1、 OMAAMO2011能 源 报 告2050年 100% 可再生能源大城市建筑局智库可持续能源服务与创新公司大 城 市 建 筑 局报告本报告与右侧机构共同完成封面图片：欧洲野外奇观/Inaki Relanzon/世界自然基金会（WWF）世界自然基金会WWF 世界自然基金会是世界上最大、最有经验的独立自然资源保护组织之一， 遍布100多个国家中的全球网络活跃着500多万个支持者。 世界自然基金会的使命是，制止地球自然环境恶化，建设人与自然和谐相处的未来。通过保护世界生态多样性，确保以可持续的方式使用可再生自然资源，倡导减少污染和浪费性消费。可持续能源服务与创新公司ECOFYS 该公司成立于198
2、4年，其使命是让人人都能得到可持续的能源供应。Ecofys已经成为节能、可持续能源解决方案和气候政策领域的领军者，在擅长领域特有的协同作用，是获得这一成功的关键。为客户提供智能、高效、实用和可持续的解决方案。大城市建筑局OMA 大城市建筑局是践行当代建筑、城市化和文化分析的一家主要的国际合伙制公司。大城市建筑局的建筑实践得益于公司有一个以研究为主的智库（AMO），大城市建筑局把主要精力放在建筑和总体规划上，而该局旗下的智库不仅致力于建筑和城市化，还涉足于下述领域，如媒体、政治活动、社会问题研究、能源、时尚、出版和图表设计。世界自然基金会（WWF）Avenue du Mont-Blanc1196
3、 GlandSwitzerlandwww.panda.org可持续能源服务与创新公司（Ecofys）P.O. Box 84083503 RK UtrechtThe N大城市建筑局（OMA）Heer Bokelweg 1493032 AD RotterdamThe Netherlandswww.oma.eu此报告的问世与荷兰ENECO能源公司的大力支持是分不开的ISBN 978-2-940443-26-03WWF The Energy Report Page 编者：总编： Stephan Singer技术编辑：Jean-Philippe Denruyter第一部分的主要作者：Barney Jef
4、fries第一部分的编辑团队：Owen Gibbons, Ellen Hendrix, Martin Hiller, Richard McLellan, Donald Pols对下述审校人和撰稿人所做的贡献特致谢意：Keith Allott, Jason Anderson, Bryn Baker, Jessica Battle, Esther Blom, Kellie Caught, Kirsty Clough, Keya Chatterjee, Thomas Duveau, Wendy Elliott, Magnus Emfel, Lynn Englum, Mariangiola Fabbr
5、i, Ian Gray, Bart Geneen, Inna Gritsevich, Johan van de Gronden, May Guerraoui, Piers Hart, Joerg Hartmann, Patrick Hofstetter, Richard Holland, Yanli Hou, Nora Ibrahim, Stefan Henningsson, Andrea Kaszewski, Sampsa Kiianmaa, Alexey Kokorin, Li Lifeng, Pete Lockley, Paul Maassen, Yosuke Masako, David
6、 McLaughlin, Lszl Mth, Elisabeth McLellan, Martin von Mirbach, Kevin Ogorzalek, Stuart Orr, Mireille Perrin, Duncan Pollard, Voahirana Randriambola, Georg Rast, Peter Roberntz, Rafael Senga, Shirish Sinha, Gerald Steindlegger, Rod Taylor, Ivan Valencia, Arianna Vitali, Heikki Willstedt, Mattias de W
