可再生能源发展史

太阳能窗户科技公司（SolarWindow Technologies），是一家总部位于马里兰州的公司。它希望能够为世界提供一项生产大量清洁电力的技术，这个目标也是相当充满雄心的。该公司甚至还承诺，他们可以通过其顶尖技术——透明涂层法产生电力。

这项技术的发展始于2009年。在此之后，太阳能窗户科技公司还研发了一个液态有机光伏太阳能阵列，其主要由碳、氢、氧、氮组成，可应用于一些透明的表面，这个阵列在很多颜色或者中性的色调中都是透明的。而整个涂层产生的能量，一般可以通过一根导电电缆的透明网格传输到窗户的侧边，然后再从这里继续传输到输电线路上。

正如你可能已经知道的，如果没有什么环保效果那我们也就没什么意义了，所以我们也不会对任何人做出这样的承诺。就在刚刚，我们结束了与该公司首席执行官约翰·康克林（John Conklin）的通话，接下来，我们将具体告诉你们如何利用摩天大楼、房屋以及整个城市，得到我们离不开的能源。

电力涂层

约翰·康克林告诉ZME科学网站（ZME Science）来访的记者：“我们全球都正处于气候变化和自然资源枯竭的十字路口，一直以来人口不断增加，这也引起了人类对能源的需求不断增加，这也就是在这个十字路口中的主要问题。当然，我们可以充分利用过去或历史给我们的经验教训，然后在此之上加以总结和深化，为了更美好、更绿色的明天，我们要努力找寻解决方案，创造有利机会。我们目前的目标是，让太阳能窗户科技公司的透明发电涂层技术走进市场商业化。因为，要想远离自然资源枯竭带来的问题，我们需要一个绿色环保的未来，而透明发电涂层技术带来的能源增长，也有助于创造更绿色更美好的明天，两者互相依存。”

我不得不承认，即使在努力研究了太阳能窗户之后，我的第一反应就认为这是传统太阳能产业的一种延伸。在某种程度上，这种说法也并不是错误的，因为其最终的结果就是从光线中收集能量，只是每项技术采取的方式不同而已。

当人们说到“太阳能”的时候，脑中立刻浮现出的肯定是一块大型的蓝色太阳能光电池板，或用来装饰屋顶，或在炎炎烈日下收集能量。太阳能窗户科技公司想要对已经存在的太阳能光电池板的表面进行一定的创新和加工，使其亦能发电，而且这个表面还是彻底透明的，完全可以无缝集成到现在已经存在的建筑物中，并产生绿色的电力。

约翰早期对可再生能源有着浓厚的兴趣，并且在应用涂层化学反应过程的研究上也有着一定的造诣，所以在公司开发涂层时，约翰尽其所能提供了不少帮助，这个涂层可以粘贴在玻璃或者塑料上，每天当大量的光线穿过我们的窗户时都能发电。

你是如何开始对可再生能源的研究的？

约翰告诉我：“在我还算是个童子军的时候，大概也就是高中早期，我就开始和光电池打交道了。”

如果从那时算起，那么约翰的这条研究之路也已经走了很长了。当然，传统太阳能对环境的改善有着不可抹去的功劳，但是按照约翰对太阳能窗户这项技术的作用的解释，那这项技术的主要卖点也就很明显了。对于初学者而言，你不必为系统指定自由空间。如果是一扇窗户，只要你在其表面安上涂层，它就会开始发电，并不需要直接的阳光照射，甚至在阴影区域这个涂层也能产生能量，不过这时是周围的扩散光在起作用。

约翰说：“太阳能窗户，像普通的光电池板一样，并不直接依靠阳光，即使是只接收到扩散光，建筑物的任何涂层面都将会产生电力。”

也正因为如此，太阳能窗户可以将整座摩天大楼变成一个绿色能源发电厂。对于一个典型的50层楼高的建筑物，太阳能窗户制造出的功率比屋顶安装太阳能光电池板多出50倍。公司在为这项技术做宣传时，明确指出安装这个太阳能窗户系统在一年之内便能够回本。

