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【中國(guó)環(huán)保在線(xiàn) 清潔能源】隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展，礦物能源總會(huì)有被用完的一天，積極開(kāi)發(fā)新能源是世界各國(guó)的共識(shí)。像生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能等清潔能源開(kāi)發(fā)時(shí)都需要占用大量的土地和水資源，而這些資源是有限的。面對(duì)如此多樣的清潔能源，人類(lèi)終選擇長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)哪一種？
清潔能源多種多樣 人類(lèi)未來(lái)將如何選擇
可再生能源轉(zhuǎn)型經(jīng)常被形容為一個(gè)政治和經(jīng)濟(jì)的雙重挑戰(zhàn)，是一場(chǎng)需要調(diào)動(dòng)大量投資、撼動(dòng)化石燃料經(jīng)濟(jì)中既得利益群體的艱苦斗爭(zhēng)。但另外一個(gè)挑戰(zhàn)受到的關(guān)注則要少得多：我們是否有足夠的土地和水來(lái)支撐可再生能源的生產(chǎn)。
生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能和地?zé)崮芏夹枰加么罅康耐恋刭Y源和水資源，而這些都是有限的。對(duì)不同的可再生能源獲取方式及其所需要占用的土地和水量進(jìn)行更深入的觀察，可以發(fā)現(xiàn)哪些能源方式在長(zhǎng)遠(yuǎn)上更加可行。
從化石能源到可再生能源的水足跡變化
左(自上而下)：煤炭與褐煤 天然氣 石油 右(自上而下)：水電、木柴、風(fēng)力、太陽(yáng)能、地?zé)崮堋?br />
生物質(zhì)燃料的高昂代價(jià)
高度依賴(lài)化石能源，讓 “能源短缺”成為威脅我們經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全的一個(gè)心頭大患?？稍偕茉此坪蹩梢越鉀Q這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)閱问翘?yáng)輻射就已經(jīng)遠(yuǎn)超我們的需要。
實(shí)際上，太陽(yáng)輻射加上從風(fēng)、水流、生物質(zhì)和地球內(nèi)部熱力獲取的能量似乎就可以為我們提供永不枯竭的能源。但不幸的是，這只是一種誤解，生物質(zhì)能的例子可以說(shuō)明原因所在。
將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物燃料需要各種自然資源，包括肥沃的土地、水和能量。但是，目前能源密集型的農(nóng)業(yè)實(shí)踐導(dǎo)致所投入的能源不比所生產(chǎn)的生物燃料少多少。即便能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的能源凈收益，我們?nèi)匀恍枰度氪罅康耐恋睾退Y源。據(jù)我們估算，如果代生物乙醇代替交通運(yùn)輸行業(yè)所用的化石燃料的10% ，用水需求就會(huì)增加6-7%。
盡管我們所消耗的大部分水都被用來(lái)生產(chǎn)食品，但如果用生物燃料大規(guī)模替代化石燃料的話(huà)，未來(lái)能源生產(chǎn)會(huì)用掉更多的水。下一代以非食品作物、廢棄物或水藻為原料的生物燃料雖然會(huì)有一定改進(jìn)，但依然會(huì)得出相似的結(jié)論：生產(chǎn)生物燃料比我們消費(fèi)等量的化石燃料需要更多的土地和水，而這已經(jīng)超出了可持續(xù)供應(yīng)量。而我們的土地和水足跡現(xiàn)在就已經(jīng)超過(guò)地球可負(fù)荷的水平。
這樣一來(lái)，能源短缺將變成土地和水資源短缺。
水電站的生態(tài)足跡
水力發(fā)電占世界供電總量的16%左右，通常被視為一種清潔的能源形式。但這并不意味著我們可以一味地增加水電，因?yàn)榇髩螘?huì)給河岸生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重影響。
建新大壩常常很困難，因?yàn)樾藿ㄋ畮?kù)會(huì)導(dǎo)致另有用途的土地被淹沒(méi)。中國(guó)修三峽大壩時(shí)，動(dòng)遷了100多萬(wàn)人。水力發(fā)電也是一個(gè)耗水大戶(hù)，因?yàn)樗畮?kù)會(huì)造成更大的蒸發(fā)，影響下游其他用途的可用水量。
其他形式的水力發(fā)電不需要修建大型水壩，它們依靠河水流動(dòng)、海潮或河口的淡-海水鹽度變化來(lái)發(fā)電。但這些只能是小規(guī)模的(至少?gòu)慕嵌葋?lái)看)，而且由于此類(lèi)能源的集中度較低，要將其集中起來(lái)成本高昂。
太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮?/strong>
光伏和風(fēng)力發(fā)電單位能量的水足跡是化石燃料和核電的百分之一到十分之一，地?zé)岚l(fā)電也只有化石燃料的十分之一；然而集中式太陽(yáng)能發(fā)電的水足跡與化石燃料相近，水力發(fā)電和生物質(zhì)能則達(dá)到100到1000倍。
從水資源短缺的角度來(lái)說(shuō)，我們究竟應(yīng)該從化石燃料向生物能和水能，還是向太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮苻D(zhuǎn)化，真的非常重要。所謂的“綠色能源”發(fā)展方案卻包含著生物能和水電的大幅增長(zhǎng)，按照這種方案發(fā)展的話(huà)，能源產(chǎn)業(yè)的水足跡將“突破天際”。
為了實(shí)現(xiàn)真正的綠色轉(zhuǎn)型，能源發(fā)展方案必須實(shí)現(xiàn)水足跡的不斷減小，因此其主要發(fā)展方向應(yīng)該是太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮堋?br />
從燃料到電力
當(dāng)然，土地足跡同樣重要。太陽(yáng)能比生物質(zhì)能更加，因?yàn)楣夥搴图惺教?yáng)能發(fā)電系統(tǒng)能比光合作用更有效地獲取入射太陽(yáng)輻射，因此每平方米產(chǎn)生的能量就更多。盡管光合作用的主要優(yōu)勢(shì)是生產(chǎn)出的是可儲(chǔ)存能源，并且可以將其轉(zhuǎn)化為高能量密度的生物燃料，而光伏生產(chǎn)出的是不可儲(chǔ)存的電力。集中式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)也能利用熱儲(chǔ)能來(lái)儲(chǔ)存能量，但其終產(chǎn)品仍然是電力，而非燃料。
除了利用有機(jī)物質(zhì)廢料，其他形式的生物能并不是替代化石燃料的可持續(xù)方式。所以，我們不得不接受未來(lái)能源經(jīng)濟(jì)將日益依賴(lài)電力的事實(shí)。這意味著電力輸送的重要性，也凸顯了電采暖的光明未來(lái)，至少在那些工業(yè)或地?zé)崮芏嘤酂崃繜o(wú)法解決采暖需求的地方。
這樣的變化帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)：如何儲(chǔ)存能源，以及如何設(shè)計(jì)出能夠應(yīng)對(duì)電力供求巨大波動(dòng)的電網(wǎng)。
太陽(yáng)能、風(fēng)能和地?zé)崮茏屛覀冇锌赡芴嵘茉醋越o度，但相比我們?cè)诨幕剂辖?jīng)濟(jì)的巨大規(guī)模，這些能源形式的規(guī)模小而分散。隨著我們?nèi)找鏀[脫化石燃料，衷心希望我們有足夠的智慧將投資注入那些真正可持續(xù)的解決方案，而不是將生物燃料如此高高置于政府政策的核心地位。經(jīng)濟(jì)的去碳化和降低水足跡可以是并行不悖的。
原標(biāo)題：光伏 水電 生物質(zhì) 哪個(gè)才是真的“清潔”？
