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在全球气候变暖的背景下，以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”成为全球热点。全球已悄然打响高能效、低排放为核心的“低碳革命”，着力推进“低碳技术”。
报刊、广告、企业宣传册不厌其烦地向世人证明，可再生能源已经成为可持续发展和自然保护舞台上最耀眼的低碳明星。一幅幅通版照片让人们忘情于风力发电机的靓丽身影、典雅的太阳能住宅和迷人的油菜田。但是，就同所有经过艺术加工的图片一样，它们并未显示美丽外表之下的另外一面。
所有可再生能源都会导致CO2排放!太阳能光电转换是各种可再生能源中CO2排放量最高的一种。水力发电每产生1千瓦时电就会释放8克CO2，而太阳能光电转换会产生60克CO2。那么CO2到底是从哪里产生的呢?当然不是由可再生能源本身产生的，而是来自于它们的发生设备。
尽管从长远来看，可再生能源代表了人类的未来。事实上却是，每座风力发电机都需要水泥厂和钢铁厂为其提供水泥和钢铁。风力发电机发电100万千瓦就要消耗360吨水泥，水力发电站需要消耗1240吨，而核电站则是560吨。在钢铁消耗量方面，钢铁生产过程中释放出的CO2比水泥更多，风力发电机发电100万千瓦需要消耗125吨钢材，水力发电站需要消耗14吨，核电站则需要消耗60吨钢材。太阳能电池板生产所需的硅是通过高温熔炼获得的，这同样也需要消耗大量能源。
过高的期望
近25年来，人类在太阳能和风能利用方面，从每年分别增长41％和28％的幅度来看，形势似乎一片大好，可再生能源无比光明的未来仿佛指日可待，我们的低碳生活即将开始。按照这一发展趋势，人类应该可以寄希望于“可再生能源”，相信它能够满足未来人类绝大部分能源需求，而它的巨大“储量”进一步加强了这一信心。太阳向地球表面源源不断输送而来的能量相当于目前人类全部能源消耗的8000倍!太阳能进而又可以转化为取之不尽、用之不竭的风力、洋流、河流、植物物质。有一种观点认为：只要采取节能措施，并对可再生能源行业提供经济支持，就能够消除碳氢燃料枯竭和全球气候变暖所造成的威胁。
可惜，情况并非如此。可再生能源尽管有值得称道的丰富储量，但也存在一些不可忽视的缺陷。首先，可再生能源并非百分之百的“绿色能源”。其次，所有可再生能源都存在着先天缺陷，就是能源密度实在太低。换言之，同核能、碳氢燃料相比，相同单位面积内的可再生能源只能提供微不足道的能量。如果占地10公顷的核电站可生产150万千瓦的能量，那么能够生产同等能量的风力发电设施需占地18700公顷!尽管从全世界范围来看，可再生能源的潜力无比惊人，但是在局部范围内，我们所能获得的可再生能源相对较低，而且要么需要大坝、要么需要昂贵的太阳能电板。然而地球上早已人满为患，可再生能源必然会和生态系统、可耕土地和人类居住空间发生冲突。
然而，要使未来气候变暖稳定在2℃范围内，这就要求2015年起减少全球CO2的排放量。2030年之前将CO2的排放量降低到230亿吨以下，即目前CO2排放量的1/4。但是，由于发展中国家居民生活水平的改善，能源需求仍以每年1.8％的速度快速增长。这也就意味着，到2030年前后，能源生产总量要从今天的114亿吨石油当量至少提高到177亿吨石油当量。
不可能完成的任务
人类未来能源目标就是在一代人的时间内将能源生产总量提高60％，同时将CO2排放量减少15％。理论上，可再生能源应该能够完成这一任务。从现在到2030年，每年都将有相当于5亿吨石油当量的能源生产设施建成投产，用来取代使用寿命到期的旧设备或增加新的能源生产能力。只要这些能源生产设施中的约75％，也就是相当于每年大约4亿吨石油当量能够使用可再生能源，就足以保证控制气候变暖的需要。但是从实际情况来看，这一目标完全不可能实现。
当我们了解了可再生能源的现实状况后，就不难明白这一点。可再生能源的真实状况其实同外界的宣传差别巨大。太阳能和风能作为可再生能源的两个主要代表，在2004年仅勉强占到全世界能源生产总量的0.1％!相反，倒是分别占世界能源生产总量10.6％和2.2％的生物质能(取暖用木材为主)和水力发电默默地成为可再生能源的主力军。因此，我们首先应该考虑把重点放在这两种能量来源上。那么这两支力量能够壮大到何种程度呢?
