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什么能源短缺?

瑞士马蒂尼——如果我们能够捕获并利用短短两分钟内照射到地球上的太阳能量,就足以为我们的汽车加油、为我们的建筑提供照明、采暖以及满足整整一年其他所有的用电需求。简单地说,我们人类并没有面临能源短缺。我们所面临的是捕获能量并将其提供给消费者的技术难题;投资于更好的储存方法是解决这一难题最有效的方式之一。

当今世界的许多问题都可以追溯到能源应用领域,从石油供应引发的冲突、温室气体排放引发的担忧到因电力短缺或停电造成的生产率和产量损失。在世界许多最贫困地区,能源的缺乏仍在扼杀经济发展。全球范围内超过13亿人还没用上电;大约26亿人还没用上现代烹饪设施。上述人口中超过95%居住在撒哈拉以南非洲或亚洲发展中国家,并且84%生活在农村地区。

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比方说,在尼日利亚最近一次总统选举前夕,一位妇女被问及她想要候选人为她做什么。她只回答了一个词:“灯”。电力这种最基本的商品能够让她继续工作、让她的孩子继续学习。

非洲及印度次大陆大部分地区、以及亚洲部分地区的问题是无法确保能源供应。据国际能源机构一份报告显示,改进能源部门在世界某些最贫困地区可以带来相当于十年的增长成绩。

创新的缺乏加剧了全球能源危机。美国政府劳伦斯 - 利弗莫尔国家实验室的一项研究表明,我们的能源从产出到被消费期间的损耗高达超过60%。其中包括将化石能源转化为电能过程中的低效率、传输损失、消费者的浪费行为以及有必要储备一部分电能预防停电事故。

必须掀起一波新的创新浪潮,目的是杜绝浪费、减少污染并拓宽世界各地能源的获取。这意味着注重效率提升技术,如无线通信、机器通信、智能电表和更好的生产管理。

可再生能源,包括太阳能和风能,能够很好地满足成熟和新兴经济体的能源需求。但因为太阳并不总是照耀,风也并不总是吹拂,来源于上述渠道的能量具有间歇性和不稳定性。除非我们能有效储存可再生能量,否则这将继续成为一道难题。

美国西部电力协调委员会的研究已经发现寻找更好的方式来储存能量可以削减总浪费量的约18%,并提高11%的电能使用效率。更好的储能方法也会使电力更容易输送到目前电力紧张的边远地区,有助于最大限度地利用往往稀缺的资源。

一种久经考验的储能办法是利用超额能力将水泵入水库,以便在需求高峰时可以用它来驱动涡轮机。但这种方法只在山区可行,因此作为大规模市场解决方案有些不合适。有希望的研究领域包括充放电次数可达数万次的电网级别电池,以及靠数据分析来优化电池使用,从而尽可能提高电网效率。

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仅仅会生产能量是不够的。我们还必须有效利用、广泛采用先进的存储技术。确保全球能源稳定、高效、方便和廉价供应需要时间。但我们很快就会实现突破。我们的任务是继续关注这一问题。

翻译:Xu Binbin