美国4月创新纪录，再生能源发电量首次超越燃煤

英国如今能够“零煤”用电，完全是早早就开始布局清洁能源了。十年前，英国国大约 40% 的电力来自煤炭，但是新冠病毒助力了一下。当英国进入封锁状态时，电力需求直线下降；作为回应，国家电网将一部分发电厂从电网中移除，其中燃煤电厂是最先关闭的。最后一台燃煤发电机于 月9日午夜退出系统。从那以后，再没有燃煤发电。

英国不需要使用曾经是电网支柱的燃料，这要归功于过去十年对可再生能源的大量投资。两个例子说明了英国的能源网络发生了多大的变化。

十年前，该国仅有 3% 的电力来自风能和太阳能，许多人认为这是一种代价高昂的干扰。现在，英国拥有世界上最大的海上风电产业，以及去年在约克郡海岸建成的最大的单一风电场。

与此同时，该国最大的发电厂德拉克斯（Drax）一直在走不同的可再生能源之路。该工厂也位于约克郡，生产该国 5% 的电力。十年前，它是英国最大的煤炭消费国，但一直在转向压缩木屑颗粒。Drax 计划在明年 3 月之前完全淘汰煤炭。

“我们Drax认为煤炭不再是未来，”电力集团首席执行官 Will Gardiner 解释说。

这是一个有争议的主张。环保人士指出，当燃烧发电时，木材每单位发电量产生的二氧化碳实际上比煤炭多。

他们还表示，美国森林中的树木需要很多年才能得到 Drax 现在每年燃烧的 700 万吨木屑颗粒的来源，以吸收发电厂及其木材加工业务每年产生的二氧化碳。

被可再生能源所取代的不仅仅是煤炭。今年到目前为止，可再生能源的发电量超过了所有化石燃料的总和。细分来看，可再生能源占网络电力供应的 37%，而化石燃料占 35%。据在线环境杂志 Carbon Brief 的数据，核能约占 18%，进口约占其余 10%。

Carbon Brief 的 Simon Evans 博士说：“今年到目前为止，可再生能源发电量超过化石燃料，这是以前从未发生过的。”

英国剩余的三座燃煤电厂将在五年内关闭。那么，大约两个世纪前在英国引发工业革命的燃料将成为过去。

德国为氢能源下巨大赌注

【Oilprice网报道】——德国正在经历显著转变，从以化石燃料为基础的经济转变为以风能和太阳能为主导的可持续能源结构。虽然转型远未完成，且遭遇挫折和成本超支，但德国选民和私营公司仍对进一步变革表示强烈支持。此外，转型还面临技术挑战，这可能会打破该国到2050年实现二氧化碳零排放经济的目标。

因此，德国最近决定将其实现目标的方式变得多样化。这个欧洲最大的经济体将提供20个全新研究设施，耗资1.1亿美元来测试工业规模用途的新型氢基技术。额外的资金将专门用于“结构变化”地区，这些地区受能源转型影响最大，如有煤矿的地区。

回到正轨

德国人是环保主义和能源转型的坚定支持者。该国已经开辟出一条漫长的道路来摆脱其对煤炭和石油依赖，该国在1990年曾产生10亿吨二氧化碳。自那以后，德国已经减少了近四分之一的温室气体排放。然而，近年来，减排的步伐已经停滞。最主要原因是，日本福岛的核灾难以及事故后人们对禁止使用核能的愿望，给德国的可持续发展目标带来了更大的压力。

好消息是多年来德国的可再生能源发电量稳步上升。而坏消息是，经济条件的改善增加了石油产品的消费，这在很大程度上抵消了该国在可持续性领域的成果。可再生能源目前产出德国三分之一的电力，但在未来几十年，随着核技术和燃煤电厂逐步淘汰，风能和太阳能发电的间歇性将使可再生能源供应面临严峻的技术挑战。

政治挑战

德国决策者意识到该国基础设施存在缺陷。风能和太阳能的间歇性给工程师们带来了一项技术挑战，他们要在没有阳光或没有风的情况下保持稳定的电力供应。在世界上大多数地区，天然气被指定为克服这一问题的理想桥接燃料。与煤炭相比，气体排放的二氧化碳量减少了一半，且可以在必要时相对快速地进行生产。因此，德国决策者对有争议的北溪2(NordStream2)管道工程表示支持，该管道将直接从俄罗斯向德国输送550亿立方米的天然气。

