地球能源会枯竭吗

大家都知道，近现代以来，随着社会科学和经济的不断进步与发展，世界人口曾经出现过大幅度的增长，甚至现在世界上仍然偶的国家人口还保持着高速增长的态势，但是人口的增长就意味着资源的占有和消耗，那照这样下去地球的资源会不会枯竭，如果会，枯竭了人类怎么办？地球上的资源是有限的，如果人们不加以节约利用和保护的话在不久的将来将消耗殆尽，人类文明也会随着自然资源的消失而消失。

人与自然关系非常密切，人类的一切活动似乎都离不开大自然，地球上能供给人类生存和发展所利用的资源有很多，其数量也各有不同，有些资源非常稀缺，如煤炭、石油和天然气等都属于不可再生资源，很多国家也会因为对这些资源的争夺而产生很多难以化解的矛盾。

如果地球上的这些短板资源被全部用完了，那人类的生产就无法正常继续，生活的方方面面都会不同程度地受到影响，即便有太阳能、风能和地热能等可再生资源的存在，也无法替代不可再生资源对于人类生产生活的重要性；世界上的事物都是在一个整体中相互联系相互影响着的，一种资源的却是会影响到整体资源作用的发挥，而如果这些自然资源都没有了，人类也将面临着从地球上消失。

试想一下人类为什么不能砸月球上生存做月球移民，最主要最核心的问题就是地球上没有人类生存所必须的自然资源，地球上的自然资源如果被耗尽，那也就和月球一样不能生存人了，甚至所有的生物都不能生存下来，被毁灭的不单单是人类社会，而是整个生物界，所以我们要提高资源的节约和保护意识，倡导和践行可持续发展。

苏联的天文学家卡尔达舍夫曾经设想出了一种文明等级，将宇宙文明划分为7级，而判断一个文明发达与否的关键，就是能源和技术，一个文明拥有的能源越多，就能创造出更多有用的技术。

想象一下，能源无限的世界会是什么样？

首先，所有的电器不再有插头了，无线充电技术得到普及，虽然我们现在也实现无线充电技术，但能量会以电磁波的形式耗散严重，但对于能源无限的世界来说，这点耗散不算什么。

用于充电的电磁感应会充斥整个城市， 汽车 可以在空中飞行，不用加油，地下可能建起了巨大的城市，因为不需要再使用化石燃料，地球环境回到了工业革命之前，到处都是一片美好，这种生活离我们遥远吗？

但当下的我们，可能会面临另一种未来，那就是，严重的环境污染、全球变暖、气候异常。

这都与传统资源的使用脱不开干系。煤炭和石油是远古生物在地层中形成的化石，这种化石的形成过程非常漫长，需要经过几千万年甚至是几亿年，而且它们是不可再生的。

与此同时，我们消耗煤炭和石油的速度还在不断增加，根据美国《油气杂志》发布的2019年全球石油产量和油气储量报告，全球石油剩余探明可采储量大约是2300亿吨。据估计，这些石油大约只够我们地球人在开采47年。

不过随着技术的发展，原先难以开采的陆上深层石油或深海石油，将来也许可以轻松开采了，所以也有观点认为，石油的开采年限应该远远不止47年。

当然，地球也蕴含着可再生、无污染、无碳排放的新能源。

但是，就目前来说，新能源并不能完全取代传统能源。拿水力发电来说，现在，动辄数万吨的水力发电大坝已经阻塞了世界三分之二主要河流，拦截了生态系统运行所必需的营养流，还阻断了鱼类的迁徙路线。除此之外，水电的输出容易受到天气变化的影响，建设成本也很高。

再来看看太阳能发电。

在非洲一片浩瀚的沙海中，有着世界上第一个可以从太空中看到的能源公园，埃及本班太阳能公园，它的占地有37平方公里，总装机量为1800兆瓦，这个功率，完全超过了当初切尔诺贝利核电站的反应堆功率，在不少埃及人看来，这座太阳能公园将在本国的能源转型中发挥“大作用”。

要知道，埃及国内超过90%以上的电力供应都来自传统的发电模式，但发电的成本一直在增加，为此，太阳能资源丰富的埃及一直希望能将这一清洁能源运用起来。

埃及终年阳光普照，一年四季都干旱少雨，而且全境96%的面积都是沙漠，每平方米每年的太阳直接辐射就达到了2000-3000千瓦时，所以利用太阳能，确实是改造整个国家能源现状的最佳解决方案。

但仔细想一想，非洲的撒哈拉沙漠是932万平方公里，是可以容纳近25万个这样的太阳能公园，有学者称，要是真能把撒哈拉沙漠建成一个电厂，光是撒哈拉沙漠一天生产出的电量，就相当于每天生产80到130亿桶石油，而一年的发电量，就是全球用电量的100倍。

