油气时代会在储量耗竭之前结束吗?——不是因为缺少石头才结束石器时代,一项对可再生能源生产前景的研究

摘要

现今社会面临的主要挑战是以下三个相互关联而又难以解决的问题:(1)世界不断增长的能源需求；(2)世界人口增长；(3)为未来人类创造一个可生存的环境的需要.为了满足以上要求，能源工业正在开发新的能源生产技术，这些新的能源包括化石燃料--煤、石油、天然气、核能以及可再生能源，如生物能、水能、风能、太阳能.古代那种吸收太阳能并将其转化成含碳物质储存于地下的过程本质上限制了化石能源."罗马俱乐部"的观点是:开发这些有限资源的费用将会增加，同时需要付出更多的努力.然而，现在我们知道化石燃料资源量比预测量丰富得多，并且我们将继续降低其生产成本.同时，可再生能源的生产成本正在迅速下降，但在多数情况下，实际生产成本仍然很高.影响化石能源与可再生能源之间竞争的两种因素是:①将能源开发出来并投入使用(消费者或工业)的费用，即能源的基础建设费用；②与能源消费造成的尾气，特别是温室气体排放有关的费用.已经由与大规模或小规模的消费者相联系的大规模电能生产商的能源基础设施发展成较"分散能源"的基础设施.这种较小规模能源基础设施的发展为综合应用各种能源(电能、牵引能、热能、冷能)提供了机会.这样就会提高整个能源系统的应用效率，降低成本，但需要与天然气管网相连.这种能源基础设施需要具备平衡供需的能力以及贮存能量的可能性，需要降低温室气体特别是CO2的排放，防止气候变化.然而，全世界如何推动这一进程仍无法确定.降低CO2排放将不可避免地增加含碳化石能源的生产成本，同时也会产生新的可提高油气采收率的方法(采用CO2驱方法)，从而出现一种新的研究过程，以降低与CO2有关的费用.社会能建立更多样化的能源基础设施的一种方法是所谓的氢经济.与电能相比，氢气能更容易地传输、存贮，同时它可以使能源与碳脱耦，将小型与大型能源生产商和消费者联系在一起，将可再生能源和化石资源结合起来.因此，氢气基础设施是联接现今化石燃料世界与未来可再生能源世界的一座理想的桥梁. 总之，在未来的能源供应上，油气将继续起到相当重要的作用，但其与再生能源的竞争将不断加剧.社会将针对温室气体排放问题以及对能源基础设施做出选择，例如向氢经济转型.科研与技术进步将促使化石能源降低CO2排放，促使可再生能源的成本不断降低.