客观地说，生物质能产量到2030年时最多只能增加1倍。我们这里所说的是可再生生物质能，也就是来自于能够自我更新的森林的生物质能。通过砍伐森林获得的生物质能不属于可再生能源，而且其CO2排放量甚至比煤炭还要高!如果贫困国家想要获得稳定而且可以接受的环境质量，势必减少燃烧用木材的使用量。目前，木材在部分非洲国家占到能源消耗量的80％。所以，完成这一目标的第一步骤，就是向贫困国家居民提供化石燃料，以满足其日常生活所需，然后才能逐渐引入含碳量低的能源。也就是说，只有首先在能源系统中增加碳氢燃料的比重，才能使目前所使用的薪材真正成为可再生能源。
实际上，更有可能实现生物质能产量增加的是发达国家。但是在这一方面又出现了新的问题。首先，英国、荷兰等国并没有像法国等其他国家那么大的森林面积。另外，能源用木材的大规模生产会导致土地资源紧缺的问题，甚至会同建材类木材争夺土地资源。木材密度极大，运输过程中需要消耗相当多的能量。因此只有在木材生产基地同使用地点距离不太远的情况下，燃烧用木材才能发挥最佳能效。这是我们必须加以重视的因素，因为到2025年，全世界2/3的人口将生活在城市中，其中的大部分会生活在大都市里。
那么作为生物质能的一种特殊使用方式，生物燃料的情况又如何呢?目前以粮食作物为基础的生物燃料不仅能源转换效率低，而且会对粮食供应造成影响。生物燃料不再仅仅是从种子和块茎中提取出来，而是来自于整个植株。但是植物中所包含的木质素、半纤维素、纤维素等大分子却是难以克服的障碍，要把这些含碳长分子链分解为基本糖类，还需要找到一些能耗较低的方法，例如研发新型酶。在2015年甚或2020年之前，第二代生物燃料还无法大量生产。借助生物质能和生物燃料，到2030年前后每年最多增加9500万吨召由当量。
现在让我们来关注一下可再生能源的第二大支柱——水力发电。到2030年前后，其能源产量翻一番的目标似乎根本无法实现。原因在于发达国家几乎所有适合的地点都已经建设了水电站，而可用于水电建设的主要资金都掌握在发达国家手中。所以，我们也不应该对可再生能源的作用进行夸大和神化。即使可再生能源对环境的影响要比化石燃料小得多，我们仍要客观地加以评价。
还有节能这一途径
当然，随着科学知识和技术的发展，未来可再生能源在能源结构当中所占比重将会越来越大。可惜的是时不我待。我们不可能再等上1个世纪去解决气候变暖的问题。那么在剩下的短短数10年之内，如何才能解决另外2/3的能量来源问题呢?在能源供给方面，当然还有核能，但是核能的增长也不是无限制的，况且还存在核废料的问题。我们同样可以通过CO2的捕集和地下埋存来继续使用煤炭和天然气，然而这种方法即使能够成功的话，也至少需要经过20多年才能得到广泛应用。
剩下的就只有减少能源需求，也就是节约能源这条路了。包括国际能源总署、绿色和平组织、全球机遇组织在内的广泛意见认为，这是可能实现最大发展、且成本最低的一个解决途径。就今天而言，节约能源所需的费用要比生产能源低得多，而且对环境的影响也小得多。况且，碳氢燃料最后的大限现在还没人说得准，枯竭却是不争的事实，这同样促使我们要努力节约能源。不管怎样，可以肯定的是，没有任何能源奇迹可以让我们在不引爆气候变暖“炸弹”的前提之下，在短时间之内变出所需的60％能源。即使我们能够对可再生能源充分利用，这也是我们所必须做到的，能源需求每年1.8％的增长也让能源结构调整变成了一项不可能完成的任务。
报刊、广告、企业宣传册不厌其烦地向世人证明，可再生能源已经成为可持续发展和自然保护舞台上最耀眼的低碳明星。一幅幅通版照片让人们忘情于风力发电机的靓丽身影、典雅的太阳能住宅和迷人的油菜田。但是，就同所有经过艺术加工的图片一样，它们并未显示美丽外表之下的另外一面。