但是我们大多数人都不住在摩天大楼里，那么这项技术又是如何为普通家庭用户提供服务的呢？约翰给我的答案是，太阳能窗户之所以能够为商业建筑制造出如此多的能量，一大部分原因是商业建筑一般都有很多的窗户。而在典型的房屋设计中，窗户一般较小，而墙壁占据了大部分面积，这意味着能够安上涂层的有效面积不多。不过即便如此，这个系统的优点确实还是会比典型的太阳能光电池板多一些。

约翰说：“我们不希望这只服务于富裕的人。太阳能窗户不仅仅在太阳光下，在自然光、人工光下都能很好地发电。比如在来自你的某个固定装置的光线下，它也可以发电。”

所以，尽管作为家庭用户你们看到的总收益可能并不会相同，但是不可否认，太阳能窗户确实可以帮助捕捉到一些我们周围未被开发的能量。如果你有房间，你甚至都可以把它安装在房间里。

比起摩天大楼里的窗户，普通家庭的窗户使用率更高，但是使用时也要注意不能损坏涂层和其他电线之间的连接器。目前该公司正致力于研发适用于任何类型窗户框架的连接器，对应于经典的铰链或者滑动窗户框架的系统已经可以投以使用了。如果将数个涂有涂层的玻璃叠加在一起，不用担心，所有层都会产生能量，这一点斯科特已经证实。在你的窗户窗格允许的情况下，你甚至可以得到三倍或者四倍的有效涂层面。

约翰透露，由于适用于太阳光窗户的光线与传统光电技术的并不相同，所以涂层在太阳光比较弱的寒冷地区产生的能量与那些有充裕阳光照射的区域一样多。

关于太阳能窗户涂层这项技术的前景，有一点很是振奋人心，我们都知道，大多数人都觉得传统太阳能电池不可靠，但涂层技术完全可以免去这点担忧。传统太阳能光电池板只能在白天工作（原因很明显），同时由于其工作的必要条件是存在太阳光，这也就意味着它们阴天完全失去作用了，而现在我们还不能改变天气。但是，任何类型任何强度的光都不能阻止太阳能窗户产生能量，自然也就无烦忧啦！

不可否认，这是一项非常有潜力的技术，同时又很富有创意，采用不太可能的来源产生电力。比如约翰告诉我，他们正在寻找一种方法，试图给现有的路灯安上涂层。但是，我们也可以看到，应用于太空或军事方面的涂层技术还未达到理想。

约翰总结说：“一切皆有可能。”

关于每平方米涂层的最终成本目前还没有任何说明，但约翰似乎下定决心使其价格尽可能为大多数人接受，他们也希望他们的产品能畅销全球，为更绿色更美好的明天建设添砖加瓦。

蝌蚪五线谱编译自zmescience，译者 sunshine，转载须授权

可再生能源泛指多种取之不竭的能源，严谨来说，是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源，如化石燃料和核能。

大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源，而是百年甚至千年的。

随着能源危机的出现，人们开始发现可再生能源的重要性。

·太阳能

·地热能

·水能

·风能

·生物质能

·潮汐能

所有人类活动的基本能源都来自太阳，透过植物的光合作用而被吸收。

木材

柴是最早使用的能源，透过燃烧成为加热的能源。烧柴在煮食和提供热力很重要，它让人们在寒冷的环境下仍可生存。

动物牵动

传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外，亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。

生物质燃料

此种燃料原为可再生能源，如能产出与消耗平衡则不会增加二氧化碳。但如消耗过量而毁林与耗竭可返还土壤的有机物，就会破坏产耗平衡。用生物质在沼气池中产生沼气供炊事照明用，残渣还是良好的有机肥。用生物质制造乙醇甲醇可用作汽车燃料。

水力

磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源，尤其是中国这样满是河流的国家。此外，中国有很长的海岸线，也很适合用来作潮汐发电。

