你认为只有国内热?国外也热得吓人! 英国气象局已经证实:今年夏天,全球气温可能再破前高,人们即将迎来历史上最热的一个夏天。 比如去年夏天的欧洲,出现了500年来最严重干旱,旱到了极度饥渴,口干舌燥!欧盟约有17%的土地已进入最严重的警戒级别,47%的土地处于警告状态。 根据报告,2020年陆地气温,比工业化前的水平已经高出1.96℃,联合国秘书长称之为“全人类的红色警报!” 总体来看,温室气体的主要来源是自然源。但是人为源是导致气候变化的主要原因。自工业革命以来,人类大量焚烧化石燃料和毁林,排放的温室气体不断增加,导致地球升温、影响人类生存。据IPCC评估报告发布的结论,从20世纪中期至今,我们观测到的地球增温现象,有90%的可能性与人类活动相关。 二氧化碳比空气重,所以会在大气层底部,就像一个大的玻璃罩一样笼罩地球,使热量进入地球,却无法释放出去,造成温室效应即全球气候变暖。地球表面吸收了大约48%的入射太阳能,而大气吸收了23%。其余部分被反射回太空。自然过程确保了进入和流出的能量相等,使地球的温度保持稳定。 然而,与氧气和氮气等其他大气气体不同,温室气体不但不会吸收红外辐射,反而反射红外辐射。由于人为排放,大气中温室气体的浓度增加,地表辐射的能量被困在大气中,无法逃离地球。这部分能量返回到地表被重新吸收。 由于进入地球的能量多于离开地球的能量,地球表面的温度会上升,直到达到新的平衡。这种温度上升会对气候产生长期影响,并影响到无数的自然系统。 根据《京都议定书》规定,全球纳入管控的温室气体包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)。从对全球升温的贡献看,二氧化碳由于含量较多,所占贡献比例最大,约为55%。 人类燃烧煤、油、天然气和树木,产生大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温,使碳循环失衡,改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来,大气中二氧化碳含量增加了 25%,远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录,而且目前尚无减缓的迹象。 今天的科学研究已明确证实,由于主要温室气体在大气中长期存在并产生累积效应,自工业革命以来,人类已向大气排放了超过1.5万亿吨的二氧化碳。大气中CO2浓度从18世纪中叶,即工业革命前后开始稳定上升,即人类用了240年时间,工业革命以来,由于人类活动造成温室气体累计排放不断增加,二氧化碳排放浓度从工业革命前的280ppm(浓度单位,百万分之)增加至当前的400ppm以上,导致全球平均温度上升1.1℃,温室效应加剧。 为了可持续发展,2020年9月我国提出的“3060”双碳目标:二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。宣告着中国减排温室气体的“双碳”时代的到来。 三、我们需要能源能源替代,光伏是最理想的方案 人为温室气体排放的主要来源是电力和供热,接下来是农业、交通、陆面改变和建筑。其中,电力和供热、交通、建筑等都算作化石燃料的使用,占总数超过六成。 另外,我们的生活不可能再回到工业革命前的状态,我们的生产、生活需要大量的能源支持。所以就目前来说,改变能源结构是减少排放的主要措施,我们需要清洁能源替代。 电力和供热我们完全可以使用不排放温室气体的清洁能源替代,交通可以发展新能源动力的车辆。当使用清洁能源替代之后,建筑的碳排放也将大幅减少。 光伏发电是清洁能源替代的最佳方案。 光伏发电是目前最大规模的太阳能利用,太阳能是取之不尽的可再生能源。通过大规模安装光伏发电,可满足人类能源替代的需求。 根据计算,太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤,一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤共约1.892x10^24吨,是目前世界主要能源探明储量的1万倍。太阳的寿命至少尚有40亿年,相对于人类历史来说,太阳能可源源不断供给地球的时间可以说是无限的,这就决定了开发利用太阳能将是人类解决常规能源匮乏、枯竭的最有效途径。 太阳能光伏发电在其全生命周期接近零排放。目前光伏的能源消耗仅相当于其1.5年左右的发电量,也就是能量回收期1.5年,完全可以实现光伏发电制造光伏。今后清洁能源电力替代现在煤电以及回收技术进一步发展之后将更接近零排放。并且,在发电过程中没有废渣、废料、废水、废气排出,没有噪声,不产生对人体有害的物质,不会污染环境。光伏发电真正无污染。 根据国际能源署《2050年能源零碳排放路线图报告》,从2020年到2050年,煤炭需求下降90%,石油需求下降75%,天然气需求下降55%。实现零碳能源的关键路径之一就是电气化水平的提升及电力消费量大幅增加,主要受到经济增长、终端电气化设备增加以及电解水制氢的驱动。电力需求总量从2020年的23.23万亿千瓦时增加到2050年的60万亿千瓦时。 到2030年,可再生能源几乎翻三倍,到2050年增长八倍。可再生能源占总发电量的比例将增长到2030年的60%以上,到2030年将增长至近90%, 为实现到本世纪末将气温上升幅度控制在1.5摄氏度以内的目标,国际能源署呼吁各国进一步推动清洁电气化,关注能源效率,大力推动清洁能源创新。 太阳能潜在资源120000TW,实际可开采资源达到600TW,所以,太阳能是唯一能保证人类未来需求的能源来源。太阳能具有总量巨大、安全经济、清洁无污染等优点。在太阳能优势之下,光伏发电具有以下优势: (1)光伏发电具有经济优势。每千瓦太阳能光伏发电的建设成本越来越低,相比其他可再生能源已具有同样的经济优势。 (2)能量转换环节最少。太阳能光伏发电是直接将太阳辐射能转换为电能,在所有可再生能源利用中,太阳能光伏发电的转换环节最少、利用最直接。 (3)安装场地灵活,可接近用电终端安装。光伏发电系统可以在城市、乡村、无电区等任何地方安装,可以增加能源供应,满足人们的生产和生活需求。 (4)阳光是免费使用且无需运输。光伏就地加以利用太阳能,无需运输,为人类造福。而且人类利用太阳能这一取之不尽的能源也是免费的。相对于其他能源来说,太阳能对地球上绝大多数地区具有存在的普遍性,可就地取用。这就为常规能源缺乏的国家和地区解决能源问题提供了美好前景。且能提高各个国家的能源安全。 对于解决光伏发电的不足之处,有大量的方案可以选择,例如,储能系统的进步可以帮助解决太阳能间歇性的问题;太阳能也在与其他可再生能源进行整合,如风能和水力发电等,这些措施都在为我们创造一个更可靠和可持续的能源供给系统。目前看,光伏发电是我们能源替代最佳方案。 |
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