7、oul, Richard Worthington, Naoyuki Yamagishi合作机构：第二部分由可持续能源服务与创新公司负责编写:主要作者：Yvonne Deng, Stijn Cornelissen, Sebastian Klaus主要审稿人：Kees van der Leun, Bart Wesselink, Kornelis Blok(作者、审稿人和顾问专家的全部名单见第二部分91页。)大城市建筑局-智库工作团队的负责人：合作方 Reinier de Graaf 和 同事Laura Baird团队成员：Tanner Merkeley, Federico DAmico Vilhe
8、lm Christensen, Amelia McPhee, Tim Cheung, Dicle Uzunyayla翻译：高云鹏100% 可再生能源4WWF The Energy Report Page 100% 可再生能源目录为未来可再生能源利用率达到100%而提出的10项建议 8 第一部分导言 11可再生能源的未来：为什么我们需要这样一个未来 13我们得面对的能源现实 13利用率100%是可能的 23Ecofys情景分析简介 24能源组合 29面临的挑战 43节能 44电气化 51公平 56土地和海洋利用 60 生活方式 66金融 72创新 78未来掌握在你手中 84第二部分Ecofys能
9、源情景分析 87执行摘要 92导言 103方法 107需求 115供应可再生能源（不包括生物能源） 139供应可持续的生物能源 157投资和节省 192政策考量 217结论 229附录 231参考书目 242总词汇表 2525WWF The Energy Report Page Fritz Plking / WWF图1：面向2050年世界的新视角。地球GIS数据库：地球全图，2002 AMO6WWF The Energy Report Page “到2050年，可再生能源可以满足我们所有的能源需求。本报告表明,这样一个转变不仅是可能的，而且也是经济可行的。这种方式提供的能源是全人类都能够支付得
10、起的，且生产能源的方式也是全球经济和地球所能承受的。这种转变会带来巨大的挑战，但我希望本报告能鼓励各国政府和商界正视这些挑战，同时勇敢地把可再生能源经济变成现实。 没有什么比我们具有创造可持续未来的能力更重要的了。 ” 世界自然基金会总干事 James P. Leape7WWF The Energy Report Page 8WWF The Energy Report Page 2. 电网：通过电网和交易分享和交换清洁能源，在不同地区使可持续能源资源得到最佳利用。 3. 可获得性：消除能源贫困，提供清洁电力，并推广可持续的做法，如向发展中国家的人口提供节柴灶。 4. 资金：向可再生的、清洁的能
11、源与高能效的产品和建筑投资。 5. 食物：杜绝食物浪费。采用高效和可持续的方式生产食物，以便为大自然、可持续林业和生物燃料生产留出土地。通过饮食获得维持健康所需的蛋白质是每个人都应具有的同等的权利为此，富人需要少吃些肉。 1. 清洁能源：仅提倡使用能效最高的产品。开发现有的和新的可再生能源资源，以便到2050年能够为全人类提供足够的清洁能源。为未来达到100%可再生能源而提出的10项建议建议第一部分:能源报告9WWF The Energy Report Page 6.物料：减少化、再利用、再循环尽量避免浪费，节约能源。开发耐用材料，还要避免生产我们不需要的东西。 7.交通运输：要采用更多激励措
12、施，鼓励公共运输的更广泛使用，减少人员和物资的运输距离。在有条件的地方推进电气化。支持开展海运和航运中用氢气和其它替代燃料的研究。 8.技术：在国家、双边和多边层面上，出台促进能效和可再生能源研发的行动计划。 9. 可持续性：出台和实施严格的可持续性标准，确保可再生能源满足环境和发展目标。 10. 协议：支持具有前瞻性的气候和能源协议，为可再生能源和能效计划，提供全球指导和促进全球合作。 Martin Harvey / WWF-Canon“世界自然基金会（ WWF）有这样一个愿景即到本世纪中叶， 世界100%的动力由可再生能源提供。 ”10WWF The Energy Report Page
13、NASA到2050年，可再生能源使用率为100% 世界自然基金会有这样一个愿景即到本世纪中叶，全世界100%的能源由可再生能源提供。如果我们不能实现这样一个转变，那么对于预测到的气候变化不断加剧的影响，我们就不可能避免。 但是到2050年，能够为地球上的每个人提供100%的可再生能源供应吗？世界自然基金会要求能源咨询公司Ecofys运用其专业知识对这一问题给出答案。作为回应，Ecofys进行了这一既富有胆识又高瞻远瞩的情景分析。该情景分析说明在未来40年间，获得近乎100%的可再生能源资源在技术上是可行的。本报告的第二部分对该情景分析运用的所有假设、机遇、详细数据和引文出处，以及重要结论都做了
