到2030年，超過50%的美國經(jīng)濟(jì)將依靠可再生能源發(fā)電。當(dāng)我們將美國和全球能源經(jīng)濟(jì)從化石燃料轉(zhuǎn)向化石燃料時(shí)，這意味著什么？美國對可再生能源的利用有史以來第一次超過了對煤炭的依賴，這是實(shí)現(xiàn)能源民主化的一個(gè)重要里程碑。目前在風(fēng)能、太陽能、地?zé)?、水力發(fā)電、核能和地方電網(wǎng)方面的技術(shù)進(jìn)步正在打造一個(gè)廉價(jià)、豐富和無處不在的能源的未來。

不久之后，內(nèi)燃機(jī)將成為蒸汽機(jī)的一種歷史遺物。今天，我將探討如何快速實(shí)現(xiàn)全電力、可再生能源經(jīng)濟(jì)。簡而言之，未來幾十年，我們的世界將需要比今天多得多的能源。新興國家的工業(yè)和技術(shù)繁榮帶來了數(shù)以十億計(jì)的高需求能源消費(fèi)者，他們現(xiàn)在和美國和歐洲的消費(fèi)者一樣貪婪。到2030年，中國的能源消耗預(yù)計(jì)將翻一番，印度也緊隨其后。

在我們這個(gè)“稀缺”的化石燃料世界里，這些飆升的趨勢帶來了一個(gè)問題：更多的需求意味著更多的環(huán)境破壞，更高的價(jià)格，以及隨著“富人”供應(yīng)“窮人”而加劇的地緣政治緊張。幸運(yùn)的是，“全球指數(shù)思維”提供了另一種選擇。與其把餡餅切得越來越薄，不如烤更多的餡餅。

也就是說，價(jià)格較高的碳?xì)浠衔锶剂洗偈故袌龃罅ν顿Y替代能源。電池、太陽能、風(fēng)能、地?zé)?，甚至核聚變技術(shù)的進(jìn)步為人類提供了一個(gè)未來，我們可以從煤炭、石油和天然氣轉(zhuǎn)向可再生能源，最終實(shí)現(xiàn)全電力經(jīng)濟(jì)。

我們向可再生能源的快速轉(zhuǎn)型將完全由經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)。2010年至2017年，美國公用事業(yè)規(guī)模的太陽能光伏發(fā)電資本成本下降了5倍，從每千瓦5-6美元降至僅1-2美元。價(jià)格暴跌的唯一制約因素是技術(shù)，而不是資源的可用性。

在今天的化石燃料市場，到目前為止，最大的成本是商品本身，即煤、石油或天然氣。但可再生能源卻恰恰相反。想想我們所需要的商品：太陽能、風(fēng)能、(在很大程度上)核能和水都是免費(fèi)的。

生產(chǎn)商承擔(dān)的所有成本都在于建設(shè)和維護(hù)利用這些可再生能源發(fā)電的基礎(chǔ)設(shè)施。因此，圍繞這些資源的最大商業(yè)機(jī)會主要是通過改進(jìn)技術(shù)來釋放的，而且技術(shù)進(jìn)步的速度正在加快。

像通用電氣這樣的公司正在向微電網(wǎng)和智能電網(wǎng)投資數(shù)億美元，這將使更多人更容易獲得電力。SunRun、Sun Power和Sunnova energy Corp等幾家太陽能公司正在大幅提高太陽能電池的生產(chǎn)、安裝或制造效率。

但是我們的能量是如何使用的呢？

今天，交通運(yùn)輸大約占美國總能源消耗的28%。然而，目前幾乎沒有一種能源使用是電力。這就是美國電氣化最大的增長機(jī)會。隨著可再生能源的發(fā)展壓低了電力價(jià)格，市場將利用這種電氣化做出回應(yīng)。雖然目前美國經(jīng)濟(jì)中只有20.5%是電氣化的，但到2030年，這一數(shù)字有可能躍升至50%以上。

但這將如何發(fā)生呢?

