主题：【翻译】可再生能源－－消除温室效应 1序 -- hwd99

30 欧洲，美国和世界的能源规划

图30.1 显示许多国家和地区的能耗与国民产值关系。它被广泛用来说明，人类发展是件好事情。当为人类可持续能源制定框架计划时，我打算假设所有国家，包括低国民产值国家都取得增长。当国民产值增加，不可避免，能耗也同时增加。我们不清楚能耗的目标是什么？但我默认为，采用欧洲平均水平是一个说得过去的假设，类似地，我们假设效率也与19－28章分析英国情况时类似。让所有国家按照欧洲低能耗住居标准。在第204页能耗计划中，英国能耗降低到68kWh/天/人。请记住，英国没有多少工业活动，因此，其它国家会有较高的目标，如香港80kWh/天/人。

图30.1显示许多国家和地区的能耗与人均国民产值关系。单位：购买力平价没有，资料来源：联合国人类发展报告2007.方块代表高度发展国家，圆圈代表中等或低发展国家。两个都用对数坐标。

重新计算欧洲

欧洲能毅力可再生能源吗？

欧洲人口密度是英国一半，因此，有更多土地用来发展可再生能源。欧盟人均土地9000平米。但是，在欧洲，需要可再生能源密度低于英国：大多数欧洲地区缺少风能，少波浪潮汐能。有些地方的水力能比较丰富，如斯堪的纳维亚半岛和中欧，有些太阳能丰富。让我们给出粗略数字。

风能

欧洲大陆中心的风速小于典型的英国岛屿风速。在意大利大多数地方，风速低于4m/s。让我们猜测，欧洲有五分之一地区，风速大于风电经济风速，能量密度2W/平米，假设按照第四章分析英国办法处理，人均面积9000平米，所以，风能如下

1/5*10%*9000 m2*2W/m2=360 W

对应人均每天9kWh

水力发电

欧洲每年发电590TWh，功率67GW，5亿人分享，人均每天3.2kWh。主要在挪威，法国，瑞典，意大利，奥地利和瑞士。如果每个国家将水电设施加倍，我认为，这很困难，水力能是每人每天6.4kWh。

波浪能

整个大西洋沿岸长4000公里，乘以每米平均能量10kW，我们得到每人每天2kWh。巴伦支海和地中海没有波浪能资源。

潮汐

环英伦三岛资源加倍估算（第14章，每人每天11kWh），看作法国，爱尔兰，挪威的潮汐资源，除以5亿人，我们的人均每天2.6kWh。巴伦支海和地中海没有潮汐资源。

屋顶太阳能光电池和热水器

大多数地区比英国光照多，因此，太阳能板在欧洲大陆能提供更多能量。英国南部10平米屋顶电池板提供每天7kWh，类似，2平米太阳能热水器提供平均能量是每天3.6kWh热能。建议更大面积热水器是不必要的，因为这么多已经满足需要了。

其它

总数是9+6.4+2+2.6+7+3.6＝30.6kWh/d/p。这里唯一没有提的是地热能和大规模太阳能发电站，包括聚光，电池板或生物质。

地热能还在研究中，可能没有用，我建议将其当做聚变发电，好投资，但不可靠。

太阳能发电站如何？我们可以减少，5%土地用来见太阳能光伏电站，例如，在Bavarian，能量密度5W/m2.可为我们提供每人每天 5*450W＝54kWh。

太阳能光伏电站可以为我们提供很多能量。主要问题是，太阳能光伏电池太贵，而且冬季能量减少是个大问题。

能源植物？植物仅能收集0.5W/m2。欧洲在满足食物供应自给情况下，非食物能源供应必然有限。会有一些油菜籽，还有一些森林。但是，我认为，非食品植物贡献不会超过每人每天12kWh。

底线

让我们显示点。正如英国，欧洲不能只依靠自给的可再生能源。如果目标是不使用化石燃料，欧洲需要核能，其它国家，如沙漠国家的太阳能，或两者都需要。

再来计算北美

现在北美人均每天能耗是250kWh。我们是否能用可再生能源替代？如果我们使用令人吃惊的高效率手段，如高效电动汽车，每个能源是否会降低到欧洲或日本水平？

风电

Elliot等在1991年研究中估计了每个风能潜力。风能丰富地区在北达科他，怀俄明，蒙塔大，整个国家风能丰富，可供使用的面积有43.5万平方公里，每年发电4600TWh，按3亿人计算，每人每天42kWh。这个计算，假设风能密度1.2W/平米，小于我们在第四章的假设2W/平米。面积差不多等于美国加州。风能设备是2600GW，是目前美国的200倍。