14、一一介绍。 Ecofys情景分析提出了若干重大的问题和挑战，本能源报告探讨了最重大的政治、经济、环境和社会方面的选择和挑战，并鼓励在这些方面展开进一步的讨论。 我们怎样既能满足世界各国人民未来在能源、食物、纤维、水和其它物资方面的需求，又能避免其他问题，如在土地/水的可获得性和利用方面的冲突，某些地区对商品日益增长不可持续的消费；核废料；因地制宜多能互补的区域需求？ 世界需要认真考虑实现可持续能源未来的转变到底需要什么，并对本报告中提出的两难问题找到解决的办法。应对这些挑战，为当代和下一代的能源需求找到解决方案，是摆在我们面前最重大、最艰巨、最紧迫的政治任务。可再生能源电力可再生能源供热和燃料
15、化石燃料和核能大力开展终端节能和电气化基准：用可再生能源替代传统能源仍剩余的化石燃料可再生能源未来第一部分:能源报告11WWF The Energy Report Page 图1：能源情景分析中能源供应的演变显示了重要的变化来源：Ecofys能源情景分析，2010年12月12WWF The Energy Report Page “有14亿人口还未用上可靠的电力。 ”可再生能源未来：为什么我们需要这样的未来？ 向可再生能源转换不仅仅是我们的最优选择，也是我们的唯一选择。 今天我们生产和使用能源的方式是不可持续的。我们的主要化石燃料资源石油，煤和天然气是有限的自然资源，我们正在快速将其耗尽，而且它
16、们是气候变化的首要原因。对最后剩余的“便宜”化石资源的角逐引发了多起自然环境灾难，最近发生在墨西哥湾英国石油公司（BP）漏油事件就是一例。在发展中国家，对薪柴和其它生物质能的过度消耗导致了区域及当地的土地沙漠化，而这些资源的低效使用还带来了严重的室内污染，导致每年数十万人的死亡。完全可持续的可再生能源电力供应，是保证所有人安全用能、避免环境灾难的唯一途径。我们不得不面对的能源现状：14亿人口还未用上可靠的电力1 当我们大多数人认为用能是理所当然的基本权利时，世界人口的五分之一尚未用上可靠的电力这就大大降低了他们获得教育和谋生的机会。随着能源价格的上涨，世界上的穷人还将继续被排除在外。 与此同时
17、，27亿多人还在依靠传统的生物能源(主要来自木材，农作物残留物和动物粪便)作为烹饪和取暖的主要燃料来源2。这种生物能源的获取方式往往是不可持续的，导致了土壤侵蚀和洪灾的风险加剧，对生物多样性构成威胁，还增加了温室气体的排放。传统的厨灶也是健康的大问题，世界卫生组织估计每年约250万妇女和儿童因吸入厨灶产生的有害烟尘3而过早死亡。随着许多发展中国家城市化步伐的加快，城市中的空气质量也将进一步恶化。 有限的并且日益昂贵的化石燃料并不能真正解决发展中国家的能源问题，而可再生能源则为生活质量的改变和改善几十亿人口的经济境况提供了可能性。1. 国际能源署世界能源展望2010年 巴黎2. 国际能源署世界能
18、源展望2010年 巴黎3.http:/www.iaea.org/Publications/Magazines/Bulletin/Bull442/44204002429.pdf 13WWF The Energy Report Page 可再生能源未来第一部分:能源报告 Cat Holloway / WWF-Canon图2：世界原油生产 http:/www.worldenergyoutlook.org/docs/weo2010/key_graphs.pdf石油和天然气快要耗尽 廉价的常规油气供应正在减少，然而我们的能源需求却在持续增长。显然，我们不能无限期的持续依赖化石燃料。未来的40年间，预计全
19、球人口将超过90亿， “常规办法”是行不通的。 据国际能源署（IEA）4预测，2030年，来自已知的石油和天然气储量的产量约下降40%到60%。然而，发达国家对能源的需求丝毫未减，而中国、印度和巴西等新兴经济体的能源需求也在迅速增长。如果世界上每个人使用石油的水平都像沙特、新加坡或美国那样，那么用不了10年5，世界上已探明的石油储量就会被用光。对化石燃料资源的争夺将成为国际争端和潜在冲突的导火索。 能源企业越来越想用非常规石油和天然气能源填补缺口，比如页岩气，英国石油公司“深海地平线”的深海平台采油，或者加拿大沥青砂。但是这些能源的成本之高是史无前例的这不仅仅是在经济层面。许多能源储量位于一些
