除了核能哪一种新能源最有可能成为未来的主流清洁能源.docx
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除了核能哪一种新能源最有可能成为未来的主流清洁能源
ElonMusk有句话大概是这个意思，石油是这么宝贵的资源，你们竟然拿来烧。
这话在理，石油是现代化工业的基础，也是人类目前最廉价的从自然界获取碳氢化合物的方式。
在此基础上有了各种纺织原料、塑料、建筑材料,etc。
护肤品，衣服，手机，电脑，管材，家具，随便挑一件日常用品所用材料，总能找到石油的影子。
在交通运输方面，石油也有不可替代的作用。
就家用车而言，电动车可以对内燃机车起到一定的替换作用，但很难想象远洋巨轮、飞机能靠电来驱动（还不谈电池技术瓶颈、全球碳酸锂产能的有限，锂也是种有限的矿啊）。
短时间内达到那么大的能量输出，目前来看只有combustion表现的最好。
所以随着石油价格越来越高，石油一定会被用在最被需要的地方。
譬如化工、船舶、航空、军工等。
如果电动车越来越多，发电来源则需要更多样化。
关于发电有个很有意思的回答：
人类的能源大多都是靠烧开水，这种说法正确吗？
工业规模发电，能挑大梁的有核裂变、煤电和天然气发电。
核裂变原料虽然稀缺，顶个五十年没问题。
煤似乎时间更久。
全球范围内天然气的储量还是很大的，页岩气、深海可燃冰都开发出来，可供人类使用几百年（我就将其概括为广义的天然气了）。
以后几十年内，天然气的使用量是越来越大的，可参考BPEnergyOutlook2035:
根据BP的报告，gas在发电来源中所占比例是越来越大的；其余的几种方式都稳中有升。
原油用来发电实在是太浪费了，因此比例不断降低。
这某种程度上反映了未来50年内的能源结构。
其余几种新能源，在工业规模上完全替代煤气油核，个人不太看好：
其余几种新能源，在工业规模上完全替代煤气油核，个人不太看好：
1.生物能。
首先生物能并不低碳，本质上还是碳氢化合物燃烧释放出能量。
其最大的问题是和人抢耕地，很难想象原本就紧张的耕地还要拿出来一部分去种燃料。
土地的产能是有限的。
2.水电。
地域局限性很大，要建在有落差的地方。
而人类能源需求大的地区多在沿海平原。
上海纽约附近能建个水电站？
跨区域输电建设成本、损耗高。
水电对生态影响较大。
3.其余“低碳”的新能源（风能、波浪能、太阳能等）。
成本太高、能量密度低、不稳定导致并网难，是所有新能源的通病。
一些发达国家乐于搞新能源，一方面有政府补贴，一方面配合“绿党”"左派"做出环保姿态，同时把高污染的设备生产过程转移到了发展中国家（譬如太阳能电池板）。
这类能源的出处在于家用的微型化装置，譬如后院插个小风车，屋顶摆满电池板啥的，这样可以满足一部分家用需求（家用需求远小于工业生产需求），减轻电网的压力。
电力富余时还可以将多余的电出售给电网。
“能源互联网”的概念也基于此，实现能源的最佳配置。
核聚变的商用基本能一劳永逸地解决能源问题。
希望聚变商用革命能在碳氢燃料、核裂变燃料耗光之前发生吧。
否则人类社会一定会出现为了争抢有限资源的冲突。
知识大爆炸仅仅是在这一百年内。
在这之前漫长的千万年，人类的科学技术基本是停滞的。
因此没有理由乐观地认为届时一定会有新技术革命发生补上碳氢矿物燃料的缺。
另外扯一句没用的，无论哪种能源，对自然界都是一个熵增的过程。
人类也只是一个普通的物种，或许也难逃出生存资源耗光后衰退的命运。
哈哈，这是哲学上关于人类文明存在意义的终极命题了，就不扯了。
正如丁仲礼所讲，地球不需要人类拯救，人类需要拯救的只有人类自己。
真要间冰期结束冰期到来了，再多能源也hold不住。
i.关于生物能是否低碳。
从转成能量这一步来说，生物能未脱离燃烧的框架。
但考虑到生物质燃料取之于大自然，这些碳原本就是大气中的碳被固定而来，燃烧后构成碳循环。
因此并不会排出额外的碳。
但关于生物质能否挑大梁，我的观点不变。
工业社会对能源的需求远高于可耕地上每年被光合作用固定的碳。
有人做过估算，即使美国所有耕地都种上玉米然后被转成乙醇（包括可食用和不可食用部分），也只能满足美国每年汽油需求的16%。
