目前人類使用各種方式獲取能源，但這些能源都是來自太陽的核聚變(Fusion)。核聚變是在極高溫度和壓力下，將兩個(gè)輕原子核(氘和氚)聚合成一個(gè)較重的原子核，并釋放出巨大的能量和放射線的過程。只有太陽上每時(shí)每刻都在發(fā)生聚變反應(yīng)。在太陽等恒星內(nèi)部，因?yàn)闇囟葮O高，輕核才有足夠動(dòng)能克服排斥力，而發(fā)生持續(xù)的聚變。
太陽以電磁波的形式放射出的能量。在行星際空間，太陽輻射強(qiáng)度與離太陽中心距離的平方成反比。太陽輻射中約有一半的能量分布在可見光區(qū)(0.4～0.76µm)，其余一半多在近紅外區(qū)，少量在紫外區(qū)。太陽輻射能量的絕大部分(99.9%以上)在0.15～4µm波段之間。輻射最強(qiáng)的波長(zhǎng)為0.475µm。相對(duì)于地球輻射，太陽輻射的波長(zhǎng)較短，故習(xí)慣上稱為“短波輻射”。
太陽每秒鐘釋放出來的能量高達(dá)3.826×1026 J，相當(dāng)于每秒鐘燃燒1.28×108t標(biāo)準(zhǔn)煤所放出的能量。
太陽輻射到達(dá)地球陸地表面的能量約為17.4×1012kW，僅占到達(dá)地球大氣外層表面總輻射量的10%。即使這樣，它也相當(dāng)于目前全世界一年內(nèi)能源總消耗量的3.5萬倍。
太陽輻射能流 (Energy Flows of Solar Radiation)指太陽輻射穿過大氣層到地球環(huán)境，其能量的分布狀況。太陽輻射是人類利用得最早的、也是最基本的能源。盡管太陽輻射到地球大氣層的能量?jī)H為其總輻射能量的22億分之一，但地球所截獲的太陽總能流達(dá)5450000EJ/ yr。即太陽每秒鐘照射到地球上的能量就相當(dāng)于500萬噸煤。
太陽輻射在通過大氣的途中一部分被散射，一部分被吸收，而進(jìn)入地球的太陽輻射能流又被分成五部分：
?、?約30%的能量(1640000EJ/ yr)，即短波輻射，直接反射到空間離開地球;打卡報(bào)到就跑了。
?、?約47%的能量(2550000 EJ/ yr)在空氣、陸地和海洋中直接轉(zhuǎn)換成熱流;
?、?約23%的能量(1260000 EJ/ yr)供水循環(huán)(蒸發(fā)和降雨)，形成水能(水力發(fā)電);
?、?風(fēng)能約占1000 EJ/a，僅為地球所截獲的太陽總能流的0.02%;
?、?植物的光合作用僅占1260EJ/ yr，僅為地球所截獲的太陽總能流的0.023%。
太陽輻射5.4百萬EJ/年
太陽直接照射在空氣、地表和海洋吸收47%(2.55百萬EJ/年)熱量
短波輻射直接反射到空間30%(1.64百萬EJ/年)
太陽輻射能流圖
最初人類享受到的太陽的恩惠僅為地球所截獲的太陽總能流的0.023%，少得可憐。由太陽能的光合作用生成動(dòng)物和植物等生物質(zhì)，其遺體再經(jīng)過數(shù)億萬年的地下埋藏而生成煤、石油和天然氣等不可再生能源?，F(xiàn)代人類依靠太陽輻射獲得的生物質(zhì)生存，此外開采生物質(zhì)遺骸埋藏在地下的化石燃料獲取能源。
目前應(yīng)用最廣泛的能源是化石燃料：煤、石油、天然氣?；剂献罱K還是來自太陽能的核聚變，太陽光照射地球，植物利用陽光合成葉綠素并經(jīng)過千萬年的積累和地球的物理作用埋藏在地下形成原煤、原油和天然氣等。太陽能促進(jìn)著地球上的植物生長(zhǎng),在復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的作用下形成了化石燃料。
在地球形成的過程中，地?zé)崮軄碜杂诘厍騼?nèi)部巖石圈中的熱量，核能來自于地球中的放射性元素礦產(chǎn)，潮汐能來自于天體之間，主要是月球的萬有引力。都跟太陽能有關(guān)。
社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開電力，任何能源都可以發(fā)電，但電力要進(jìn)入電力市場(chǎng)，其價(jià)格必須為人們所接受，因此人類總是不斷地探索電力的來源，力圖增加發(fā)電量并且探索新能源發(fā)電，電力顯然發(fā)展得很快。
電力來自一次能源。一次能源按照可否再生，可以分為兩大類：
⑴ 非再生能源。指不能重復(fù)產(chǎn)生的天然能源，它隨人類的利用而越來越少，如化石能源(如煤、石油、天然氣)和核燃料(如鈾、釷等)。
?、?可再生能源。指能夠重復(fù)產(chǎn)生的天然能源，即不會(huì)隨它本身的轉(zhuǎn)化或人類的利用而日益減少，如太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能、生物質(zhì)能、潮汐能等。
