新能源,是如何帮我们减少碳排放的? | 螺丝钉带你读书
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往期回顾:第一篇:《零碳排放与气候经济:温室效应的前因后果》
碳排放来源
上一篇,我们提到,为了减少温室效应,需要减少温室气体,特别是二氧化碳的排放。
有哪些人类社会的行为,增加了碳排放呢?
主要是这么几种情况:
生产水泥、钢铁、塑料等的过程,排放了31%的温室气体 发电,排放了27%的温室气体 种植和养殖,排放了19%的温室气体 交通运输工具,产生了16%的温室气体 取暖和制冷,产生了7%的温室气体
生产钢铁和水泥
首先是生产钢铁和水泥。
其实这才是碳排放量最大的来源。
但是生产的过程中,会产生大量温室气体。
为啥会这样呢?
▼钢铁
生产钢,需要用到铁和碳。
铁本身并不坚硬,但在铁中加入适量的碳,碳原子会挤在铁原子之间,这样钢的硬度就大大提高了。
调整碳的比例,就可以得到各种不同的钢。
要生产钢,通常是借助铁和焦炭,在1700摄氏度以上的高温下,进行冶炼。
在高温下,铁矿石释放氧,焦炭释放碳,少量的碳跟铁结合,钢就出来了。
▼水泥
同样的,水泥也是类似的。
生产水泥,需要石灰岩(含有钙、碳、氧),将石灰岩和其他原料一起焚烧。最后得到水泥,和不想要的二氧化碳。
一吨水泥,大约产生一吨二氧化碳。
从生产工艺上,其实钢铁和水泥已经比较成熟,主要是在生产环节优化,减少温室气体的排放。而工艺成熟、拥有更强实力的大厂,这方面会比一些小厂做的更好。
从几年前开始,其实对钢铁、水泥等就已经开始实施「去产能」。钢铁和水泥的头部企业,市场占有率在逐渐提高,它们对排放处理也会更高效一些。
传统化石能源
第二个碳排放最大的来源,则是能源。
化石能源是最廉价的能源,比如石油、天然气、煤炭,开采成本低,而且易于运输。
化石能源多便宜呢?比如说石油,一桶石油,比一桶同体积的纯净水价格还低。人类很难找到比化石燃料性价比还高的能源了。但是,化石能源会增加碳排放。
所以能源结构需要调整,发展清洁能源,就是一个很重要的路径了。
清洁能源
有哪些清洁能源呢?
清洁能源当中,包括水电,还有最近几年风风火火的光伏、风电、核电等等。
▼水电
水电,其实是很完美的电力来源。
可以再生,大多数时间里都可以发电。
缺点就是水电资源很有限,国内水电资源基本也都已经开发了。
▼核能
核能,其实是人类最有希望的能源。
这是唯一一年四季不分昼夜,可以提供可靠电力的无碳能源,可以在绝大部分地方建厂,也能满足大规模的应用。
没有任何一种其他清洁能源,发电规模可以达到核电的程度。
但是人类对核能也是比较担心的。像切尔诺贝利、福岛核电站等事件,都给人类提了醒。 核能有两种原理。
原理一:核裂变
通过分裂原子来获得能量,但原材料有比较强的放射性。现有的核电站,基本都是基于核裂变。 原理二:核聚变
跟太阳发光发热的原理差不多,让氢气的温度提高到5000万摄氏度,让它处于等离子体的带电状态,粒子飞速移动,互相碰撞聚合。
氢离子聚合后,变成氦,这个过程中释放出巨大的能量。
但是目前还处于试验阶段。核聚变的好处是,原材料可以从海水中提取,足够满足人类社会所需。同时核聚变放射性的问题也小很多了。
不过技术难度太高。核科学界流传的一个笑话:距离可控核聚变还有40年,并且永远是40年。
但相信在我们这一代,应该是可以解决的。一旦有了安全的核能,它是可以解决人类清洁能源很大的缺口的。
▼光伏和风能
光伏和风能,都属于间歇性能源,很难24小时连续不断发电。
人类的储能技术还不是很发达,所以现阶段,还不能纯粹用太阳能和风能,但作为辅助能源是不错的。
太阳能发电技术也在提高。从2009年以来,太阳能发电成本下降了90%。风能成本也大大降低,甚至在有的地区跟传统能源相仿。
其实所谓的新能源,并不新,大部分技术都是之前就有的。只不过最近几年大力发展下,发电技术不断提高,成本降低了很多,可以进入到商用阶段了。
但即便如此,相对传统能源,清洁能源目前成本还是会偏高一些。目前化石能源,仍然占全球能源的三分之二以上。
总结
生产过程和发电过程,是产生碳排放最大的两个来源。
除此之外,还有两个也是碳排放量比较大的,一个是养殖种植,一个是交通出行,例如现在很火的传统汽车向新能源车过渡。
欲知后事如何,且听下回分解。
作者:银行螺丝钉(转载请获本人授权,并注明作者与出处)
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