尽管存在欧洲盟国的反对和美国制裁的威胁，德国仍然支持该管道项目。主要原因是缺少当核电站和煤电厂逐步淘汰时维持电网稳定性的其他选择。

然而，除了天然气之外，德国还决定将能源多样化并投资替代能源，因为进口天然气将使其对外国生产商产生依赖。氢气可以成为能源载体，这将减轻德国对外部能源供应商的过度依赖，同时可以为日光充足和有风时的剩余能源储存提供解决方案。

力捧氢能源

政府官员认为，在正确的政策框架内，有私营部门的充足投资，氢基技术的成本可能像光伏电池的成本一样下降。

尽管德国公司已经开始投资有关氢的新技术和应用，德国经济部长彼得·阿尔特迈尔（Peter Altmaier）设定目标要让德国成为该领域的“世界第一”。

氢的特性可以帮助德国实现成为世界上第一个拥有完全可再生能源系统的国家的目标。因此，德国公司首先需要提高成本效益，并开发工业规模运营的应用，以便在一个世纪内首次实现能源自给自足。

翻译：张佳薇（微信部）

审校：吴泽清（微信部）

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能源专家报告说，使用风能、太阳能、地热和水（水力发电，（潮汐和波浪）为所有需要电力运作的经济部门供电的能源，包括电网本身、运输、供暖和制冷、工业以及农业、林业和渔业，将大大减少能源消耗，减少空气污染造成的死亡，创造数以百万计的就业机会，斯坦福大学大气与能源项目主任马克·雅各布森在接受《生活科学》杂志采访时说：“稳定能源价格，节省数万亿美元的医疗保健和气候相关费用。我们为139个国家中的每一个制定了各自的计划，这些计划占全球排放总量的99%以上。”。[十大最疯狂的环保理念]

这项研究着眼于世界能源需求，从2012年开始，预测到2050年。2012年，世界用电量为12.105万亿瓦，相当于12.105万亿瓦。研究人员在研究报告中写道，到2050年，如果不发生任何变化，世界将需要20.604tw，而且每个国家都继续采用其目前用于满足能源需求的相同方法。

，但如果这些相同的商业部门转向可再生能源来满足其所有电力需求，世界将需要研究显示，仅需11.804TW就能满足全球电力需求。研究人员称，这是因为电比燃烧更有效。在解释研究要点的视频中，雅各布森举了一个例子：他说，在电动汽车中，80%到82%的电被用于移动汽车；其余的则被浪费为热量。另一方面，在以汽油为动力的汽车中，燃料中只有17%到20%的能量用于移动汽车，其余的能量被浪费为热量，他说，

能源也需要用于开采、提炼和运输化石燃料。因此，转向100%的可再生能源将消除这些能源密集型和环境破坏性的过程，报告作者说，在他们的研究中，雅各布森和他的同事展示了风、水、地热和太阳能如何满足全球对11.804太瓦能源的需求避免到2050年全球气温预计将比工业化前高出2.7华氏度（1.5摄氏度）。研究人员概述了这样做将如何拯救400万至700万人的生命，否则这些人可能死于由空气污染引起的疾病，为各国节省超过20万亿美元的健康和气候成本，雅各布森在接受《生活科学》采访时说：

“对我来说，这似乎是一件不费吹灰之力的事。

这项研究建立在雅各布森之前的工作基础上，雅各布森开始了他的研究科学家生涯，试图了解空气污染是如何影响气候的。”。他说，在最初的几年里，他专注于解决问题，但到了1999年左右，他开始寻找解决方案。

在2009年，雅各布森和马克·德鲁奇，加州大学伯克利分校交通研究所的研究科学家，雅各布森和德鲁奇在《科学美国人》杂志上发表了一份研究报告，概述了一项为全世界提供100%可再生能源的计划。

在接下来的几年里，致力于在州一级研究这些问题的后续研究，目前研究人员已将这项研究扩展到139个国家。世界上其余59个国家的详细能源数据并不存在，因此无法纳入该研究，科学家们说，“KDSPE”“KDSPs”是向100%可再生能源基础设施过渡的总成本——一个计划将国家首次移至80%可再生能源的计划。到2030年5月，乍一看，le energy似乎有些令人望而却步，但雅各布森和他的团队也计算出了这些数字。

