两条向下的斜线是指对太阳能发电成本的预测,一条是乐观的预测,另一条是保守的预测。两条向上的斜线是对火力发电成本的预测,一条表示直接成本,另一条则包括了环境成本。如上所述,太阳能发电的成本正在迅速下降,每年约下降7%~10%,而火力发电成本,则由于运输和环境成本的增加而持续上涨。目前,如果我们把环境成本计入火力发电成本,则太阳能发电的成本已经相当于火力发电的成本。在未来10~15年内,太阳能发电将在直接成本方面与火力发电旗鼓相当。
此外,太阳能技术仍然在迅速改进。目前,太阳能发电的成本仍然是煤炭发电的两倍。图4-4显示了太阳能发电与火力发电的成本预测。
另一项有前途的清洁技术是核电。虽然在理论上,核能只能有限供应,但它在地球上的储量也非常丰富。据估计,世界上目前已探明的铀储量,可以达到全世界200年的各种能源消耗的总和。核能发电的成本已经比火力发电便宜,目前的主要问题是安全,然而,实际死于核电事故的人数,要远远少于死于煤矿开采事故的人数,更不论那些因煤炭污染导致的死亡人数。早期的核电事故是由于技术不成熟造成的。法国能够用核能发电提供大部分的电力供应,却从来没有发生过重大事故。当然,与太阳能发电厂一样,核电站需要大量的投资,这需要时间来建设。
首先,太阳能是终极的能源来源,并且几乎可以无限制地供应。如前所述,照射到地球上一小时的太阳光就足以提供世界一年的用电量。为了建立一家能为全美国人口供应电力的太阳能发电厂,美国只需要使用1%的陆地就可以了。太阳能电池板的主要原料是硅,它是地球上最丰富的资源之一。按照目前的技术,太阳能电池板的使用寿命为20~30年,但生产太阳能电池板所需的能量,只需要用太阳能电池板花费两三年产生的电力。
已经出现许多有前途的清洁能源技术,如核能、风能和太阳能等。我将专注于分析这些能源技术。
图4-4太阳能发电和火力发电的成本发展趋势
清洁技术的广泛应用才刚刚开始。在需求方面,世界人口将在21世纪增长缓慢并达到峰值;在供给方面,清洁技术的进步将稳步推进。因此,从长远来看,清洁技术能满足世界上大部分的能源需求。
资料来源:“中国光伏发电成本、价格及技术进步作用的分析”,中国科学院电工研究所,2009年。
回答有关未来的问题之前,不妨先分析一下过去:如果没有现代能源技术,我们仍然只能使用木材取暖和做饭。那么,世界将会比现在更加肮脏,污染也变得更严重。相对于木材和煤炭,石油和天然气要清洁得多,效率也更高。在过去几十年里,我们已经意识到燃烧化石燃料带来的全球变暖的潜在风险,这就创造了由清洁能源替代传统能源的需求。近年来,大量资金投入到清洁技术的研究和开发中,并且取得了很大的进展。
除了太阳能和核能,还有其他许多有前途的能源,如风能和热能。目前,这几种新型能源的成本都高于传统能源,但也正在稳步下降。在未来,人类除了化石燃料,还有许多其他能源可以替代使用。当然,所有这些新技术都需要大量的投资,正如前面所说,也都需要时间来建设。
大多数科学家认为,全球变暖是由于诸如二氧化碳之类的温室气体排放造成的。历史上,工业化国家曾经是温室气体排放的主要来源,但近些年来,随着中国经济的持续增长,其排放量也将随之增长。为了遏制这一趋势,中国和其他主要国家已经制订计划投资清洁能源。清洁能源能解决温室气体排放的问题吗?清洁能源能与化石燃料能源一样丰富和廉价吗?
看来,如果清洁能源成本的下降速度维持下去,那么化石燃料将在几十年内被清洁能源取代。唯一能阻止这种情况发生的是,化石燃料的成本也随着技术的进步而迅速下降。最近发现的页岩气技术极大地降低了天然气的成本,因此,美国将从一个主要的能源进口国转变为能源净出口国。近年来,天然气和石油的价格下降了近50%,延缓了清洁能源的使用。总之,人类不必担心能源或资源的枯竭,这些资源并不是稀缺的。对人类而言,唯一稀缺的就是自己的创造力。