风力

人类已经使用了风力几百年了。

太阳能

太阳直接提供了能源给人类已经很久了，但使用机械来将太阳能转成其他能量形式还是近代的事。

潮汐能

潮汐发电利用潮水涨落，世界已有电站容量16GW。

从地球蕴藏的能源数量来看，自然界存在有无限的能源资源。仅就太阳能而言，太阳每秒钟通过电磁波传至地球的能量达到相当于500多吨煤燃烧放出的热量。这相当于一年中仅太阳能就有130万亿吨煤的热量，大约为全世界目前一年耗能的一万多倍。不过，由于人类开发与利用地球能源尚受到社会生产力，科学技术、地理原因及世界经济、政治等多方面因素的影响与制约。包括太阳能、风能、水能在内的巨大数量的能源，可以利用的仅占微乎其微的比例，因而，继续发展的潜力巨大。人类能源消费的剧增、化石燃料的匮乏至枯竭以及生态环境的日趋恶化，逼迫使人们不得不思考人类社会的能源问题。国民经济的可持续发展，依仗能源的可持续供给，这就必须研究开发新能源和可再生能源。

太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，也是人类可利用的最丰富的能源。太阳每年投射到地面上的辐射能高达1.05×1018千瓦时（3.78×1024J），相当于1.3×106亿吨标准煤。按目前太阳的质量消耗速率计，可维持6×1010年。所以可以说它是“取之不尽，用之不竭”的能源。但如何合理利用太阳能，降低开发和转化的成本，是新能源开发中面临的重要问题。

风能是利用风力机将风能转化为电能、热能、机械能等各种形式的能量，用于发电、提水、助航、制冷和致热等。风力发电是主要的风能开发利用方式。中国的风能总储量估计为1.6×109千瓦，列世界第三位，有广阔的开发前景。风能是一种自然能源，由于风的方向及大小都变幻不定，因此其经济性和实用性由风车的安装地点、方向、风速等多种因素综合决定。

对于核电站，人们有许多误解，其实核能发电是一种清洁、高效的能源获取方式。对于核裂变，核燃料是铀、钚等元素，核聚变的燃料则是氘、氚等物质。有些物质，例如钍，本身并非核燃料，但经过核反应可以转化为核燃料。我们把核燃料和可以转化为核燃料的物质总称为核资源。

近年来，许多发展中国家虽然都制订了一系列鼓励民企投资小水电的政策。由于小水电站投资小、风险低、效益稳、运营成本比较低，在国家各种优惠政策的鼓励下，全国掀起了一股投资建设小水电站的热潮，尤其是近年来，由于全国性缺电严重，民企投资小水电如雨后春笋，悄然兴起。国家鼓励合理开发和利用小水电资源的总方针是确定的，2003年开始，特大水电投资项目也开始向民资开放。2005年，根据国务院和水利部的“十一五”计划和2015年发展规划，中国将对民资投资小水电以及小水电发展给予更多优惠政策。

氢是一种二次能源，一种理想的新的含能体能源，在人类生存的地球上，虽然氢是最丰富的元素，但自然氢的存在极少。因此必需将含氢物质加工后方能得到氢气。最丰富的含氢物质是水，其次就是各种矿物燃料（煤、石油、天然气）及各种生物质等。氢不但是一种优质燃料，还是石油、化工、化肥和冶金工业中的重要原料和物料。石油和其他化石燃料的精炼需要氢，如烃的增氢、煤的气化、重油的精炼等；化工中制氨、制甲醇也需要氢。氢还用来还原铁矿石。用氢制成燃料电池可直接发电。采用燃料电池和氢气-蒸汽联合循环发电，其能量转换效率将远高于现有的火电厂。随着制氢技术的进步和贮氢手段的完善，氢能将在21世纪的能源舞台上大展风采。

地热是指来自地下的热能资源。我们生活的地球是一个巨大的地热库，仅地下10千米厚的一层，储热量就达1.05×1026焦耳，相当于9.95×1015标准煤所释放的热量。地热能在世界很多地区应用相当广泛。老的技术现在依然富有生命力，新技术业已成熟，并且在不断地完善。在能源的开发和技术转让方面，未来的发展潜力相当大。地热能是天生就储存在地下的，不受天气状况的影响，既可作为基本负荷能使用，也可根据需要提供使用。