所有可再生能源都会导致CO2排放!太阳能光电转换是各种可再生能源中CO2排放量最高的一种。水力发电每产生1千瓦时电就会释放8克CO2，而太阳能光电转换会产生60克CO2。那么CO2到底是从哪里产生的呢?当然不是由可再生能源本身产生的，而是来自于它们的发生设备。
尽管从长远来看，可再生能源代表了人类的未来。事实上却是，每座风力发电机都需要水泥厂和钢铁厂为其提供水泥和钢铁。风力发电机发电100万千瓦就要消耗360吨水泥，水力发电站需要消耗1240吨，而核电站则是560吨。在钢铁消耗量方面，钢铁生产过程中释放出的CO2比水泥更多，风力发电机发电100万千瓦需要消耗125吨钢材，水力发电站需要消耗14吨，核电站则需要消耗60吨钢材。太阳能电池板生产所需的硅是通过高温熔炼获得的，这同样也需要消耗大量能源。
过高的期望
近25年来，人类在太阳能和风能利用方面，从每年分别增长41％和28％的幅度来看，形势似乎一片大好，可再生能源无比光明的未来仿佛指日可待，我们的低碳生活即将开始。按照这一发展趋势，人类应该可以寄希望于“可再生能源”，相信它能够满足未来人类绝大部分能源需求，而它的巨大“储量”进一步加强了这一信心。太阳向地球表面源源不断输送而来的能量相当于目前人类全部能源消耗的8000倍!太阳能进而又可以转化为取之不尽、用之不竭的风力、洋流、河流、植物物质。有一种观点认为：只要采取节能措施，并对可再生能源行业提供经济支持，就能够消除碳氢燃料枯竭和全球气候变暖所造成的威胁。
可惜，情况并非如此。可再生能源尽管有值得称道的丰富储量，但也存在一些不可忽视的缺陷。首先，可再生能源并非百分之百的“绿色能源”。其次，所有可再生能源都存在着先天缺陷，就是能源密度实在太低。换言之，同核能、碳氢燃料相比，相同单位面积内的可再生能源只能提供微不足道的能量。如果占地10公顷的核电站可生产150万千瓦的能量，那么能够生产同等能量的风力发电设施需占地18700公顷!尽管从全世界范围来看，可再生能源的潜力无比惊人，但是在局部范围内，我们所能获得的可再生能源相对较低，而且要么需要大坝、要么需要昂贵的太阳能电板。然而地球上早已人满为患，可再生能源必然会和生态系统、可耕土地和人类居住空间发生冲突。
然而，要使未来气候变暖稳定在2℃范围内，这就要求2015年起减少全球CO2的排放量。2030年之前将CO2的排放量降低到230亿吨以下，即目前CO2排放量的1/4。但是，由于发展中国家居民生活水平的改善，能源需求仍以每年1.8％的速度快速增长。这也就意味着，到2030年前后，能源生产总量要从今天的114亿吨石油当量至少提高到177亿吨石油当量。
不可能完成的任务
人类未来能源目标就是在一代人的时间内将能源生产总量提高60％，同时将CO2排放量减少15％。理论上，可再生能源应该能够完成这一任务。从现在到2030年，每年都将有相当于5亿吨石油当量的能源生产设施建成投产，用来取代使用寿命到期的旧设备或增加新的能源生产能力。只要这些能源生产设施中的约75％，也就是相当于每年大约4亿吨石油当量能够使用可再生能源，就足以保证控制气候变暖的需要。但是从实际情况来看，这一目标完全不可能实现。
当我们了解了可再生能源的现实状况后，就不难明白这一点。可再生能源的真实状况其实同外界的宣传差别巨大。太阳能和风能作为可再生能源的两个主要代表，在2004年仅勉强占到全世界能源生产总量的0.1％!相反，倒是分别占世界能源生产总量10.6％和2.2％的生物质能(取暖用木材为主)和水力发电默默地成为可再生能源的主力军。因此，我们首先应该考虑把重点放在这两种能量来源上。那么这两支力量能够壮大到何种程度呢?