20、世界上最原始的地区例如热带雨林和北极这些区域对生物多样性和我们赖以生存的生态循环，从淡水到健康的大气，都是至关重要的。开采这些能源既困难也危险，而且一旦出了差错，会使企业，社会和国家付出高昂的代价。加工和使用非常规化石能源会产生大量的温室气体和化学污染，对淡水资源的需求也是不可持续的，并且对生物多样性和生态循环都带来了非常严重的影响。4. 国际能源署世界能源展望2009年 巴黎5. 美国和加拿大的年人均石油消费量约为3吨，沙特约为5吨，新加坡约为10吨。2010年已探明石油储量据估计为大约2050亿吨（BP世界能源统计201）*石油探明储量估计为13,490亿桶。美国每天的石油消费为1886万
21、桶。世界人口为69亿“ 如 果 每 个人 消 费 的 能源 都 达 到 新加 坡 人 和 美国 人 的 平 均水平，那么全球 石 油 储 量会 在 九 年 内耗尽。 ”非常规油天然气凝析液原油：尚未发现油田原油：有待开发的油田原油：目前在产油田每日百万桶原油100199019952000200520102015202020252030203580604020014WWF The Energy Report Page 地图2 非洲有油的地方：P. Hearn, Jr., T. Hare等人，全球GIS数据库：地球全图15WWF The Energy Report Page 化石燃料来源油气正在耗
22、尽第一部分:能源报告气候变化已成事实 即使化石燃料的供应是无穷无尽的，我们迫切转为可再生能源的另外一个刻不容缓的理由是：气候变化。在全世界范围内，有几亿人已经受到缺水，农作物欠收，热带疾病，洪水以及极端天气现象的影响。而且随着地球大气中温室气体浓度的不断增加，这种状况会更加严峻。世界卫生组织估计，每年由于气候变化导致的死亡超过15万例6。 全球变暖威胁着地球生态系统脆弱的平衡，还有可能导致全球四分之一的物种面临灭绝7。森林、珊瑚礁和其他生态系统的循环失衡会带来更巨大的经济隐患8，为适应气候变化而付出的代价是巨大的。最近有报告显示，到2030年，全世界每年可能需要花费超过2000亿欧元来应对建筑
23、防洪工事，为农业输送水，以及重建受气候变化9影响的基础设施。 为了避免出现灾难性的后果，与工业化以前的气温相比，我们必须把最终全球变暖的温度保持在低于1.5的水平。要想有机会做到这一点，全球温室气体排放需要在未来五年内开始下降，而且到2050年，全球排放量至少需要减少80%（与1990年排放量相比）， 2050年以后减排的幅度还要更大。 全球能源行业是关键。能源行业要对全球三分之二的温室气体排放负责，该行业排放量的增长比其他任何部门都要快。煤是碳密集度最大的燃料，也是全球温室气体排放最大的单项来源。只有抓住可再生能源，再加上力度大的节能措施，才是我们所需要的最佳的快速减排办法。6.http:/
24、www.who.int/globalchange/news/fsclimandhealth/en/index.html 7.http:/ 8.如要了解气候变化对生态循环的影响，可查阅生态和生物多样性经济学。（TEEB）气候问题更新2009年9月9.Martin Parry, Nigel Arnell, Pam Berry, David Dodman, Samuel Fankhauser, Chris Hope, Sari Kovats, Robert Nicholls, David Satterthwaite, Richard Tiffin, Tim Wheeler于2009年评估了适应气候变
25、化的成本：UNFCCC述评和其它最近的估计，国际环境和发展学院和伦敦Grantham气候变化学院16WWF The Energy Report Page 气候变化已成事实17WWF The Energy Report Page 改变了的现实第一部分:能源报告 Yifei ZHANG / WWF-Canon18WWF The Energy Report Page “核能是不人道和代价高昂的选择” Donald Miller / WWF-Canon仍在运行的核反应堆地图3：仍在运行的核反应堆P. Hearn, Jr., T. Hare等人，全球GIS数据库：地球全图，2002年核废物带来的危险长达
