譯者: Hui chu Chen 審譯者: Marssi Draw
每年，全世界使用 350 億桶石油
大規模的依賴化石燃料污染了地球
且石油不會永久存在
科學家估計我們已經消耗 約世界石油的 40%
據目前估計
照這個速度，我們將在 50 年 左右用完石油及天然氣
煤炭也將在一個世紀內用盡
另一方面 我們有豐富的陽光、水和風
這些都是可再生能源
這意味隨著時間的推移將不會被用盡
如果我們對石油燃料的依賴
能換成完全依靠可再生能源 會怎麼樣呢？
我們幾十年來一直在思考這個問題
而可再生能源只提供了 我們約 13％ 的需求
如果要達到百分之百的使用率 需要價格更便宜的可再生能源
並舉手可得
這是一個巨大的挑戰
即使忽略政策的參與 只著重在科學與工程
我們可以更好地理解這個問題 透過了解我們如何使用能源
全球能源使用是一個 多元化和複雜的系統
不同的元素更需要獨特的解決方案
但現在，我們將重點放在兩個 在日常生活中最熟悉的
電力和液體燃料
電力提供高爐、電梯、電腦
以及家中、大企業 和製造業中的所有事物
同時，液體燃料有著至關重要的作用
運用在幾乎所有的運輸產業上
我們來考慮一下電的部分
好消息是我們的技術相當先進
可從可再生能源中獲取所有能量
而且非常充足
太陽不斷散發
大約 173 千兆瓦特太陽能在地球上
比我們目前需求多近一萬倍
據估計，需建造一個 跨越數十萬公里的太陽能板
才能為人類提供更多能量 以供給我們目前的使用水平
那麼為什麼我們不建立呢？
因為還有其他的的障礙
像效率
和能源運輸
為了達到最佳的效率
太陽能發電廠必須設 在一年四季陽光充足之地
像沙漠
但是那離人口稠密的地區很遠
能源需求量很大的地方
我們還有其他形式的可再生能源
如水電
地熱
和生質
但他們的可用性 及地理位置也有其限制
原則上，電能源網路接上
線路縱橫交錯的全球電力
將使我們能夠從發電場將電力運輸
到需要的地方
但建立這個規模的系統 面臨著天文數字的價格
我們可以透過開發高技術以降低成本
更有效地存取能量
運輸能源的基礎設施 也將不得不大幅改變
目前電線損失約 6-8％ 所攜帶的能量
因為線材抗阻並消耗能量
更長的電力線將意味著 更多的能量損失
超導體可以是一個解決方案
這種材料可以運輸電力且不會流失
不幸的是，他們只能在低溫下運作
這需要能量維持 反而取代了原本的目的
為了從這項技術中受益
我們需要發現新的超導材料
在室溫下運行
那麼最重要的 石油衍生液體燃料呢？
科學上的挑戰就是如何儲存再生能源
及便於運輸的形式
最近，我們在生產鋰離子電池上 變得更進一步
達到輕量並具有高能量密度
但即使是最好的這些 每公斤儲存約 250 萬焦耳
比一公斤汽油產生的能量少了 20 倍
車用電池將不得不儲存 更多的能量來提高競爭力
且不增加成本
挑戰只會隨著載具增大 如船隻和飛機
提供飛越大西洋的一架飛機的能量
我們需要稱重約千噸的電池
同樣也需要發展更高科技材料
更高的能量密度
和更好的儲存
最有希望的解決方案 是找到有效的方法
把太陽能轉換成化學能
這已經過實驗
但效率還是太低無法投入市場
要找到新的解決方案 我們需要很多創意
革新
和更多獎勵
轉換全面為可再生能源 是一個複雜的問題
涉及技術、經濟和政治
如何決定應對這挑戰的優先事項 取決於嘗試解決這個多方面的問題時
我們必須做出的具體假設
充滿前瞻保持樂觀總會到達目標
世界頂尖的科學首腦正在研究這些問題
並不斷突破創新
還有許多政府和企業正在投資技術
利用我們周圍的能量