海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等。海洋能蕴藏丰富，分布广，清洁无污染，但能量密度低，地域性强，因而开发困难并有一定的局限。开发利用的方式主要是发电，其中潮汐发电和小型波浪发电技术已经实用化。波浪能发电利用的是海面波浪上下运动的动能。1910年，法国的普莱西克发明了利用海水波浪的垂直运动压缩空气，推动风力发动机组发电的装置，把1千瓦的电力送到岸上，开创了人类把海洋能转变为电能的先河。目前已开发出60-450千瓦的多种类型波浪发动装置。

此外，还有生物质能，是指植物叶绿素将太阳能转化为化学能贮存在生物质内部的能量，目前发展中的开发利用技术主要是，通过热化学转换技术将固体生物质转换成可燃气体、焦油等，通过生物化学转换技术将生物质在微生物的发酵作用下转换成沼气、酒精等，通过压块细蜜成型技术将生物质压缩成高密度固体燃料等。

浅谈可再生资源摘要： 本文在深入分析可再生资源开发利用对我国社会经济可持续发展的意义，我国可再生资源综合开发利用的现状、存在的问题以及这些问题的成因的基础上，分析并提出我国可再生资源综合发利用方面的对策和建议。关键词： 资源；回收；利用引言众所周知，资源是人类在地球上赖以生存的必要保证。人类为了满足目益高涨的生活需求，不断地加强对资源开发利用的强度，甚至采用了掠夺式的开发手段。资源的枯竭已经使人类的生存面临着严重的威胁。如何合理地开发和利用资源已经是人类必须认真对待的一个重要而迫切的问题。进入21世纪，人类所面临的最大挑战是如何实现社会和经济的可持续发展问题。中国目前正在实施国民经济和社会发展的第十一个五年计划，进入全面建设小康社会和和谐社会的新阶段，向2l世纪中叶基本实现现代化的目标迈进，但面对我国严峻的资源现状，如何实现人口、资源、环境的协调发展已经成为确保我国经济和社会可持续发展以及实现全面小康社会和和谐社会的关键。因此，如何选择一种更加合理、健康、节能的生活方式和社会经济发展模式，用尽量少的资源消耗去获得更为丰富多样的社会需求满足，并且从体制建设上保障可再生资源综合利用，已经成为一个我们必须面对和解决的现实问题。可再生资源即我们通常所说的废弃物资源，其基本定义是：在社会的生产、流通、消费过程中产生的不再具有原使用价值并以各种形态存在，但可以通过某些回收加工途径使其重新获得使用价值的各种废弃物的总称(包括工业生产中的废水、废气、废渣、粉尘等，农业生产的副产品，如农作物秸秆等以及生产生活中的废弃物如废钢铁、废纸、废塑料等)。这里的再生，实际上是指废弃物资源的再生利用。废弃物资源在物质性能上的可再生性，是其可再生利用的根本。利用循环再生原料是人类社会工业技术进步的结果，也是保证自然资源的合理开发利用，保持资源循环利用的必要手段和发展循环经济的内在要求。循环经济理念是在科学发展观的基本思想指导下，为促进环境保护和资源合理利用而发展起来的，其核心就是资源的循环利用。20世纪80年代联合国有关组织提出可持续发展原则时，就把资源的永续利用作为其基本原则之一，是指对可再生资源的开发利用不超过其自身的再生和更新能力，保障资源总量的稳定；对不可再生资源主要是循环利用，以实现降低资利用成本、能耗，保护环境的目的。由于非再生自然资源是有限的，而人类社会发展对自然资源的需求是不断增加的，这就必然产生社会发展和人们生活水平不断提高对自然资源的旺盛需求与自然资源逐渐减少和不足的矛盾，解决的办法一是通过技术开发和研究，提高对自然资源的开发利用率，减少对资源的消耗，或者开发新的替代资源，以满足社会发展和人民生活水平不断提高对资源的需求。二是积极开发利用可再生资源，即：工业生产的废弃物、农牧业生产的副产品以及人们生活中产生的废弃物和城市垃圾。通过开发利用这些可再生资源，不仅可以减少社会发展对自然资源需求的压力，还可以产生相当的社会和经济效益，对生态环境保护也有一定的积极作用。而且从可持续发展和科学发展的角度来看，积极开发利用可再生资源具有十分重要的意义。l 我国可再生资源开发利用现状我国从20世纪50年代开始就建立了遍及城乡的废旧物资回收系统，但我国目前废旧物资回收市场比较混乱，废物收购环节多、价格低，再加上生活水平提高，老百姓收集并出卖废旧物品的积极性不如从前，导致大量可以回收再利用的废旧物资作为垃圾被抛弃了，这又反过来增加了城市生活垃圾的产量，因而也增加了国家在城市垃圾处理方面的人力、物力和财力投人。1．1 已形成再生资源循环加工体系多年以来，在国家一系列优惠政策的支持下，我国再生资源业得到了较快发展，已初步形成遍布全国的网络纵横的再生资源循环加工体系，并取得了显著的经济和社会效益。1．2 再生资源处理能力高，回收量成倍增长近些年我国很多城市开始采用不同颜色的垃圾桶收集不同类型的垃圾，并分别把生活垃圾转换成家畜饲料、有机肥料或燃料电池用燃料，先进的“垃圾发电”也已经被采用，有色金属和贵金属的循环和提纯能力也大大提高，再生资源处理能力日益科学化。同时，我国每年废旧物资的回收量也大幅增长，方便了人民生活，减少了环境污染，为工业生产提供了大量再生材料，为国家的经济建设和社会发展做出了巨大贡献。1

