解决全球能源贫困的讽刺

能量可持续性

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七月14th,2021

自工业革命以来,化石燃料能源推动了国家和人类的基本发展。 由此产生的副作用是灾难性的。 气候变化正在全球范围内造成严重破坏,无论是最近的洪水泛滥,还是肆虐的火灾,或者我们的城市不再适合居住的简单事实。

 

哈普雷特·考尔


 

随着国际上对能源调查和稀缺性需求的增加,我们将发现自己处于未来 30 年甚至更早的可能的能源灾难的底部。 石油将成为价格最高的资源之一,同时也是稀缺资源。 此外,尖端的核装置将达到其有益寿命的终点。

 

随着发展和技术进步,在过去的几十年里,有电的人口比例一直在稳步上升。 1990 年,大约 71% 的世界人口可以使用; 到 2016 年,这一比例增加到 87%。 这意味着 940 年有近 13 亿人 (2016%) 无法用上电。

 

图1。

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然而,我们用传统能源生产方法解决这场能源危机的努力又带来了另一个挑战。 今天,“气候变化”是威胁我们周围环境、我们当前的福祉和子孙后代福祉的主要问题。 能源生产负责 87% 的世界温室气体排放量。

 

让我们更详细地检查一下这种讽刺:

 

全球能源贫困的挑战

无法获得现代能源服务被称为全球能源贫困。 获取能量的能力是人类发展的必要条件。 高收入国家——或联合国定义为“发达”的国家从进入该类别的第一年起,其电气化率就被假定为 100%。

 

因此,全球能源供应的增加是由低收入和中等收入经济体推动的。 在许多国家,这一趋势是惊人的:例如,印度的访问率从 43% 增加到近 85%。 印度尼西亚已接近完全电气化(几乎达到 98%)——高于 62 年的 1990%。对于人口增长强劲的国家来说,有电人口比例的这种改善更加令人印象深刻。

 

图2。

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虽然大多数国家的趋势是上升的,但仍有一些国家严重滞后。 在最低端,乍得只有 8.8% 的人口有电。

 

对于一些国家来说,在未来几十年中,能源获取的显着改善仍将是一项紧迫的挑战。 2016 年,只有 60% 的世界人口能够获得清洁燃料。

 

图3。

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撒哈拉以南非洲地区获得清洁燃料的机会最少,14 年只有 2016% 的家庭可以获得清洁燃料。 在过去十年中,南亚和东亚的进展更为显着,分别有 18% 和 16% 的额外家庭获得了接入。 当人们无法获得用于烹饪和取暖的现代能源时,他们依靠固体燃料,尤其是木材、粪便、煤炭和植物废料。

 

图4。

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1980 年,世界上几乎三分之二的人口使用固体燃料做饭。 30 年后,这一比例下降到 41%。 数据显示,这是一个与贫困有关的问题。

 

在较富裕的欧洲和北美,这一比例远低于世界其他地区; 在世界上的高收入国家,使用固体燃料已完全成为过去。

 

世界所有地区的固体燃料使用量都在下降。 但快速发展的东南亚的成功尤其令人印象深刻,其份额从 95% 下降到 61%。

 

由于室内空气污染,生活在能源贫困中的人们的健康付出了巨大的代价,世界卫生组织 (WHO) 将其描述为“世界上最大的环境健康风险”。 对于世界上最贫穷的人来说,这是过早死亡和全球死亡的最大风险因素。

 

健康研究表明,室内空气污染导致 每年有 1.6 万人死亡,是卫生条件差造成的死亡人数的两倍多。

 

根据联合国粮食及农业组织(FAO)最近的报告,使用木材作为燃料是森林退化的最重要因素。 在东非、西非和中非,木材提供了一半以上的能源。

 

增加能源获取的另一面:温室气体排放

具有讽刺意味的是,获得更多能源意味着更多的温室气体排放。 显然,最富裕的国家拥有更高的排放足迹。

 

图5。

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图6。

全球温室气体排放和变暖情景

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自 2010 年以来,化石燃料的能源产量继续缓慢下降,但它仍然是最大的单一能源来源。 2020年,化石燃料能源产量占能源总产量的50%以上。 可再生能源的能源产量也有所增加,但其在能源总产量中的份额需要显着增加才能实现长期可持续性。

