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双碳研究|200年全球能源转型史

陈漫资料

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200年全球能源转型史

能源转型史

过去200年来,我们获取能源的方式发生了翻天覆地的变化。

人类发明了蒸汽机、油灯、内燃机,并发展大规模用电,推动了能源获取方式的新发展。全球经济的主体开始由农业经济转向工业经济,这就需要更高效的能源投入。

在能源发展过程中,人们逐渐认识到,要想避免气候变化带来的灾难性影响,就需要减少温室气体排放,因此,我们一直在努力实现能源转型。

煤炭与第一次能源转型

在工业革命之前,人们燃烧木材和干粪便,取暖、烹饪食物,同时依靠人力、风力和水力来研磨谷物,利用马或其它家畜拉车来运输粮食。

16世纪和17世纪时,木柴和木炭出现短缺,其价格开始飙升。家庭消费和工业消费都因此增加,经济随之增长且更难以捉摸。

因此,英国等工业化经济体需要一种价格更低的新型能源,他们开始使用煤炭,这标志着第一次重大能源转型的开始。

规模经济下,煤炭生产成本下降,产量随之增加,人们开始大量使用煤炭。与此同时,技术进步,煤炭越来越普遍,也出现了新的使用方式。

蒸汽机是引发工业革命的主要技术之一,它严重依赖煤炭,且人们在家也要用煤炭取暖做饭。煤炭在全球能源结构中的份额从1800年的1.7%上升到1900年的47.2%,出现大幅增长。

石油和天然气的兴起

1859年,埃德温·德雷克(Edwin L. Drake)在宾夕法尼亚州打出第一口商业油井。但近一个世纪后,石油才成为主要能源。

过去石油主要用于制造灯具,内燃机汽车开始流水线生产之后,石油需求出现增长,第二次世界大战后,人们大量购买汽车,石油供不应求。

德国化学家R.W.本生(Bunsen)的助手发明了本生灯(为装备海德堡大学化学实验室而发明的用煤气为燃料的加热器具),让人们有机会使用天然气。有了天然气输送管道,天然气成为家庭供暖、烹饪、热水器和其它电器的主要能源。

在家庭供暖市场中,煤炭的吸引力不如天然气和电力;在运输市场中,又比不上石油。尽管如此,煤炭依然是世界上最重要的发电来源,至今仍占全球发电量的三分之一以上。

可再生能源转型

可再生能源是能源转型的核心。各国不断加大减排力度,大规模生产太阳能和风能。

以下是过去二十年来,可再生能源在全球能源结构中所占份额的变化:

在2000年至2010年十年间,可再生能源的份额仅增加了1.1%。但2010年至2020年期间,其增长速度不断加快,增幅为3.5%。

此外,不论是规模还是速度,当前的能源转型进展前所未有。气候目标要求到2050年实现净零排放,即在不到30年的时间里,化石燃料将基本完全消失,可再生能源发电量将迅速增加,势不可挡。

2020年,可再生能源飞速发展,一年后,可再生能源新增产能又创造了新纪录。此外,2021年,全球能源转型投资达到7550亿美元,达到历史最高。

然而历史表明,只增加发电能力不足以促进能源转型。煤炭需要依赖煤矿、运河和铁路运输;石油需要依赖油井、管道和炼油厂;电力需要依赖发电机和复杂的电网。

同样,要想完全实现能源转型,就需要大规模投资自然资源、基础设施和储电设备,改变我们的能源消费习惯。

武佳伟

麻英男

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