能源轉型為何受阻?
近兩年世界能源轉型受阻,近因是俄烏沖突爆發后全球能源安全形勢的緊張。但是,它還有更深層的原因。從現實角度看,能源轉型出現波折,有經濟、技術等多方面的原因。而從歷史角度看,它也有一定的必然性。
經濟、技術等方面的劣勢影響了低碳能源的吸引力。低碳化是中國和世界能源發展的方向。然而,目前與高碳能源及相關產品相比,低碳能源及相關產品在經濟和技術等方面的競爭劣勢依然明顯。比如,風光電因其波動性、隨機性、間歇性強,且儲能困難,被較多人視為垃圾電,而煤電則不存在這些問題。又如,與鉛酸、鎳鎘等老式電池相比,鋰電池進步明顯。盡管如此,迄今先進鋰電池的能量密度只有300Wh/kg左右,大約相當于汽、柴油的3%—4%。因此,一輛汽油車的油箱里只需有幾十升(重量為幾十千克)油,就可以行駛幾百甚至上千公里,而一輛純電動汽車即使搭載了500千克甚至更重的鋰電池,往往也難以滿足長途旅行的需要。目前低碳能源及相關產品的經濟、技術等劣勢依然比較明顯,不可避免會影響能源低碳轉型的進程。
研究世界能源史也可以幫助我們理解能源轉型的變奏。人類歷史上發生過多次能源轉型,比如人們從主要使用薪柴來取暖轉變為主要使用煤炭和天然氣,又如從使用煤炭做輪船、火車等交通運輸工具的燃料轉變為用石油驅動交通工具。但是,能源轉型的過程往往比較漫長,通常經歷幾十年甚至上百年。另外,轉型多次受制于技術瓶頸,只是在出現關鍵的技術突破后,能源轉型才得以加速實現。比如,人們曾長期使用木炭作為煉鐵燃料,然而木炭的能量密度太低。煤燒起來更帶勁,但在替代木炭作為煉鐵燃料方面,煤炭曾經遇到技術障礙:煤炭含硫等雜質,而當雜質滲入鐵后,鐵會變得易碎。這個技術難題只是在18世紀初英國人亞伯拉罕•達比發明了煉焦技術后,才得到解決。達比在低氧條件下在窯中烘烤煤炭,從而從煤炭中排除硫等雜質。煉焦技術發明后,一個新的時代開始了,煤炭大規模替代木炭作為金屬冶煉燃料。同樣,在19世紀晚期內燃機被發明前,石油的使用主要限于照明和潤滑,用量有限。而在內燃機問世并大規模用于驅動汽車、輪船、飛機等交通工具后,石油才被賦予更加重要的用途——交通運輸燃料,并在20世紀60年代取代煤炭成為世界“能源之王”。
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