还不谈用量巨大的船用油、航空燃油、化工用油等。
自然条件禀赋良好的美国如此，又何况耕地本来就紧张的亚洲各国、沙漠遍地仍时不时饥荒的非洲，等等。
至于开发自然用地种植生物燃料，本来就备受争议。
譬如巴西把亚马逊热带雨林变成甘蔗产地用来做燃料。
ii.关于水电站负面影响
以三峡为例，不谈对局部生态气候、地质条件的改变（局部干旱，诱发地震等，当然这些也有争议）。
南京大学和华东师范大学的河口海岸研究组近年来就三峡工程对长江入海泥沙通量的影响都有过研究。
感兴趣的可以去查阅论文。
总之泥沙入海通量减少的后果就是长江三角洲停止持续千百年的生长（唐朝时入海口在如今镇江以东不远）。
由此引发海水倒灌等后果，其余不再赘述。
iii.关于储能技术
使不稳定的新能源避免冲击电网、电动汽车的大规模应用，都得益于储能技术、电池技术等的发展。
关于电池，有一篇答案回答的很好：
究竟是什么限制了电池的容量？
电池是化学工业。
其理论基础早在二战之前就已经形成了，就是大家高中学的那些原电池、氧化还原反应；该行业早就过了爆发期，很难在脱离理论的基础上有大突破。
特斯拉再高端，其使用的18650电池仍是基于此原理。
电池的能量密度被诟病已久，大概只有汽油的1%。
那个回答很好地阐述了原因。
电池与燃烧相比先天不足，因为燃烧已是自然给出的化学能放能最优解。
现在材料学中很多人都在研究纳米材料以期优化表面结构提高电池能量密度。
有名的包括斯坦福的CuiYi。
但曾和该行业人士交流，据说多为了发论文灌水。
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也许是行内人的自黑，但可想而知电池能量密度的提高有多困难。
一个小小的电池都难成这样，至于功率高几个数量级的工业规模的储能，那更是世界级难题。
目前有“飞轮储能”等概念，但很不成熟。
但有个土办法就是抽水，用富余的电力把水抽到高处，需要的时候再用水轮机发电。
其实是个靠谱办法，但怎么感觉略蛋疼。
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iv.关于增殖反应堆
我之前忽略了这一点。
所以得出核裂变燃料只够五十多年的结论。
铀235的确稀缺，但如果使用增殖反应堆，就可以在裂变的过程中利用慢中子制造新的核燃料。
如果增殖反应堆进入商业化，可以将裂变燃料总量扩大很多倍。
但核扩散问题和公众对核的恐慌是核能大规模应用的最大障碍。
核燃料源源不断地制造出来然后流向独裁国家和恐怖分子怎么办？
这需要强大的国际互信协作、危机应对机制、核燃料管理，但以人类的尿性。
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希望能有专家科普下。
不是这行的，就不多说了。
v.关于碳排和温室效应
对当前票数最高的回答中对温室效应的看法持保留意见。
大家没必要一听到碳排就如临大敌。
这个议题在全球学术界都是有争议的。
柴静对丁仲礼的采访很好地反映了这一冲突。
我以前也是温室效应及其导致世界末日理论坚定的拥护者，尤其看了《后天》之后。
我本科同学在MITWoodshole攻读博士研究古气候，我曾就此问题和其探讨。
可惜他不上知乎，如果可以想邀请他科普一下气候变化问题。
首先，气候的影响因素非常复杂。
二氧化碳是否真的导致升温，如果升温那贡献了多少，这并未定论。
使地球升温的因素太多了，比如太阳活动、地日相对位置，若干未知因素。
用计算机做气候模拟，要做很多人为假设，所以结果会有很大偏差。
搞过流体的都知道，湍流很难用数值模拟，因为完全是随机的，没有模型能精确描述，没有解析解。
一个小的湍流人类都没有吃透，又何谈气候这么大一个混沌系统。
所以丁仲礼说升温两度、只能再排8000亿吨二氧化碳并不是一个科学判断，只是一个价值判断。
稍微改动一个建模时的假设和输入，结果就会和8000亿相差甚远。
古气候学家讲求地质上的证据。
有几样东西能很好地反应古气候信息：
南极冰芯（其中的气泡包含古大气信息），中国的黄土（不同层的黄土碳氮同位素比反演温度/古气候），深海沉积物。