雅各布森说，在所有国家平均起来，建设可再生能源系统（包括储存和传输）的成本是8.9%千瓦时。在一个没有过渡和保持现有化石燃料系统的世界里，成本是9.8美分/千瓦时。

不包括社会成本。

化石燃料能源伴随着健康和气候相关的成本。作者估计，到2050年，各国每年将在与全球变暖有关的环境、财产和人类健康问题上花费28万亿美元，包括洪水、房地产破坏、农业损失、干旱、野火、热应激和中风、空气污染、流感、疟疾、登革热、饥荒，海洋酸化等等。[气候变化将影响你健康的5种方式]

，如果世界不采取行动应对气候变化，地球两极的冰继续以目前的速度融化，世界7%的海岸线将被淹没，雅各布森说：

雅各布森说，可再生能源的社会总成本——包括健康和气候问题的成本，以及风能、水和太阳能的直接成本——约为化石燃料的四分之一。

“在其他世界，你可以将社会总成本降低约75%，“他说。”研究显示，这项技术的成本效益是巨大的。

几个国家已经开始转向可再生能源组合，以满足所有商业部门100%的电力需求。名单中包括塔吉克斯坦（76.0%）、巴拉圭（58.9%）、挪威（35.8%）、瑞典（20.7%）、哥斯达黎加（19.1%）、瑞士（19.0%）、格鲁吉亚（18.7%）、黑山（18.4%）和冰岛（17.3%）。

到目前为止，美国的可再生能源发电量仅占其总发电量的4.2%。但研究人员称，中国有优势。这项研究发现，像美国这样的国家，每人口拥有更多的土地，将有最容易的时间进行过渡。预计最困难的国家是那些地理位置小但人口众多的国家。据雅各布森说，新加坡、直布罗陀和香港等国家将面临100个可再生能源面临的最大挑战。“KDSPE”“KDSPS”仍有解决问题的方法。他补充说，这些地区可以转向海上风能，也可以与邻国交换能源。

“有了这些信息，我们给各国带来了信心，相信它们能够自给自足，”雅各布森说我希望不同的国家能在2050年和2030年分别承诺100%和80%的可再生能源。

这项研究于8月23日在线发表在《焦耳》杂志上。

最初发表在《生命科学》上。

据美国能源部能源情报署《国际能源展望2004》基准状态预测，全球能源消费总量将从2001年的102.4亿吨油当量增加到2025年162亿吨油当量，世界能源消费在2001-2025年将增加54%。日本、欧盟等能源机构预计，全球能源消费峰值将出现在2020-2030年。全球化石能源的枯竭是不可避免的，将在本世纪内基本开采殆尽。《BP世界能源统计2006》的数据表明，全球石油探明储量可供生产40多年，天然气和煤炭则分别可以供应65年和155年。国际能源署2005年分析认为，到2030年世界能源需求将增长60%，届时仍将有“足够”的资源可满足需求。预测未来石油需求增长的大多数将来自运输部门，运输部门占全球石油需求的份额将从现在的47%增加到2030年的54%。同时指出，C02排放也将增多，减排温室气体是一个严峻的挑战。

国际能源署认为，中东将增加投资以扩增常规石油资源产能，非常规石油资源如油砂等将得到加快开发利用，氢能将有少量应用，可再生能源将有更大发展潜力。到2030年，替代能源尤其是可再生能源，不仅将成为不可或缺的重要能源，而且将成为降低温室气体排放的重要举措。作为全球能源市场日趋重要的一个组成部分，目前中国的能源消费已占世界能源消费总量的13.6%，世界能源消费将越来越向中国和亚太地区聚集。

据预测，目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储采比分别为约80、15和近50，大致为全球平均水平的50%、40%和70%左右，均早于全球化石能源枯竭速度。未来5-10年，中国煤炭国内生产量基本能够满足国内消费量，原油和天然气的生产则不能满足需求，特别是原油的缺口最大。注重能源资源的节约，提高能源利用效率，加快可再生能源的开发利用，对于中国来说既重要又迫切。

