139 个国家有望完全使用可再生能源

风能、水能和太阳能将取代核能和化石燃料

马克·雅各布森和马克·德鲁奇再次做到了。这一次,他们详细阐述了到 2050 年,139 个国家如何各自利用风能、太阳能和水力发电技术,为家庭、企业、工业、交通运输、农业以及所有领域提供所需的全部能源。他们于 11 月 18 日发布的国家蓝图,是继他们过去几年发布的为美国 50 个州以及全世界提供可再生能源的类似计划之后推出的。(在下面的互动地图上查看您所在的国家/地区。)

这些计划列出了风力涡轮机、太阳能发电场、水力发电大坝等的精确数量,被誉为具有变革性,但也受到批评,被认为是异想天开,甚至是荒谬可笑。

雅各布森决心将他的方案带给将在 11 月 29 日在巴黎开始举行的联合国气候会谈(即 COP 21)上会面的 195 个国家的领导人。他对他们提出的观点是:尽管减少二氧化碳排放的国际协议是有价值的,但如果各国全面转向可再生能源,结束燃烧煤炭、天然气和石油(这是造成绝大多数排放的原因),并且不使用任何核能,那么这些协议甚至是不必要的。“那里的人们只是没有意识到什么是可能的,”雅各布森说,他是斯坦福大学土木与环境工程教授,也是该校大气与能源项目主任。他已被安排在会议上发言两次,并将花费其余时间尝试与国家领导人及其助手进行一对一的交谈。


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雅各布森认为,139 个国家计划将获得支持,不仅因为它们为降低排放提供了途径,而且因为总体而言,它们将在 35 年内创造 2400 万个建筑业岗位和 2650 万个运营岗位,抵消化石燃料行业损失的 2840 万个岗位。这将带来约 2200 万个净增岗位。到 2050 年,完全使用可再生能源还将每年预防 330 万至 460 万例因化石燃料空气污染而导致的过早死亡。“这些数字是引起人们注意的原因,”雅各布森说。

雅各布森和加州大学戴维斯分校的研究科学家德鲁奇,首次在大众科学2009 年的专题文章中向公众介绍了他们的“100% 可再生能源”构想。文章解释了世界如何能够从 17 亿个屋顶太阳能系统、40,000 个光伏发电厂、380 万台风力涡轮机、900 个水力发电厂、490,000 台潮汐涡轮机等等获取包括交通运输在内的所有电力。“整个想法起源于大众科学的文章,”雅各布森说。“现在有五六个非营利组织在其名称中使用了‘100%’。沃尔玛、谷歌和星巴克都表示他们希望转向 100% 可再生能源。许多城市也是如此。我们为美国各州和 139 个国家制定的计划的目标是让各地设定自己的 ‘100%’ 目标。”

有些地方已经这样做了。作为第一步,纽约和加利福尼亚州都通过了立法,要求到 2030 年,其约 60% 的电力来自可再生能源组合。希拉里·克林顿已认可美国到 2050 年实现 100% 目标。

到 2050 年,139 个国家/地区的能源需求将通过广泛的风能、水能和太阳能技术来满足:19.4% 的陆上风电场、12.9% 的海上风电场、42.2% 的公用事业规模光伏阵列、5.6% 的屋顶太阳能电池板、6.0% 的商业屋顶太阳能电池板、7.7% 的聚光太阳能发电阵列、4.8% 的水力发电以及 1.47% 的地热、波浪和潮汐能。雅各布森、德鲁奇和来自世界各地的十几位同事已在他们在线发布的自出版论文中发布了按国家/地区划分的详细信息。雅各布森说,为了使其可用于 COP,他们尚未在期刊上发表该论文,但他们打算这样做。之前的计划都已经发表了。

对风能和太阳能等可再生能源的主要诟病是它们的间歇性;风不总是吹,太阳也不总是照耀。这意味着需要大量储能来储存这些技术满负荷运行时产生的过剩电力,然后在它们处于低谷时使用。储能增加了可再生能源系统的巨大成本和复杂性。但雅各布森有一个答案。通过使用在一天中不同时间和不同天气条件下相互补充的智能技术组合,可以将储能保持在最低限度。雅各布森、德鲁奇和两位同事在一篇将于 11 月 23 日在《美国国家科学院院刊》上发表的论文中解释了这在美国如何运作。

关于所有这些论文和计划中的工程细节令人叹为观止。为 139 个国家/地区发布的文档提供了每个国家/地区的技术和成本的详细组合,以及所需的土地和屋顶面积。自 2009 年以来,两位研究人员与许多其他人合作,一次又一次地完善这些数字。雅各布森说,现在最需要的是曝光。“我们已经与数百名专家和政治家交谈过。现在我们需要接触数亿人,”希望他们能看到可能性并开始呼吁实现这些目标。

这就是为什么雅各布森和几位知名商界人士和演艺界人士创立了解决方案项目,以教育公众、企业主和政策制定者了解路线图。支持来自埃隆·马斯克基金会、莱昂纳多·迪卡普里奥基金会等。“我们正在努力寻找一种将商业、文化和科学结合起来的方式,以传播信息——参与、讲述故事,”雅各布森说。他本人在 2013 年的大卫·莱特曼深夜秀节目中获得了一个席位。他说迪卡普里奥计划在他也在那里的时候访问 COP 21。“我们希望为各地人民翻译这些计划的好处,”雅各布森说。“那时好事就会发生。”

Mark Fischetti has been a senior editor at 大众科学 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大众科学 Mind and 大众科学 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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