但电力的输送并不是一件简单的事，要想将电力输送到欧洲或者美国，成本太高。最关键的是，无法绕开撒哈拉的沙尘暴天气，沙尘会覆盖镜子或光伏面板，导致发电效率迅速降低。

而要把这些沙尘清干净，又需要大量的水和人工，这都是撒哈拉沙漠急缺的，所以想在撒哈拉建太阳能电厂的计划搁浅了。

风能也是现在力推的清洁能源。目前全世界最大的风力发电厂是我国甘肃的酒泉风电基地，这是我国第一个千万级风力基地的启动项目，远超三峡水电站，而且在投入费用上，只有三峡水电站的三分之一，所以酒泉风电基地一度号称“陆上三峡”。

在2020年，它的装机容量就已经增加到2万兆瓦以上，放眼望去，数千座带有巨大叶片的风车在旋转，不仅把新能源辐射到西部地区，还远销中东部省份，并且出口到中亚等国家。

但是，风能发电的供应量也是不稳定的，有时候风力比较大，有时候比较小，每年不同的季节里，风力风速也都在变化，甚至可以说这一秒和下一秒的风速都是不一样的，这会造成风力发电提供的电力有时候富裕，有时候又不足。

而且这里的电能要进行远距离传输的话，就需要建设输变电站和远距离的特高压电路，这样一来成本就更高了，对其他地区的电力用户来说不划算。

再来看看潮汐发电。这是一种利用海水的潮起潮落发电的方式，潮汐能蕴藏量极大、取之不尽，用之不竭，不需要开采和运输，是完全洁净无污染的可再生能源，发电原理和普通的水利发电相似，通常在有条件的海湾或者感潮口建筑堤坝、闸门和厂房。

目前世界上最大的潮汐能发电站是韩国的京畿道安山市始华湖潮汐能发电站，装机容量有254兆瓦，每年为韩国节省了1000亿的原油进口费。

据海洋学家计算，世界上潮汐能发电的资源量在10亿千瓦以上，也是一个天文数字，但和上面所说的可再生能源一样，存在难以运输，供电不稳定的情况。

根据2019年全球能源消费总量来看，石油、天然气、煤炭的消费占比达到了84.3%。虽然比例在下降，但可再生能源要追赶上来，也不是一朝一夕的事。

那么我们还能寄希望于哪里？

地球上的能量，无论是化石能源，还是风力、水力，最终的来源都是太阳，我们还是得依靠太阳的力量，研究出可控核聚变这种制造恒星的技术。否则在未来，人类可能还是被禁锢在地球上，以相互伤害的方式自生自灭。

该项研究的主要研究人员John Schramski认为：“地球就好比一块巨大的蓄电池，经过数十亿年的缓慢充电才能使其电量充沛，释放出无限的能量。地球上的植物和矿物燃料中存储着巨大的太阳能，然而人类对能源的肆意挥霍，使得能源损耗速度远远超过了其再生速度，因此人类不得不陷入能源危机。”

该项研究结果表明，如果人类社会仍然坚持原有的发展模式，不注重保护地球生物及维护地球生态系统，那么地球上的生物量则会急剧减少，而人口数量也会加速下降，到那时人们则会被迫回到古时那种以狩猎为生的田园生活。

Schramski指出，人类地球上曾经一片荒芜，没有任何生命存在的迹象，然而仅仅经过了几十亿年的进化以后，地球上的简单有机物已经可以将太阳光转化为能源供人类使用。地球上动植物的不断进化使其最终形成了一个极其多样化的生态系统，使整个星球沐浴在葱郁的森林之中。科学家们估计，两千年以前地球上的生物量中共含有将近一万亿吨的碳。而在今天，这个数量已经减少了一半，据统计，到上世纪末，共有近10%的生物量遭到破坏。Schramiski 指出：“如果人类不停止对地球生物量的破坏，那最终将耗尽地球这块电池对所有生物量的维持能力，使整个地球的生态系统遭到破坏，乃至瘫痪。”乔治亚大学工程学院的副教授David Gattie认为，为满足快速增长的人口需求而加速大规模的机械化农业生产会造成大规模的森林被砍伐、破坏，而这会直接导致越来越多的生物量遭到毁灭。

Schramski 指出：“随着能源浪费和环境污染的加剧，地球越来越不适合人类居住，人类所能利用的能源也越来越少。因此人们的生活水平会特别容易波动，例如受到干旱、流行病和社会动荡等因素的影响，人们的生活水平会忽高忽低地变化。”Schramski 解释说：“我并不是一个狂热的环保主义者，我所有的科研工作都是以热力学为依据的，这些热力学定律的绝对性无可辩驳，地球上所有生物体的热运动都时时刻刻遵循着这一定律。然而地球上可利用的生物能资源是极为有限的，一旦枯竭，将没有任何东西可以替代。”

Schramski及其他研究人员认为，人类充分了解地球生物量是非常重要的，这有利于减少人类对生物量的破坏，提高可再生能源的利用率，从而使整个地球朝着更加和谐，更加可持续的方向发展。

相关文献：Human Domination of the Biosphere: Rapid Discharge of the Earth-Space Battery Foretells the Future of Humankind, Proceedings of the National Academy of Sciences, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1508353112

（科学之家，译审/编辑：AJ Chen）