因?yàn)樵诮煌?、商業(yè)、住宅和工業(yè)這三大高耗能領(lǐng)域中令人興奮的創(chuàng)新。雖然這些行業(yè)在不同程度上代表著電氣化的潛力，但我們可以通過以下途徑，在未來10年實(shí)現(xiàn)50%的可再生能源經(jīng)濟(jì)。

電動(dòng)汽車(ev)每英里更便宜，需要更少的維護(hù)，顯示出更高的可靠性，并且比內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車擁有更少的運(yùn)動(dòng)部件(電動(dòng)汽車少于200個(gè)，而汽油驅(qū)動(dòng)的汽車只有1000個(gè))。

最終，當(dāng)一種產(chǎn)品更便宜、更好時(shí)，消費(fèi)者就會改變。2018年，電動(dòng)汽車僅占美國個(gè)人汽車市場的2%。雖然我們即將見證未來十年個(gè)人和商用汽車的大規(guī)模電氣化，但乘用車僅占所有交通能源消耗的63%。剩下的37%包括航空和貨運(yùn)。

盡管如此，在使這些系統(tǒng)完全依靠可再生能源發(fā)電方面，企業(yè)和政府都取得了非凡的進(jìn)展。飛機(jī)：今年的巴黎航展見證了電動(dòng)商用飛機(jī)的推出，易捷航空宣布與初創(chuàng)企業(yè)萊特電氣合作，推出一批電動(dòng)飛機(jī)(飛行距離略小于300英里)。卡車運(yùn)輸：在大型地面運(yùn)輸領(lǐng)域，特斯拉自詡其電動(dòng)卡車每年可以節(jié)省10萬美元的燃料成本。

隨著像Hyperloop和the Boring Company這樣的項(xiàng)目減少我們對長途人力和貨運(yùn)航空旅行的依賴，像VR這樣的指數(shù)級技術(shù)將很快開始間接地打亂我們對身體旅行的需求。將工業(yè)部門(占當(dāng)前能源使用的32%)轉(zhuǎn)向可再生電力。盡管電力仍占少數(shù)，但在工業(yè)部門的能源使用中，電力所占比例更大，達(dá)到17%。

除了開燈、開空調(diào)等顯而易見的問題之外，還有幾個(gè)工業(yè)過程在大規(guī)模地用電。以鋁生產(chǎn)為例，這是一項(xiàng)相對現(xiàn)代的發(fā)明，最早可追溯到1886年，從鋁土礦中提取鋁需要高壓電流。(作為參考，美國家庭平均每天需要29千瓦時(shí)的電力。)

或者看看合成氣體的產(chǎn)生，更不用說碳基聚合物和聚集體，它們都需要以電流的形式消耗大量能量。未來的先進(jìn)材料經(jīng)濟(jì)將需要更高比例的能源以電力的形式出現(xiàn)。將商業(yè)和住宅部門(占當(dāng)前能源使用量的38%)轉(zhuǎn)向可再生電力。最后，幾乎一半的商業(yè)和住宅部門的能源使用已經(jīng)是電力。其中的原因也許最能說明用可再生能源發(fā)電的經(jīng)濟(jì)理由。

過去，這個(gè)行業(yè)幾乎所有的能源都來自化石燃料。但據(jù)美國能源情報(bào)署的報(bào)告，隨著電價(jià)持續(xù)下跌，家庭用電量也相應(yīng)增加。隨著可再生能源和融合技術(shù)繼續(xù)降低成本，商業(yè)和住宅用電量只會飆升。

今天，住宅和商業(yè)部門已經(jīng)走上了全面電氣化的道路。隨著轉(zhuǎn)型速度的不斷加快，在短短10年內(nèi)，這個(gè)行業(yè)將有62%的人使用可再生能源發(fā)電。這相當(dāng)于美國能源消耗總量的23.6%?？偟膩碚f，這些巨大的轉(zhuǎn)變代表了50%的可再生能源經(jīng)濟(jì)，以及美國電氣化在短短10年內(nèi)增長110%。歡迎來到由可再生能源產(chǎn)生的電子驅(qū)動(dòng)的未來。