美國經(jīng)濟(jì)中只有20.5%依靠電氣化,但到2030年,這一數(shù)字有可能躍升至50%以上。

  但怎樣才能實(shí)現(xiàn)呢?

  因?yàn)樵诮煌?、工業(yè)、商業(yè)和住宅這幾大高耗能領(lǐng)域中有令人興奮的創(chuàng)新。

  這些行業(yè)在不同程度上代表著電氣化發(fā)展的潛力,是我們?cè)谖磥?0年內(nèi)實(shí)現(xiàn)50%可再生能源經(jīng)濟(jì)的途徑:

  交通:使交通部門(占據(jù)目前能源使用的29%)轉(zhuǎn)向可再生能源電力

  汽車:電動(dòng)汽車每英里運(yùn)行成本更低,需要的維護(hù)更少,顯示出更卓越的耐用性,并且比內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車擁有更少的可移動(dòng)部件(電動(dòng)汽車的部件少于200個(gè),而汽油驅(qū)動(dòng)的汽車的部件則多于1000個(gè))。

  最終,當(dāng)一種產(chǎn)品更便宜、更好時(shí),消費(fèi)者行為就會(huì)改變。

  2018年,電動(dòng)汽車僅占美國個(gè)人汽車市場(chǎng)的2%。

  我們即將見證未來十年個(gè)人和商用汽車的大規(guī)模電氣化。

  但車耗能源僅占所有交通能源消耗的63%,剩下的37%被航空和貨運(yùn)使用。

  航空:今年的巴黎航展見證了電動(dòng)商用飛機(jī)的誕生,易捷航空宣布與初創(chuàng)企業(yè)萊特電氣合作,推出了一批電動(dòng)飛機(jī)(飛行距離略小于300英里)。

  卡車運(yùn)輸:在大型地面運(yùn)輸領(lǐng)域,特斯拉自詡其電動(dòng)卡車每年可以節(jié)省10萬美元的燃料成本。

  像超級(jí)高鐵(Hyperloop)和地下隧道網(wǎng)絡(luò)(Boring Company)這樣的項(xiàng)目減少了我們對(duì)長(zhǎng)途客運(yùn)和貨運(yùn)航空旅行的依賴,像虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)這樣的指數(shù)型技術(shù)將很快開始間接地減少我們對(duì)旅行的需求。

  工業(yè):使工業(yè)部門(占當(dāng)前能源使用的32%)轉(zhuǎn)向可再生能源電力

  除了電燈和空調(diào)等顯而易見的領(lǐng)域之外,還有幾個(gè)工業(yè)過程在大規(guī)模地用電。

  以鋁生產(chǎn)為例,這是一項(xiàng)比較現(xiàn)代的發(fā)明,最早可追溯到1886年,從鋁土礦中提取鋁需要高壓電流。目前,最好的冶煉廠生產(chǎn)一公斤鋁需要大約13千瓦時(shí)的電力。(作為參考,美國普通家庭平均每天需要29千瓦時(shí)的電力。)

  還有合成氣體的產(chǎn)生,更不用說碳基聚合物和聚集體,它們的生產(chǎn)都需要消耗大量的電力。

  未來的先進(jìn)材料經(jīng)濟(jì)將需要更高比例的電力能源。

  商業(yè)和住宅:將商業(yè)和住宅部門(占當(dāng)前能源使用的38%)轉(zhuǎn)向可再生能源電力

  目前,幾乎一半的商業(yè)和住宅部門都使用電力資源——因?yàn)榻?jīng)濟(jì)實(shí)惠!

  過去,這一領(lǐng)域幾乎所有的能源都來自化石燃料。根據(jù)美國能源信息署的報(bào)告,隨著電價(jià)持續(xù)下跌,家庭用電量也相應(yīng)增加。

  隨著可再生能源和融合技術(shù)的成本繼續(xù)降低,商業(yè)和住宅用電量只會(huì)飆升。

  總結(jié)

  如果我們假設(shè)交通、工業(yè)、商業(yè)和住宅的能源利用率保持現(xiàn)在的水平,美國未來10年有望實(shí)現(xiàn)可再生能源電氣化50%以上的目標(biāo)。

  到2030年,電動(dòng)運(yùn)輸將提升到66%,這意味著電力經(jīng)濟(jì)總量將達(dá)到19.3%。

  下一個(gè)目標(biāo):如果工業(yè)部門中有另外30%實(shí)現(xiàn)電氣化,那么保守地說,這個(gè)數(shù)字每年要增長(zhǎng)3%,這將使美國的電氣化經(jīng)濟(jì)總量再增加7.1%。

  目前,住宅和商業(yè)部門正逐步走上全面電氣化的道路。隨著轉(zhuǎn)型速度的不斷加快,在短短10年內(nèi),住宅和商業(yè)部門將有62%使用可再生能源發(fā)電。這相當(dāng)于美國能源消耗總量的23.6%。

  總的來說,這些巨大的轉(zhuǎn)變代表了50%的可再生能源經(jīng)濟(jì),以及美國電氣化在短短10年內(nèi)110%的增長(zhǎng)。

  本文作者:彼得?戴曼迪斯(Peter Diamandis)博士

  彼得?戴曼迪斯(Peter Diamandis)博士被《財(cái)富》雜志評(píng)為世界上最偉大的50位領(lǐng)導(dǎo)人之一。他是奇點(diǎn)大學(xué)(Singularity University)的執(zhí)行創(chuàng)始人。奇點(diǎn)大學(xué)是硅谷的一家機(jī)構(gòu),為世界各國領(lǐng)導(dǎo)人提供指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)技術(shù)方面的咨詢。

      關(guān)鍵詞:電力, 可再生能源,發(fā)電


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