可再生能源指的是在自然界可以循环再生，取之不尽，用之不竭的能源。比较常见的可再生能源有太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。

不同类型的可再生能源

通过使用以下类型的可再生能源，我们可以帮助减少对化石燃料的依赖。这不仅将有助于保存不可再生资源，还将有助于减少污染。

1.太阳能

当我们想到可再生能源时，太阳能通常是想到的最早的自然能源之一。每天，太阳以太阳辐射的形式散发出大量的能量。最终，其中一些到达了地球，我们可以以各种不同的方式利用它。

尽管太阳能是最受欢迎的可再生能源之一，但目前在全球可再生能源容量中排名第三。根据IRENA的2019年报告，该报告研究了2018年底的可再生能源发电能力。

太阳能光伏

太阳能光伏（PV）是我们可以用来将太阳能转化为电能的技术。在这里，太阳能电池板被放置成吸收来自太阳的能量。然后，他们能够使用太阳能光伏工艺产生电流。

这样的太阳能光伏板可以发电。

我们可以在家庭或工业规模上使用太阳能。屋顶太阳能电池板是世界上许多家庭的常见景象。它们有助于发电，供家庭使用。太阳能农场是工业规模使用太阳能的一个例子。在这里，大量太阳能电池共同工作以产生大量电能。

太阳能热

太阳能热是太阳能使用的另一种类型。在这里，我们可以利用来自太阳的能量来加热流体（例如水）。该技术可以在家用太阳能热水系统中找到。太阳能集热器是可用于此目的的设备。有两种主要类型，称为“平板”和“真空管”收集器。

太阳能热真空管集热器。

太阳能热电厂也存在，可以利用太阳能热发电。通过集中太阳热能来加热特殊的流体。流体的热量然后转移到水中，然后沸腾并产生蒸汽。然后，蒸汽能够为涡轮机提供动力，涡轮机使发电机转动，从而产生电能。

2.风能

风能是另一种流行的可再生能源。几个世纪以来，我们一直以风船和风车的形式利用风。如今，我们主要利用风力在风力涡轮机的帮助下发电。

许多国家使用风力涡轮机来满足其能源需求。根据它们的位置，它们可以是一种非常有效的发电方式。风电场是风力涡轮机的集合，可以在陆地（陆上风电场）和海上（海上风电场）中找到。

风能的总容量在2018年略高于太阳能。风能占可再生能源总发电量的24％，太阳能达到20％。

这样的风力涡轮机可以发电。

3.地热能

地热是另一种可再生能源。我们脚下的地面包含大量热能。地面靠近地面，从太阳吸收热量。在地球深处，岩浆可以帮助加热岩石。我们可以以不同的方式利用这种能量。

家用地热能系统使用地源热泵来帮助加热房屋的水。这可能涉及将几百米的水管放置在离地面几英尺的地方。当水流过管道时，它吸收了地面的热量，并且另一端的热量要比开始时的温度略高。然后可以重复该过程以增强效果。