人類使用能源發(fā)展可以分為四個(gè)階段：
1.柴薪階段：以原始的自然能源為主如木柴,秸稈;
2.原煤階段：在歐洲工業(yè)革命時(shí)期，蒸汽機(jī)都是靠燃燒煤炭;
3.石油時(shí)代：以石油和天然氣為主，這時(shí)候電氣革命,內(nèi)燃機(jī)發(fā)明;
4.無碳時(shí)代：以再生能源如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等和核能為主，此時(shí)碳排放基本為零。
目前人類處于從石油時(shí)代過渡到無碳時(shí)代的時(shí)期，或稱“碳中和(Carbon Neutrality)時(shí)期”。
碳中和是指實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放。這可以通過平衡二氧化碳的排放與其去除(通常通過碳抵消)或消除社會(huì)排放(向“后碳經(jīng)濟(jì)”的過渡)來實(shí)現(xiàn)。它用于與運(yùn)輸、能源生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)和工業(yè)相關(guān)的二氧化碳釋放過程。
碳中和狀態(tài)可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，盡管最有可能需要將兩者結(jié)合起來：
1、碳抵消。平衡二氧化碳排放與碳補(bǔ)償，即減少或避免溫室氣體排放或從大氣中去除二氧化碳以彌補(bǔ)其他地方排放的過程。如果排放的溫室氣體總量等于避免或去除的總量，則這兩種效應(yīng)相互抵消，凈排放量是“中性”的。
2、減少排放。減少碳排放可以通過轉(zhuǎn)向產(chǎn)生更少溫室氣體的能源和工業(yè)過程來實(shí)現(xiàn)，從而過渡到低碳經(jīng)濟(jì)。轉(zhuǎn)向使用可再生能源，如水力、風(fēng)能、地?zé)崮芎吞柲芤约昂四軠p少了溫室氣體排放。盡管可再生能源和不可再生能源生產(chǎn)都會(huì)以某種形式產(chǎn)生碳排放，但可再生能源產(chǎn)生的碳排放幾乎可以忽略不計(jì)，幾乎為零。向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型還意味著改變當(dāng)前的工業(yè)和農(nóng)業(yè)過程以減少碳排放，例如，改變家畜(如牛)的飲食可能會(huì)減少 40% 的甲烷產(chǎn)量。碳項(xiàng)目和排放交易通常用于減少碳排放，有時(shí)甚至可以完全阻止二氧化碳進(jìn)入大氣(例如通過碳洗滌)。
2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和已是當(dāng)下中國最熱門的話題。這是一項(xiàng)關(guān)乎人類文明存續(xù)的中國攻堅(jiān)事業(yè)，也是顛覆中國現(xiàn)代化以來形成空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式的一場(chǎng)文明革命。在保證能源安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提下順利實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)。推動(dòng)文明進(jìn)步的革命，難免會(huì)有妨礙前進(jìn)的難度與阻力。事實(shí)上，2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和在中國的實(shí)現(xiàn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比其他發(fā)達(dá)國家碳達(dá)峰、碳中和的難度與阻力更大，中國政府需要投入與付出的也遠(yuǎn)比其他國家多。從能源轉(zhuǎn)型的角度看，中國面臨著高效調(diào)整與持續(xù)低碳的雙重要求。
世界能源發(fā)展到什么地步?目前中國能源處于什么狀況?本系列報(bào)告只用數(shù)據(jù)闡述。伴隨電力發(fā)展的數(shù)據(jù)也隨之更新，說句實(shí)在話，2021年的電力數(shù)據(jù)一登臺(tái)，過去的電力數(shù)據(jù)都被打入歷史了，俗話說“洗白了”。
本系列報(bào)告有：