客观地说，生物质能产量到2030年时最多只能增加1倍。我们这里所说的是可再生生物质能，也就是来自于能够自我更新的森林的生物质能。通过砍伐森林获得的生物质能不属于可再生能源，而且其CO2排放量甚至比煤炭还要高!如果贫困国家想要获得稳定而且可以接受的环境质量，势必减少燃烧用木材的使用量。目前，木材在部分非洲国家占到能源消耗量的80％。所以，完成这一目标的第一步骤，就是向贫困国家居民提供化石燃料，以满足其日常生活所需，然后才能逐渐引入含碳量低的能源。也就是说，只有首先在能源系统中增加碳氢燃料的比重，才能使目前所使用的薪材真正成为可再生能源。
实际上，更有可能实现生物质能产量增加的是发达国家。但是在这一方面又出现了新的问题。首先，英国、荷兰等国并没有像法国等其他国家那么大的森林面积。另外，能源用木材的大规模生产会导致土地资源紧缺的问题，甚至会同建材类木材争夺土地资源。木材密度极大，运输过程中需要消耗相当多的能量。因此只有在木材生产基地同使用地点距离不太远的情况下，燃烧用木材才能发挥最佳能效。这是我们必须加以重视的因素，因为到2025年，全世界2/3的人口将生活在城市中，其中的大部分会生活在大都市里。
那么作为生物质能的一种特殊使用方式，生物燃料的情况又如何呢?目前以粮食作物为基础的生物燃料不仅能源转换效率低，而且会对粮食供应造成影响。生物燃料不再仅仅是从种子和块茎中提取出来，而是来自于整个植株。但是植物中所包含的木质素、半纤维素、纤维素等大分子却是难以克服的障碍，要把这些含碳长分子链分解为基本糖类，还需要找到一些能耗较低的方法，例如研发新型酶。在2015年甚或2020年之前，第二代生物燃料还无法大量生产。借助生物质能和生物燃料，到2030年前后每年最多增加9500万吨召由当量。
现在让我们来关注一下可再生能源的第二大支柱——水力发电。到2030年前后，其能源产量翻一番的目标似乎根本无法实现。原因在于发达国家几乎所有适合的地点都已经建设了水电站，而可用于水电建设的主要资金都掌握在发达国家手中。所以，我们也不应该对可再生能源的作用进行夸大和神化。即使可再生能源对环境的影响要比化石燃料小得多，我们仍要客观地加以评价。
还有节能这一途径
当然，随着科学知识和技术的发展，未来可再生能源在能源结构当中所占比重将会越来越大。可惜的是时不我待。我们不可能再等上1个世纪去解决气候变暖的问题。那么在剩下的短短数10年之内，如何才能解决另外2/3的能量来源问题呢?在能源供给方面，当然还有核能，但是核能的增长也不是无限制的，况且还存在核废料的问题。我们同样可以通过CO2的捕集和地下埋存来继续使用煤炭和天然气，然而这种方法即使能够成功的话，也至少需要经过20多年才能得到广泛应用。
剩下的就只有减少能源需求，也就是节约能源这条路了。包括国际能源总署、绿色和平组织、全球机遇组织在内的广泛意见认为，这是可能实现最大发展、且成本最低的一个解决途径。就今天而言，节约能源所需的费用要比生产能源低得多，而且对环境的影响也小得多。况且，碳氢燃料最后的大限现在还没人说得准，枯竭却是不争的事实，这同样促使我们要努力节约能源。不管怎样，可以肯定的是，没有任何能源奇迹可以让我们在不引爆气候变暖“炸弹”的前提之下，在短时间之内变出所需的60％能源。即使我们能够对可再生能源充分利用，这也是我们所必须做到的，能源需求每年1.8％的增长也让能源结构调整变成了一项不可能完成的任务。