26、10,000年 对某些人来说，核电被看成是解决能源危机的办法之一。核电既能做到低碳排放，又能大规模的生产电能，虽然铀开采和铀浓缩也需要消费大量的能源。 但是，我们不能逃避的现实是，核裂变所产生的危险废弃物在以后的几千年里，其毒性仍然是很高的，而且世界上没有哪个地方能安全地储存这些危险废弃物。仅美国和德国就分别积攒了50,000吨和12,000吨没有安全处理的高辐射废弃物。美国环境保护署认为，这些废弃物对公共健康的威胁至少在10000年以后才会显著降低。 同样需要担心的是，生产核能源所需的材料和技术也可以用于生产核武器。在这个政局动荡的世界上，核扩散是非常危险的。 核电也不是一种简单的技术,它需
27、要训练有素的高级人才，不仅能大规模生产，且需要不间断运行。对于目前还无法用到电10的14亿人而言，这显然不是个可行的方法，因为他们大多住在脆弱国家的偏远地区。 核电也是个极其昂贵的选择。在把数十亿资金投向新一代核电站建设之前，我们要问一问，是不是把这些资金用在其它可持续能源技术上会更好一些。 10.国际能源署，世界能源展望，2010年，巴黎核废物危害长达10,000年第一部分:能源报告19WWF The Energy Report Page 世界自然基金会(WWF)的视角 气候变化会破坏像世界自然基金会这样的环境保护组织在过去50年中所做的一切。北极熊也许会成为报上的头条新闻，但实际上没有哪一
28、个物种会不受到气候变化的影响。许多物种会灭绝，甚至是整个生态系统都可能会完全消失，如珊瑚礁、高山动植物的栖息地，如亚马逊的大片热带雨林。 即使许多植物和动物经过千百万年的演变已经适应了现在的环境，面对温度和降雨的微小变化仍然会很脆弱。海水变暖和酸化会威胁到珊瑚礁和磷虾的生存，而它们是许多地区海洋食物链的基础。像鲸鱼和大象这样的大型哺乳动物，也要去很远的地方找寻食物，离开世界自然基金会和其它机构千方百计要保卫的安全保护区。 作为人类生活交织网络的一部分，人类也将受到气候变化的后果的影响。世界自然基金会的任务是保护居住在我们这个星球的宠大的生物体系，并建立一个健康繁荣的未来世界。在这个世界中，人类
29、与自然和谐共存。不管有什么样的艰难选择和挑战，只有解决能源危机才能实现这一目标。“我们预测，基于2050年气候变暖中间情景分析，在我们抽样的地区和 类 别 中 ，有15-37%的物种会 注定灭绝 ”* Thomas C.D.等人，2004年，气候变化导致的灭绝风险，自然第427卷，第8篇。20WWF The Energy Report Page 世界自然基金会（WWF）的视角第一部分:能源报告21WWF The Energy Report Page Kevin Schafer / WWF-Canon地图4：化石燃料和可再生能源潜力大城市建筑局（OMA）的地图只是艺术的再现可再生能源的丰富潜力，
30、无意明确可再生能源潜力的准确数量，而是表示基于陆块的粗略估计。非洲欧洲中东印度亚洲其它地区经合组织太平洋地区中国俄罗斯北美洲图3：世界能源供应来源：Ecofys能源情景分析，2010年12月 化石燃料供应 可再生能源供应 终终端能源(EJ/a)南美洲22WWF The Energy Report Page 100%是可能的 到2050年，实现可再生能源的完全供应是可能的，但仍有挑战需要克服。 全球能源危机是一个艰巨的挑战，但是解决问题的办法就在我们的身边。来源于太阳、风、地热、水和海洋的能源，能够满足现有全球电力需求的几倍，甚至能够允许供需波动的变化。我们可以通过一些简单的举措大幅度地减少能源
31、使用，例如增加建筑保温层，循环利用材料和安装高效的生物质能炉具。来源于废弃物、农作物和森林资源的生物质能具有提供可再生能源的潜力，但也会带来重大的社会和环境问题，后面在报告中我们会讨论这一问题。 世界各国人们采取措施的方向是正确的。2009年，中国增加了37GW的可再生能源，可再生能源总装机容量达到226GW，相当于英国11高峰耗电总容量的四倍，整个非洲12耗电总容量的两倍！在欧州和美国，2009年新增电力装机容量的一半以上都来自于可再生能源。在发展中国家，3000多万家庭用沼气烹饪和照明。超过1.6亿户家庭使用改良过的生物质能炉具，这种炉具不但能源效率高，而且产生的温室气体和其它污染物更少。