丁仲礼就是搞黄土出名的。
这些人多对温室效应不以为然，因为地质历史上温度高、二氧化碳浓度高的时候多的是，譬如恐龙生存的白垩纪。
那时地球比现在热的多、二氧化碳也浓的多，生物丰度（爬行类/哺乳类）也高的多。
恐龙灭亡显然不是因为二氧化碳/温室效应，普遍认为因为地外天体这种突发事件。
所以现在古气候学界都不再讲globalwarming，而是climatechange，即冰期/间冰期的气候循环。
我们正处在间冰期。
《后天》中所描述的场景：
温室效应导致极低冰川融化-极地海水盐度降低-大洋温盐环流关闭-进入冰期，这种世界末日模式也是站不住脚的。
MIT博士同学及其导师认为，即使冰川融化一点，也不会出现后天那样的场景。
最坏情况变化时间也有几百年，而不是《后天》中的几天。
有兴趣的可以去查一查10000多年前的“新仙女木事件”，该次进入冰期导致了很多大型哺乳动物的灭绝。
纯偶然的。
所以有时真感觉上帝是在掷骰子。
话说回来，气候动力学、古气候两个学术流派的争议并不妨碍减排成为一个价值判断。
毕竟这个排放是人类强加给自然的。
但以此制定政策时要小心，不可冒进，也不能被西方牵着鼻子走，能源革命可不是一朝一夕的事，其中牵扯的社会发展、科学技术、环境影响等因素太多。
毕竟作为基础的温室效应，只是一个价值判断而已。
我查询确认之后是1135ibs/MWH二氧化碳，0.1ibs/MWH硫化物1.7ibs/MWH氮化物，要比煤炭少排放将近一半的废气，同时天然气比石油清洁25%。
原题中没有提到天然气，天然气被称为“bridgefuel”是在当前形势下衔接现在与未来的一种非可持续能源。
能够原题中没有提到天然气，天然气被称为“bridgefuel”是在当前形势下衔接现在与未来的一种非可持续能源。
能够一定程度上减少污染，如果8轮以上卡车都开始烧天然气，单此一项就可以减少数目巨大的废气排放，但毕竟不是完全减少。
如果可以天真的设想：
电厂用煤是经过净化处理的，排污是经过除尘设备的，汽车是油电或者油气混合的，卡车是烧天然气的，那环境肯定改善不止几倍。
我个人的观点是，我们现在没有桥，也没有未来；我们不能等到建完桥再建造未来。
应该在利用风能、太阳能、天然气的同时，积极地、有规模地部署核能，减缓大规模风力、太阳能发电，使之由核电代替。
生物质能源我之前的回答提到的很少，第一，生物质发电单装机容量小，第二，取原材料困难。
还请见谅。
能源可以用来发电、可以用来开车，可以用来取暖。
选择什么能源看你有怎样的目的，是为了环保？
为了健康？
还是为了活命？
有时候我们谈论谈论着，看着看着电视，就慢慢忘了选择清洁能源的目的。
中国雾霾污染严重，我们认为选择清洁能源为了消除雾霾，相信很多人看完柴静的《穹顶之下》都有此感想，但是清洁能源更深的意义，却在于减少二氧化碳排放。
我想先简单介绍一下历史渊源，当前全世界饱受环境污染和温室效应影响。
环境污染可以简单分为看不见的温室气体污染，和看得见的所谓霾污染。
柴静的《穹顶之下》揭露了中国某些地区严重的雾霾污染，里面提及美国和英国在这方面的长效改进。
但是要注意的是，美国英国是相当大的不可见温室气体污染源。
单拿美国来说，其汽车保有量、工业发达度、石油消耗量、都是世界排行第一的，这是有目共睹的。
那么根据环境学家最权威的环境模拟结果，温室气体增加造成的温室效应，直接造成：
靠近赤道地区气旋巨大、暴雨频发、温度升高；靠近两极地区暴雪频发，暴雪等级升高、温度降低。
2013年至今，菲律宾夏季台风和美欧冬季暴雪我想是对这一结论的最好论证。
题目中提到的3种能源对环境的改治作用就目前来看依旧微乎其微，2013年全世界太阳能PV联网量136,697MW，新增不到3万MW，联网只有1万7，其中8000在德国；风电新增也不到3万。
下图可以看到，在新能源占有量中，PV和风电占比不大。
火电是多少？
1,646,000MW且很会以4%速度增加，核电453,000，增速更快。
看一下核电和中国的核电发展，心
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