2021年世界各國電力生產(chǎn)、消費(fèi)及結(jié)構(gòu)報(bào)告
2021年全球最大的發(fā)電站報(bào)告
2021年各種能源發(fā)電的最大發(fā)電站
2021年全球燃煤發(fā)電報(bào)告
2021年中國燃煤發(fā)電報(bào)告
2021年全球燃油發(fā)電報(bào)告
2021年中國天然氣報(bào)告
2021年中國天然氣儲(chǔ)量、產(chǎn)量與消費(fèi)報(bào)告
2021年中國天然氣進(jìn)口報(bào)告
2021年中國天然氣LNG運(yùn)輸船與接收站報(bào)告
2021年中國燃?xì)獍l(fā)電報(bào)告
2021年全球核能發(fā)電報(bào)告
2021年中國核能發(fā)電報(bào)告
2021年全球生物質(zhì)發(fā)電報(bào)告
2021年全球地?zé)岚l(fā)電報(bào)告
2021年全球水力發(fā)電報(bào)告
2021年中國水力發(fā)電報(bào)告
2021年全球海洋能發(fā)電報(bào)告
2021年陸上風(fēng)電場(chǎng)報(bào)告
2021年中國海上風(fēng)電場(chǎng)報(bào)告
2021年全球海上風(fēng)電場(chǎng)報(bào)告
2021年全球太陽能發(fā)電報(bào)告
2021年太陽能聚焦熱電站報(bào)告
2021年中國的超高壓輸電報(bào)告
本系列報(bào)告有增有減，不按順序出現(xiàn)。報(bào)告文中夾雜有英語，這是供讀者查閱用的。
一篇短短的網(wǎng)絡(luò)文章不足以描述全球電力狀況，因此除了每組數(shù)據(jù)標(biāo)注了數(shù)據(jù)來源以外，另外在每個(gè)中文名稱后面標(biāo)注了原文。沒有標(biāo)準(zhǔn)的中文譯名，可以通過原文特別是英文查到更多信息。
值得關(guān)注的網(wǎng)絡(luò)
聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)Undata Energy Statistics〖https://unstats.un.org/unsd/energystats〗
聯(lián)合國數(shù)據(jù)庫Undata-A World of information〖http://data.un.org〗
世界銀行數(shù)據(jù)〖http://data.worldbank.org.cn〗
BP公司〖http://www.bp.com 其中《Statistical Review of World Energy》尤為關(guān)注〗
國際能源署〖http://www.iea.org〗
世界能源理事會(huì)〖http://www.worldenergy.org〗
美國中央情報(bào)局〖https://www.cia.gov〗
美國能源情報(bào)署〖http://www.eia.gov〗
國際區(qū)域性能源協(xié)會(huì)International District Energy Association〖http://www.districtenergy.org〗
國際能源經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì) International Association for Energy Economics〖http://www.iaee.org〗
東南亞國家聯(lián)盟能源中心ASEAN Centre for Energy〖http://aseanenergy.org〗
拉丁美洲能源組織Latin American Energy Organization〖http://www.olade.org〗
電力工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)網(wǎng) Website for Power Industry〖http://www.power-technology.com〗
中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局〖http://www.stats.gov.cn〗
歐洲共同體統(tǒng)計(jì)局〖https://ec.europa.eu/eurostat〗
歐盟能源統(tǒng)計(jì)〖http://ec.europa.eu/eurostat/web/energy/data/database〗
日本統(tǒng)計(jì)〖http://www.stat.go.jp〗
評(píng)論