可再生能源完全替代化石能源，可能吗

新能源完全替代传统化石能源不会，除非氢能利用-人工制备化石燃料（比如甲烷等）等技术（在这里要不定义为可再生燃料）彻底成熟，相比于传统化石能源有了明显的优势。这主要是因为要完全取代旧能源，不仅仅是发电环节的问题，还要把所有用能终端的用能全部用电以及可再生燃料来做代替（说白了，还有好多终端，比如交通运输等，得烧油气）。 而其实不管是做到100%发电由新能源提供，还是终端用能全部来自可再生燃料这两个目标都不容易，个人谨慎猜测认为后面这个还要难一些. 但是个人认为可再生能源占比高到超过传统能源，还是有可能的，但是有一个前提：就是这主要取决于各种能源技术的发展速度，如果技术都如现在一样，电池用用就没电，光伏风电老得弃，氢燃料电解储存转一圈回来效率20%多，那估计让可再生能源占比很高也够呛。本文先不讨论体制与既有利益集团影响，只谈技术先。总体来说他们的阻碍作用可能会大于促进作用。

工业革命促进了煤炭工业的发展第二次世界大战后，石油和天然气工业又获得迅速发展。目前，石油、煤炭和天然气等化石燃料已成为世界能源的主体。据《2000世界能源统计评论》资料，1999年世界一次能源消费构成的比例是石油40.5%，天然气24%，煤炭25%，核能8%，可再生能源2.5%。由此可见，化石燃料约占世界一次能源构成的89.5%。能源结构的这种现状经历了一个长期的演变过程。在产业革命后的200年中，煤炭一直是世界范围内的主要能源。

随着科技、经济的发展，石油在一次能源结构中的比例开始不断增加，并于20世纪60年代超过煤炭。此后，石油、煤炭所占比例缓慢下降，天然气比例上升，新能源、可再生能源逐步发展，形成了当前的以化石燃料为主和新能源、可再生能源并存的格局。虽然化石能源是当前的主要能源，但化石能源的大规模低效开发和利用会导致大量资源的浪费和污染物、温室气体的排放。国内外许多专家指出，现行的能源生产、使用方式是不可持续的，按照现在的能源发展趋势，在一定时期内，难以达到可持续发展的目标。因此，必须重视研究能源发展的新思路和新模式。此外，化石燃料的不可再生和引发的不断恶化的生态环境后果也促使人们努力开发新的能源技术。现今新能源和可再生能源技术的开发己日益受到重视，预计在21世纪，以化石燃料为主体的世界能源系统将转化以太阳能和生物质能等可再生能源为主体的新的世界能源系统，化石燃料将失去世界能源主体的地位。当然，能源结构从化石能源为主转为以新能源、可再生能源为主的这一革命性变革需要一段较长的技术准备和过渡时期。新能源和可再生能源要大量取代化石能源是一项十分艰巨的任务，绝非一朝一夕可以实现的，况且与化石能源相比，目前非水可再生能源依然昂贵。世界能源理事会和国际应用系统分析研究所合作完成的研究认为：在21世纪上半叶，石油、煤炭和天然气等化石燃料仍将界一次能源构成的主体，但在21世纪下半叶，随着石油和天然气资源的枯竭，太阳能和生物质能将获得迅速发展，到2100年，太阳能和生物质能等可再生能源将占世界一次能源的50%以上。 传统的矿物燃料仍将在21世纪上半叶占据世界一次能源构成的主体的另一个理由，是世界能源需求在2020年将达到110-352亿吨标准煤，如此巨大的能源需求是任何一种新能源在短期内都无法满足的，而矿物燃料矿资源目前看依然较为丰裕，价格也比较低廉。有人估计矿物燃料按目前的开发利用强度和回收率，仍可供全世界200多年。同时，矿物燃料开发利用的技术也比较成熟，并己经系统化和标准化，而建立适合新能源开发利用的新技术体系尚需较长一段时间。

在世界能源系统的转换过程中，煤炭将成为承上启下的可靠的过渡能源。这首先是因为相对于石油和天然气资源而言，煤炭资源相对比较丰富。现在世界能源结构中所利用的化石能源主要仍然是煤炭，其次才是石油和天然气，其比例约为68%、17%、15%。根据国际上通行的能源预测，石油将在40年时间内枯竭，天然气将在60年内用光，但煤炭可以使用220年。其次，随着洁净煤技术的不断成熟，煤炭利用过程中所产生的环境问题将在一定程度上得到缓解。一些学者预测，在21世纪中叶，由于石油和天然气的短缺，煤炭液化生成的合成液体燃料的比例将增加。在替代传统的化石能源的可供选择的能源中，除可再生能源外，核能是人类未来能源的希望。根据国际原子能机构的统计，1999年全世界正在运转的核反应堆电站为436座，总发电能力为3.517亿千瓦时，发电量约占世界一次能源构成的8%左右。近几年，由于核电站运行的安全性、核废料的处理和核不扩散等因素的影响，核能的发展在欧洲、北美洲和独联体国家出现了下降趋势，但核能的发展在亚洲仍然拥有强劲的势头。为了促进核能的发展，许多国家在研究新一代快中子反应堆的同时，又加强了受控核聚变的研究，目前受控核聚变己在实验室取得阶段性成果。世界能源理事会认为，如果核技术在21世纪有重大突破，那么到2100年核能将占世界一次能源构成的30%。氢能是替代传统化石能源的理想的清洁高效的二次能源。随着制氢、氢能储运及燃料电池技术的发展，氢能将成为其他新能源和可再生能源的最佳载体替代化石能源。氢能系统由氢的生产、储运和利用三部分组成。用太阳能或其它可再生能源制氢，用储氢材料储氢，用氢燃料电池发电，将构成近“零排放“可持续利用的氢能系统，可广泛作为分布式电源。 综上所述，未来的世纪，核能、氢能、可再生能源将逐步发展并最终成为主要能源，电力将成为主要的终端能源。在21世纪，世界以化石燃料为主体的能源系统将逐步转变成以可再生能源为主体的能源系统。能源多元化将是21世纪世界能源发展的必然趋向，也是世界能源发展历程中的必然阶段。