32、全球有7000万家庭在使用太阳能热水器。在过去的两年间(2008年，2009年)，风电装机容量增长了70%，太阳能发电(光伏)增长幅度更大，高达190%。在此期间，可再生资源投资总额从2007年的1000亿美元增长到2009年13的1500多亿美元。 但改变的步伐仍然太慢太慢，非水电可再生能源仅占所有消费电力的3%。化石燃料仍在大量开采和使用，全球碳排放仍然在持续上升。用于化石燃料和核电的政府补贴和私人投资的资金量，仍然远远超过对可再生能源和能效的投入，尽管从长远角度来说，后者的回报率会更高。尽管全球数千户家庭，尤其是在德国和斯堪的纳维亚地区的家庭，已经建成了几乎不需要能源取暖或降温的“被动房
33、”，但更多的工程项目仍在延用老式低能效的建筑设计。 到2050年，进入完全使用可再生能源的未来，意味着从根本上脱离现有的人类生活轨迹。这当然是一个宏伟的目标。但世界自然基金会认为，这是我们能够而且必须实现的目标。这个信念促使我们与世界主要的气候和能源咨询公司之一，可持续能源服务与创新公司建立合作伙伴关系。我们已经委托该公司进行评估，即到2050年，是否有可能使我们这个星球的每一个人获得完全可再生的、可持续的能源供应。 此报告的第二部分是可持续能源服务与创新公司的情景分析。该情景分析是迄今为止，同类情景分析中最宏伟的分析。该分析表明，到2050年，完全满足全球能源需求在技术上是可行的，其中95%
34、来自于可再生资源。这样做会使能源部门降低80%的温室气体排放，其中包括陆地生物能源生产过程中的排放量。 当然摆在我们面前的任务也非常艰巨，也会遇到多种大型挑战。但是可持续能源服务与创新公司所勾画的情景分析说明，实现该任务具有现实的可能性。该情景分析立足于目前可以运用的技术，并且使这些技术达到预定标准的速度也是符合实际的。尽管所需投资量巨大，但其花费都是合理的，净成本不会超过国内生产总值的2%。 可持续能源服务与创新公司的情景分析中列出了预测的人口增长量，长途旅行及经济财富的增长，该情景分析并不需要从根本上改变我们的生活方式。 可持续能源服务与创新公司为本报告作出的详细情景分析，并不是唯一的解决
35、办法，也不是想成为正式的计划。事实上，该情景分析特别对像世界自然基金会这样的环保组织，提出了若干大的挑战和棘手的问题，这些问题我们会在后面的篇章中详加讨论。如果我们要实现100%可再生和可持续能源供应的愿景，我们还需要进一步提升这一情景分析，我们还要做出某些有助于我们实现上述目标的社会和技术的变革。 在介绍可持续能源服务与创新公司情景分析的时候，世界自然基金会旨在说明，将来完全使用可再生能源不是一个不可能实现的乌托邦，在技术上和经济上是可能的，并且有我们能够采取的具体步骤现在就着手去实现它。11. 英国能源需求的数目来源于英国国家电网网站: http:/ 国际能源署世界电力数据2006年htt
36、p:/www.eia.doe.gov/iea/elec.html13. 可再生资源2010年全球现状报告，21世纪可再生能源网“到2040年，我们对化石燃料的依赖可以减少70%”*来源：Ecofys能源情景分析，2010年12月利用率100%是可能的第一部分:能源报告23WWF The Energy Report Page 可持续能源服务与创新公司(Ecofys)情景分析简介14 到2050年，能源的需求量要比现在降低15个百分点，根据预测，尽管人口、工业产值、旅客出行和货物运输总量会持续增长，但力度大的节能措施能使我们用较少的能源做更多的事情。工业生产当中会使用更多的可循环的高能源效率的材料
37、，建筑物会按满足采暖和制冷的最低能耗要求施工或升级，交通运输也会采用更有效的方式。 我们会尽量使用电能而不是固态或液态燃料。风能、太阳能、生物质能和水力发电都是主要的电力来源，太阳能源、地热源和热泵为建筑物和工业生产提供大量的热能，考虑到风能和太阳能的不稳定性，更有效的储存和输送能源的智能电网应运而生。 在其他可再生资源能源无法为飞机、船舶、载重车辆以及需要很高温度的工业加工工艺提供燃料时，作为最后一招会使用生物能源，如液态生物燃料和固态生物质能。我们可以用废弃物满足部分需求，但仍需种植可持续生物燃料作物，或者从管理良好的森林中获取更多的木材以满足需求。严谨的土地使用规划，更好的国际间合作和管
38、理方法，是确保我们这样做不会威胁到食物和淡水的供应，或者生物的多样性，或者增加大气中的碳含量。 到2050年，与常规的情景相比，我们通过提高能源效率和降低燃料成本每年能节约近4万亿欧元的资金。但首先需要投入大量的建设资金，要大规模安装可再生能源装机容量，使电网现代化，改变物资和公共交通运输的方式，改进现有建筑的能源效率。投资将于2040年开始受益，届时收益会大于成本。如果油价上涨比预期快，如果我们将气候“ 到 2 0 5 0年 ， 通 过 提高 能 效 和 降低 燃 料 成本，我们每年可节省约4万亿欧元”变化的成本和化石燃料对公众健康的影响考虑在内， 那收益还会更早。 14.在可技术能源服务与
