可再生能源的时代

半世纪以来，世界上的能源问题应该没有像今天如此令西方国家关注、焦虑，可再生能源议题也得到全球全面性的重视。围绕着地缘zhengzhi和气候变化，正在以多种方式重塑全球经济的未来。

五种可再生能源

简单地说，可再生能源技术是利用如太阳能、风能和地核热能等等，然后将其转化为热能、电能和燃料等可用的能源形式。

很多人不太了解，水电是全球最大的可再生能源，其次是风能和太阳能。以上五个可再生能源约占2021年全球发电总量的28%，风能和太阳能的加总，也首次突破10%的份额。（如下表）

此表将核能排除在外，因为尽管它被定义为清洁能源，但它在技术上是不可再生的 (核能发电所依靠的铀元素的数量是有限的)，所以不被认定为可持续能源。

衡量可再生能源的运营成本评估，我们会用到能源平准化成本(LCOE，The levelized cost of energy)，以产业规模的生命周期成本，除以总发电量。太阳能和风能的LCOE几乎是煤的五分之一(167美元/兆瓦时)，这意味着从长远来看，新的太阳能和风能发电厂的建设和运营成本要比新的煤电厂低得多。

考虑到这一点，让我们仔细看看五种可能改变人类未来生活的可再生能源及其工作原理：

1.水力

水力发电厂通过使用涡轮发电机将水的动能转化为电力。类似风力涡轮机的作用。

水力发电厂通常位于水体附近，使用水坝等导流结构来改变水流。发电量取决于体积和海拔高度的变化。更大的水量和更高的水源头产生更多的能量和电力，反之亦然。

2.风力

风力涡轮机使用大型转子叶片，安装在陆地高处和海洋边，捕捉风产生的动能。

当风吹过叶片时，叶片一侧的气压降低，以一种被称为升力的力量将叶片向下拉，两侧的气压差导致叶片旋转，带动转子旋转。

转子与涡轮发电机相连，涡轮发电机旋转将风的动能转化为电流。

3.太阳能(光伏)

太阳能技术捕捉来自太阳的光或电磁辐射，并将其转化为电能。

光伏(PV)太阳能电池包含一个半导体晶片，一面是正极，另一面是负极，形成电场。当光照射到电池上时，半导体吸收太阳光并以电子的形式传递能量。这些电子被电场以电流的形式捕获。

太阳能系统的发电能力取决于半导体材料，以及环境条件，如热量、灰尘、日照、和阴影等。

4.生物质

很可能从我们祖先学会生火后，人类就已经使用了生物质能。

生物质，像木材、干树叶和农业废弃物这样的有机材料，通常被燃烧，但被认为是可再生的，因为它可以再生或补充。在锅炉中燃烧生物质产生高压蒸汽，高压蒸汽旋转涡轮发电机发电。

生物质还可以被转化成便于运输的液体或气体燃料。然而，生物质的排放量因燃烧的材料而异，通常高于其他清洁来源。

5.地热

地热能直接来自地核，地核的热量使地下的水沸腾，这就是所谓的地热资源。

地热发电厂通常使用井从地热资源中抽取热水，并将其转化为蒸汽供涡轮发电机使用。提取的水和蒸汽可以重新注入，使其成为一种可再生能源。

可再生能源何时会取代传统能源主导地位？

尽管最近可再生能源有所增长，但化石燃料仍在全球能源结构中占据主导地位。

大多数国家正处于能源转型的早期阶段，只有少数几个国家的大部分电力来自清洁能源。然而，未来的十年可能会打破更多增长记录。

根据国际能源总署预测，到2026年，全球可再生能源发电能力将在2020年的基础上增长60%，超过4800千兆瓦，相当于目前化石燃料和核能发电量的总和。因此，不管可再生能源何时会取代传统能源，很明显的，全球能源经济将持续的有所变化，也改变我们未来的生活！