还是风电

假设浅海可以用来发展风电，面积20000平方公里，能量密度是3W/m2。平均发电功率是60GW，等于美国人均每天4.8kWh。

地热能

我在第16章替代麻省理工学院的北美地热能研究。在美国西部，有很多地热资源。加大研发投入，地热能系统可以在未来50年提供经济上有竞争力的发电系统100GW电。更进一步，地热能系统提供安全的长期能源。让我们假设这是对的，100GW等于给每人每天提供8kWh。

水力能量

在美国，加拿大和墨西哥，每年水电660TWh。除以5亿人，等于每人每天3.6kWh。能否让其加倍？如果主要，就能增加到7.2

其它

上述总和是42+4.8+8+7.2＝62kWh/d/p。与欧洲一样不够。我可以讨论焚烧加拿大的森林发电，但是，这只是延长我们的痛苦。下面我们讨论聚光太阳能发电。

图30.3是北美能够为5亿人提供每人每天250kWh能量的地方

基线

北美非太阳能可再生能源不能满足美国需要，但是，当加上巨大的太阳能发电，就能满足需要了。因此，北美需要利用自己的沙漠或核电或两者同时需要。

重新计算世界

假设60亿人的能源供应标准类似欧洲标准水平，例如每人每天80kWh，结果如何？

风电

风能资源丰富的地区，包括美国中部，加拿大Saskatchewan；阿根廷和智利南部，澳大利亚西北，索马里，伊朗和阿富汗，中国北部和西北部。苏丹西北部，南非西南，这些地方都远离大海，除了赤道热带60度

我们的全球估算，来自绿色和平组织和欧洲风能协会，下哦两个的有效风能资源是每年53000TWh，平均每人每天24kWh。

水电：

世界平均为1.4kWh/d/p。来自 www.ieahydro.org, 国家水电协会和国际能源局估计，世界上技术可行的水电是14000TWh/年，等于每人每天6.4kWh，其中8000TWh每年是经济可行的，等于人均每天3.6kWh，大多发展潜力在非洲，亚洲和拉丁美洲。

潮汐

世界上有七个地方，有很大规模的潮汐资源，包括7个河口。阿根廷有两处，San Jose和Golfo Nuevo；澳大利亚有Walcott河湾，美国和加拿大贡献Fundy湾，加拿大有Cobequid；印度有Khambat海湾，美国有Turnagin 和Knik湾，俄罗斯有Tugur。然而世界上最大的潮汐是俄罗斯Penzhinsk，十倍于其它，等于22GW。

Kowalik在2004年估计，世界总的潮汐资源是40－80GW，人均每人0.16－0.32kWh。

波浪

我们估计总的海岸长度30万公里，每米波浪发电功率10kW，考虑10%被捕集，50%转化为电能，得到每人每天0.5kWh。

地热能

根据奥克兰地热研究生Freeston估计，世界上总资源，在1995年，是4GW，平均到每人每天0.01kWh。

如果麻省理工学院作者的估计正确的花，假设世界类似美国，则地热能给每人每天供应8kWh。

能源植物

人们被能源植物吸引，因为有人宣称，它不会同食品竞争土地，可以生长在废弃的土地上。但是，人们需要知道具体数字。麻疯树的数字参见284页。所有非洲陆地都用来种植麻疯树，产生的能量给全球60亿人，每人每天进8kWh。你能指望它解决能源问题？

让我们估计，能源植物能给我们供应多少？方法类似第6章，假设所有可耕地用来种能源植物，目前世界18%土地用来耕种，面积2700万平方公里。人均4500平米。假设能量密度是0.5W/平米。处理和种植损失是33%，我们发行几十占领所有农业土地发展能源植物，能为每人每天提供36kWh。也许这个数字低估了，在图6.11给出的巴西甘蔗能提供1.6W/平米，3倍于我的估计。也许巴西能提供一点希望，但是，我这里将讨论最后一个选择

太阳热能，光伏电池和聚光发电

太阳能热水器不是新主意。它们已经出现在世界各地。中国是这项技术的领先者。全世界热水器总量达到100GW，其中一半在中国。

光伏电池在技术上是可行的，但是，成本太贵。我希望我是错的。如果光伏电池成本能在未来四十年如计算机一样下降，就能应用了。

在很大领域我给的是猜想。用于发电最好太阳能技术是聚光太阳能，我们在178和236页讨论过。我们为欧洲和北非10亿人准备了大面积沙漠太阳能发电站。在北美类似亚利桑那面积的沙漠电站。我这里留给读者来连线，为其它45亿人服务的沙漠发电。

基线

非太阳能可再生能源总数为风电24，水电3.6，潮汐0.3，波浪0.5，地热8，总共36kWh/d/p。我们的目标是超欧洲消费水平80kWh/d/p。所以结论很清楚，非太阳能可再生能源也许巨大，但它们还不够大，未来完成我们的目标，我们必须依靠太阳能或核能，或两者同时。