二、世界可再生能源发展趋势

世界大部分国家能源供应不足，各国努力寻求稳定充足的能源供应，都对发展能源的战略决策给予极大的重视，其中可再生能源的开发与利用尤为引人注目。化石能源的利用会产生温室效应，污染环境等，这一系列问题都使可再生能源在全球范围内升温。

从目前世界各国既定能源战略来看，大规模的开发利用可再生能源，已成为未来各国能源战略的重要组成部分。自上个世纪90年代以来可再生能源发展很快，世界上许多国家都把可再生能源作为能源政策的基础。从世界可再生能源的利用与发展趋势看，风能、太阳能和生物质能发展最快，产业前景最好，其开发利用增长率远高于常规能源。

风力发电技术成本最接近于常规能源，因而也成为产业化发展最快的清洁能源技术，风电是世界上增长最快的能源，年增长率达27%。国际能源署的研究资料表明，在大力鼓励可再生能源进入能源市场的条件下，到2020年新的可再生能源(不包括传统生物质能和大水电)将占全球能源消费的20%，可再生能源在能源消费中总的比例将达30%，无论从能源安全还是环境要求来看，可再生能源将成为新能源的战略选择。

三、世界部分国家可再生能源发展目标

2004年，美国、德国、英国和法国可再生能源发电占总发电量的比重分别为1%、8%、4.3%和6.8%；到2010年将分别达到7.5%、20.5%、10%和22%；到2020年将都提高到20%以上；到2050年，德国和法国可再生能源发电将达到50%。韩国可再生能源消费比重将由2004年的2.1%提高到2010年的5%。日本和中国的可再生能源消费比重将由2004年的3%和7.5%提高到2010年的10%左右，2020年分别达到20%和15%。

四、世界部分国家可再生能源利用进展

美国正在加大可再生能源研发和利用力度，2005年美国能源部能源研发总投资7.66亿美元，其中可再生能源研发投资占了42%。美国制定了庞大的太阳能发电计划，克林顿政府出台的“百万屋顶计划”将在1997年到2010年里，安装总容量达4.6亿兆瓦的光伏发电系统。

德国新的《可再生能源法》，为投资可再生能源提供了可靠的法律保障。德国制定了《未来投资计划》以促进可再生能源的开发，迄今投入研发经费17.4亿欧元。2004年，德国可再生能源发电量占总发电量的8%，年销售额达100亿欧元。风力发电占可再生能源发电量的54%，太阳能供热器总面积突破600万平方米。法国。法国推出了生物能源发展计划，2007年之前将生物燃料的产量提高3倍，使起成为欧洲生物燃料生产第一大国。具体内容是建设4个生物能源工厂，年均生产能力达到20万吨，生物燃料的总产量将从目前的45万吨上升到125万吨，用于生产生物燃料的作物面积也将达到100万公顷。由于生物燃料目前成本比汽油和柴油贵2倍，法国已出台一系列优惠措施，鼓励生物燃料的生产和消费。

英国把研究海洋风能、潮汐能、波浪能等作为开发新能源的突破口，设立了5000万英镑的专项资金，重点开发海洋能源。不久前，在苏格兰奥克尼群岛的世界首座海洋能量试验场正式启动。英国第一座大型风电场一直在不断发展，目前风电装机总量已达650兆瓦，可满足44万多个家庭的电力需求，近期还将建设10座类似规模的风电场。

日本官方报告，将从2010年正式启动生物能源计划，并与美国和欧盟共同开发可再生能源，建设500个示范区。预计将投资2600亿日元，而与之有关的产品和技术将成为日本新工业战略的重要组成部分。

其他国家和地区。一些发展中国家如中国、印度、印度尼西亚和巴西等国家，越来越重视可再生能源对满足未来发展需求的重要性。中国制定实施了《可再生能源法》，编制了《可再生能源中长期发展规划》，将大力发展可再生能源并确定了明确目标。印度成立了可再生能源部，政府全力推动可再生能源资源的开发利用，目前印度在风电和太阳能利用规模方面已居于世界前列。东盟国家也开始重视可再生能源的开发工作。10个成员国各自都有了发展可再生能源的计划，包括地热、水电、风能、太阳能和来自棕榈或椰子油的植物燃料等。按东盟计划，到2010年各成员国的可再生能源电力将达到2.75万兆瓦，其中印尼、菲律宾和泰国将成为领先者。