39、创新公司情景分析报告的231232页有总结所有能源数据的表格 图4：从来源看世界能源的供应Ecofys能源情景分析，2010年12月终端能源：EJ/年24WWF The Energy Report Page 核能：煤炭：天然气：石油：生物：藻类生物：农作物生物：林业采伐余量生物：传统能源生物：残留物和废弃物水电：地热：热能地热：电力太阳光热聚光太阳能：热聚光太阳能：电力太阳光伏电力波浪能和潮汐能：风能：海上风能：陆上15地图5：2010年全球人口密度世界人口网格分布，第3版（GPWv3）和全球城乡调查项目（GRUMP），由哥伦比亚大学地球研究所国际地球科学信息网络中心提供世界人口密度Ecofy
40、s情景分析简介第一部分:能源报告25WWF The Energy Report Page 未来的新能源26WWF The Energy Report Page CHANGING REALITYPART 1: THE ENERGY REPORT Chris Martin Bahr / WWF-Canon27WWF The Energy Report Page Chris Martin Bahr / WWF-Canon未来能源全球风电潜力最终能源（EJ/a）最终能源（EJ/a）全球水能发电潜力能源结构 未来能源来源简介 如今，全球80%以上的能源来自于化石燃料（石油，天然气，煤）。剩余的部分来自核
41、能和可再生能源。而可再生能源以水电为主，还包括传统的生物质能源，如木炭，但传统的生物质能源通常使用效率低且不可持续。根据可持续能源服务与创新公司(Ecofys)的情景分析，到2050年，化石燃料、核电和传统生物质能基本会被完全淘汰，取而代之的是更加多样化的可再生能源。 可持续能源服务与创新公司的情景分析中考虑到了每种资源的全部潜力，目前的增长速度，选定的可持续标准，其他的约束条件及存在的机会，如风能和太阳能资源的不确定性。技术上的突破、市场推动力和地理位置的不同都会影响可再生能源开发和利用的方式，因此，最终的能源分类可能会截然不同，当然都是基于100%的可持续的可再生能源。岸上可实现的潜力水电
42、可实现潜力海上可实现的潜力波浪和潮汐可实现潜力28WWF The Energy Report Page “到2050年全球温室气体至少减排80%， 世界需要向可再生能源过渡”图5：世界可再生能源生产潜力Ecofys能源情景分析，2010年12月PV 太阳能光伏电力CSP 聚光太阳能电力CSH 工业用高温聚光太阳能Low T 低温供热High T 高温供热全球太阳能电力和供热潜力最终能源（EJ/a）最终能源（EJ/a）全球地热能潜力PV可实现潜力低温供热可实现潜力CSP可实现潜力高温供热可实现潜力CSH可实现潜力发电可实现潜力能源组合第一部分:能源报告29WWF The Energy Repor
43、t Page 太阳能潜力分布图地图6：全球太阳能潜力美国航空航天局（NASA）提供的世界太阳能潜力分布图30WWF The Energy Report Page *Bridegette Meinhold，沙漠基金会，2009年太阳能 太阳为人类发电和采暖提供了有效又无限的能源供应。当前，太阳能技术仅贡献了全部能源供应的0.02%，但是这个比例正在快速增长。该情景分析提出，到2050年，太阳能将占全部供电量的50%左右，建筑物采暖的50%，工业生产用热和燃料的15%，到那时需要太阳能的年均增长率会远远低于现阶段的年增比率。 太阳能提供照明、采暖和供电。光伏电池（PV）会直接将太阳光转化为电力，同
44、时也可以将其集成到设备仪器（如20世纪70年代出现的太阳能计算器）或建筑物，或者安装在如屋顶之类的露天场所。聚光太阳能发电（CSP）就是利用反光镜或者透镜将太阳光线聚集到一个很小的区域，从而收集热能。例如可以加热水，可以通过蒸汽轮机发电或者直接供热。同样的原理也可以应用于小规模的食物烹饪和加热水。太阳能热收集器吸收来自太阳的热量，从而提供热水。利用了改良的绝热和改良窗户的建筑物，直射阳光也能用于为建筑物供热。 对于发展中国家来说，它们中的大多数处于光照充足的区域，太阳能是非常重要的能源，太阳能可以在乡村、岛屿和其它“离网”的偏远地区发电。 当然，太阳能的最明显的缺点是供电波动。光伏电池天黑以后