 

伊万诺娃和伍德的报告指出,在德国、爱尔兰和希腊等发达国家,超过 60% 的家庭年人均排放量达到 2.4 吨。

 

世界每年排放约 50 亿吨温室气体 [以二氧化碳当量 (CO2eq) 衡量]。

 

为了弄清楚我们如何最有效地减少排放以及哪些排放可以和不能通过当前技术消除,我们首先需要了解我们的排放来自哪里。

 

图7。

全球能源贫困:按部门划分的全球温室气体排放量

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近四分之三的排放来自能源使用; 近五分之一来自农业和土地使用[当我们将食品系统视为一个整体——包括加工、包装、运输和零售时,这一比例增加到四分之一]; 剩下的 8% 来自工业和废物。

 

1. (电力、热力和交通):73.2%

2. 直接工业过程:5.2%

3. 浪费:3.2%

4. 农业、林业和土地利用:18.4%

 

那么我们如何尝试减少温室气体排放呢?

世界离不开能源,走得更远,我们只需要更多,而不是更少。 这是否意味着温室气体排放仍将是一个挑战?

 

我们可以看到许多生活水平高的国家在减少排放方面取得成功的例子。 这是一个明确的信号,表明有可能取得进展。 但这里的关键问题可能不是:“我们能取得进展吗?”,而是“我们能取得足够快的进展吗?”。 以下是一些可以解决全球能源危机问题的替代解决方案:

 

切换到可再生资源: 最好的解决办法是减少世界对不可再生资源的依赖。 大多数工业时代是使用化石燃料创造的,但也有一些众所周知的技术使用可再生能源,例如水能、生物质能、地热能、潮汐能、太阳能和风能。

 

转向电力驱动的运输: 一些能源部门更难脱碳——例如,交通。 因此,当我们拥有可行的低碳技术时,我们需要将这些形式转向电力。

 

绿氢: 绿色氢由可再生能源生产。 它有助于稳定电力和热力供应,同时降低二氧化碳排放。 它被越来越广泛地认为是交通脱碳的宝贵资产。

 

开发低成本低碳能源和电池技术: 为了迅速做到这一点,并让低收入国家避免走高碳发展道路,低碳能源需要具有成本效益和默认选择。

 

提高能源效率: 可再生能源技术有助于实现温室气体减排目标,但提高能源效率是减少化石燃料使用最具成本效益和最直接的方法。 下面列出了一些提高能源效率的方法:

 

1. 能源审计是工业实现能源效率的最有效技术之一。

2. 工业可以通过使用像 ENERTEQ 这样的用电系统来监控他们的能源消耗,因为减少用电是提高能源效率的最有效方法之一。

3. 合理安排机器的使用,可以减少浪费,节约能源成本。

 

在工业领域使用现代烟气处理技术: 烟道气处理是一种减少工业现场燃烧化石燃料所产生的污染物量的处理方法。 除了这种处理方法外,还有许多现代技术可用于减少温室气体排放:

 

1. 碳捕获和地下储存:碳捕集与封存 (CCS) 是一种从钢铁和水泥制造等工业运营以及发电中的化石燃料燃烧中捕获二氧化碳 (CO2) 排放的技术。 然后通过船舶或管道将碳从它产生的地方转移并深埋在地质构造中。

 

2. 甲烷捕获和利用过程: 甲烷捕集和利用是在甲烷进入大气之前从垃圾填埋场捕获甲烷的技术。 因此,甲烷被燃烧以产生电或热。

 

减少、回收和再利用: 回收可减少能源使用,这有助于最大程度地减少温室气体排放。 在制造新产品时使用回收资源可以最大限度地减少对未使用原材料的需求。 这可以防止排放温室气体,否则这些气体会在铜、铝、铅、锌和铁等原始资源的开采或开采过程中产生。 当我们重复使用它们时,提取、运输和加工材料以生产物品所需的能源更少。 因此,3R 肯定对减少温室气体排放至关重要。

 

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