造 汽车 、放卫星、上火星，马斯克或许是这个世界最为疯狂的男人。自本世纪初，马斯克几乎年年有新想法，每隔一段时间就蹦出一个奇妙的主意。这不，最近与虚拟货币牵扯不清的马斯克又出奇想，准备与北美最大“采矿公司”公司合作，开发全新的“挖矿”模式。

说起采矿，小黑第一时间想到力拓跟必和必拓这两大矿业巨头。不过，与马斯克合作的“采矿公司”并不是传统采矿，而是比特币等虚拟货币“挖矿”。

矿机

前些日子，马斯克在推特上宣布，他会见了北美比特币采矿公司的高管，双方决定一个比特币挖矿委员会，专注于促进采用可持续能源的加密货币挖矿举措。该组织承诺将公布当前和计划中的可再生能源使用情况，并要求其他挖矿企业也这样做。

比特币挖矿与可持续能源有什么关系？马斯克为何突然宣布成立这一组织？ 事实上，马斯克鼓吹新能源挖矿非常符合自家利益，甚至可以说一石二鸟！

“挖矿”与能源浪费

很多人都很好奇，比特币究竟如何产生？其实，它通过一种工作量证明模式“交换”而来。简单来说，“挖矿者”付出算力与设备，交换得到比特币等虚拟货币。而在提供算力的同时，需要消耗大量能源。

挖矿设备耗能巨大

前世界首富比尔盖茨就曾批评过比特币“挖矿”过程中产生的能源浪费问题，并表示这十分不利于环保。英国剑桥的研究人员也特地针对比特币的耗电问题进行过研究。

结果显示，比特币每年挖矿消耗约133.68太瓦时用电量。如此庞大的耗电规模，超过了阿根廷、荷兰等国家，耗电量位于瑞典和马来西亚之间。

马来西亚全国总人口超过 3000万，比特币耗电量接近马来西亚全国人口耗电量，这意味着每年可供数千万人口的电能被用在“挖矿”事业上， 这对全人类来说无疑是个巨大的资源浪费。

马斯克的新能源方案

在意识到比特币挖矿浪费巨大之后，虚拟货币风云人物马斯克开始改变态度。本月初，马斯克叫停特斯拉使用比特币支付车费，并表示这是出于“对比特币挖矿和交易中使用化石燃料频率迅速增加，尤其是煤炭”的担忧。

马斯克指责比特币的言论直接比特币暴跌，很多人一度怀疑马斯克恶意操纵虚拟货币价格。操纵与否，我等普通人难以判断。可马斯克发出该言论同时，他也在积极寻找解决办法。筹建“挖矿”委员会，鼓励新能源取代化石能源成为马斯克的解决办法。

风力发电

前面小黑有提到，比特币“挖矿”的核心在于工作量证明，在完成工作量证明过程中需要耗费大量电能。一般情况下，大型比特币“挖矿”公司都在电价低的区域建立矿场。新疆荒漠、内蒙草原、伊朗高原、俄罗斯废弃工厂，哪里电价便宜，比特币“挖矿”公司就去哪里。在这个过程中，“矿主”们并不会介意发电方式，火力发电、水力发电、风力发电，对他们来说毫无区别。

“矿主”们不介意，可马斯克介意。他一直关注环保问题，特斯拉新能源 汽车 、Powerwall 家用电池，都在积极地推广清洁能源。虽然马斯克没有公布新能源挖矿具体方案，不过从马斯克既有的产品来看，他大致希望北美“挖矿”公司加入到他的家庭发电计划中去。

在《马斯克的新构想：把你家变成太阳能发电厂》一文中，小黑详细地阐述了马斯克的家庭发电计划。如果“挖矿”公司加入，那么安装 Powerwall 家用电池的家庭就可以向“矿场”供电，从而赚取利润。另一方面，“挖矿”公司改用太阳能“挖矿”， 也能降低环境污染，减少煤炭燃烧量。

现实的选择

马斯克的太阳能发电计划供电，北美“挖矿”公司使用，看起来似乎完美无缺，可价格问题横亘在眼前。小黑前一篇文章说过，Powerwall 综合电费达到 30 美分每度，远高于美国平均电费 ，对比伊朗、俄罗斯等地电价更是高得离谱。在电费占据“挖矿”成本大头的情况下，让“挖矿”公司接受 Powerwall 显然不可能。

特斯拉储能设备

小黑觉得，马斯克作为太阳能储能电池公司创始人，或许准备直接向“挖矿”公司售卖 Powerwall 储能电池。在人之罕至的地方建立矿场，一边是日夜不停地矿机，一边是大型太阳能发电设备与 Powerwall 储能电池。不需要远距离供电，也不需要额外支付电费，只要光照充足，矿机就可以一直工作下去......

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