地热热泵使用类似的管道来加热水。

地热发电厂是工业用途的一个例子。这些装置中的一些可以挖掘到地下深处的过热岩石中。可以将水泵入井中，然后再产生蒸汽，然后将其抽出以驱动涡轮机。这类发电厂仅在岩浆最接近地壳的区域有效，例如火环。由于这一地理限制，地热发电不如太阳能，风能和水力发电受到欢迎。

4.水能

水能包括利用流动的水来发电。数百年来，我们一直以水车的形式使用该技术。如今，我们主要将其用于发电。

水源可能来自不同的地方。一些最常见的水力发电技术类型包括：

水力发电大坝–这些利用水坝围墙捕获大量的水。然后可以通过水坝的结构释放水，在此过程中旋转涡轮机。

潮汐能–利用水下涡轮机来利用潮汐能。随着潮汐的进出，涡轮机旋转，然后借助发电机发电。

波浪动力–比上面的动力少，但具有利用波浪动能的潜力。在这里，大的管状容器被放置在靠近海岸的地方。当它们在波浪中摇摆时，它们能够将波浪能转化为电能。

在考虑可再生能源时，我们经常忽略水力发电。但是，根据IRENA的2019年报告，到2018年底，水能占可再生能源发电能力的50％。这不仅仅是太阳能和风能的总和！

截至2018年底，水力发电容量最高的三个国家是中国，巴西和美国。中国的装机容量为352,261兆瓦，领先于巴西的104,195兆瓦和美国的103,109兆瓦。

这样的水力发电大坝可以产生大量的电力。

5.生物质能

生物质是另一种可再生资源。它使用有机物来满足各种不同的能源需求。有机物可以包括以下任何一种：

木材–就发电而言，主要来自柳树和杨树。其他来源包括木屑，锯末，原木和树皮。

作物-包括小麦，玉米，甘蔗和土豆等淀粉类作物。它还可以包括油菜作物，例如油菜籽，油菜籽，大豆和向日葵。

动物与人类废物–包括肥料，污水，泥浆和动物垫料。

园林垃圾–尚未完全分解的鲜草屑。

就生物能源而言，我们可以以不同的方式利用以上内容。

生物质能

在这里，木材被燃烧以加热水。然后产生蒸汽，该蒸汽可以驱动涡轮以发电。这与使用煤，石油或天然气的传统发电厂的过程类似。

生物燃料

我们可以使用传统的粮食作物来生产生物燃料，例如生物乙醇和生物柴油。然后可以将它们用于兼容的发动机中，以替代汽油和柴油。

沼气

这使用了称为“厌氧消化”的过程，该过程涉及在密闭腔室内加热动物或人类废物。随着加热，它分解得更快并产生甲烷。然后，我们可以捕获它并存储以备后用。它可以在炉子上燃烧以做饭或取暖，有时用于运输。

像这样的厌氧消化池可以产生沼气。

生物能源问题

关于生物质是否可再生存在一些争论。但是，通常认为它是可再生能源。这是因为只要地球上有生命支持，它所使用的有机物就会一直存在。

当然，生物质确实会带来一些环境影响，应予以考虑。尽管农作物在生长过程中会吸收二氧化碳，但燃烧时会释放到大气中。这可能对空气质量和我们的健康有害。

回顾

随着全球能源需求逐年增加，寻找可持续的能源生产方式现在比以往任何时候都更加重要。利用太阳能，风能，地热能，水能和生物质能可以帮助实现这一目标。

可再生能源与不可再生能源相比具有关键优势，因为它们永远不会耗尽。它们通常对环境也更好。您可以在此处更深入地了解可再生能源的优缺点。

根据最近的一项研究，Eviart/Shutterstock的科学家们公布了一份详细的路线图，到2050年将139个国家的可再生能源转移到100%。斯坦福大学的

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。

气候变化的价格

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。