45、就无法运行，不过大部分的电是在白天阳光最充足的时候消费的，阴雨天时效能就大大降低。但是储能技术也正在不断的改进：如太阳能聚热发电系统能够以热能形式储存能量长达15个小时，可以用来生产电力，目前该系统正在设计阶段。波动性问题也可以通过将太阳能电力和其他可再生能源电力相结合的方式来解决。“如果沙哈拉沙漠0.3%的面积用于太阳能电站，其电力可以满足整个欧洲的需求”*太阳能能源组合第一部分:能源报告31WWF The Energy Report Page John E. Newby / WWF-Canon32WWF The Energy Report Page 风能 风电目前占全球电力需求的2%，装机
46、容量在过去4年间增加了一倍多。在丹麦，风能发电占国内总发电量的五分之一。如果持续现在的增长速度，那么到2050年，风电可以满足世界用电需求的四分之一。当然要实现这个目标，还需要安装100万台陆上风机涡轮机和10万台海上风机。海上风电波动性较小，其风机可以功率更大些。 尽管风电场对景观有十分明显的影响，“至2050年，若再安装100万台陆上风机和10万台海上风机，就可以满足世界四分之一的电力需求” *但是如果认真规划的话，那么它们对环境的影响是微乎其微的。在农田上安装风机，大部分土地仍可继续用于农业，例如放牧或耕种。不像化石燃料电站和核电站，风电场无需任何冷却水。无论是发展陆上或者海上的风电项目
47、，都需要审慎规划，以对海洋生物和鸟类的影响最小化，在这一方面还要进行更多的研究。浮动式风机对于海床的影响相对较小，并且可以安放在深水区，目前正处于试制阶段。风能组合第一部分:能源报告33WWF The Energy Report Page *来源：Ecofys能源情景分析，2010年12月 National Geographic Stock / Sarah Leen / WWF地热能 古罗马人曾利用地壳下面的热能为楼房供暖和加热水，但就在最近，我们才开始重新发现它的潜能。根据可持续能源服务与创新公司的情景分析，到2050年，三分之一以上的建筑物供暖将来自于地热。这不仅仅局限于火山活动频繁的地区
48、， 几乎在全球15所有地区都可以用地热提供建筑物集中采暖。 当温度够高的时候，地热能可以用于发电和局部供热，如工业生产所需的高温供热。与受天气影响的风能和太阳能不同，地热能可以持续地供电。冰岛四分之一的电力供应和几乎全部的供暖都来自于灼热的“地下室”。在菲律宾，全部电力的五分之一来自地地热电站16。 地热装机容量每年都要增加5%左右，可持续能源服务与创新公司的情景分析提出，我们有理由希望，这个增长率至少提高一倍，到2050年，利用地热供应全球电量的4%。地热也可以提供工业用热需求的5%。当然利用地热资源无疑将影响周围的环境和住在当地的居民。用于发电的地热蒸汽或者热水含有有毒的化合物，但是“闭路
49、”系统能够防止这些有害物质的泄漏。如果选址得当，控制排放的系统到位，这些对于环境的负面影响很小。事实上，由于地热电厂需要卫生的水源地，实际上有可能加大保护周围生态的力度17。15.直接的地热供暖不应该与热泵相混淆，热泵将在此情景分析中的需求侧谈及，热泵会在地热能源之外提供热量。16.http:/www.geo-energy.org/pdf/reports/GEA_International_Market_Report_Final_May_2010.pdf 17.见于：菲律宾国家公园地热项目：阿波山地热项目的情况；Francis M. Dolor, 菲律宾国家石油公司能源开发公司34WWF Th
50、e Energy Report Page *Ecofys能源情景分析，2010年“到2050年，超过三分之一的建筑采暖可能来 自 地 热源” *地热能源组合第一部分:能源报告35WWF The Energy Report Page Michel Terrettaz / WWF-Canon“如果我们能利用0.1%的海洋能源，就可以解决150亿人口的能源需求”*36WWF The Energy Report Page * “M.M. Bernitsas等人提出的振动式水上清洁能源：一种新概念，从流体流动中生产清洁的可再生能源”，OMAE 2006年海洋能发电 通过波浪和潮汐，海洋运动能提供潜力巨大
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