直到几个世纪以前,人类的所有能源都来自可再生资源:食物来自植物和动物,木材用于烹饪和取暖,后来又利用水力和风力用于磨谷物和抽水等简单任务。随着技术的发展,人类利用化石燃料开采和冶炼金属、进行制造业以及全球高速运输。毫不夸张地说,现代文明的财富是建立在燃烧化石燃料(包括煤、石油和天然气)的基础上的。在过去的几十年里,人们已经清楚地认识到,化石燃料的广泛使用也会破坏全球气候,而且随着化石燃料燃烧产生的碳排放在大气中积累,这种成本也在稳步增加。二氧化碳(CO 2 )是燃烧任何化石燃料的副产品,是造成气候变化的主要温室气体。全球二氧化碳排放量在 1950 年约为每年 500 万吨,到 2020 年将达到每年 3500 万吨。甲烷是另一种主要的温室气体,它是天然气泄漏或燃烧不充分的结果,也是煤炭开采的副产品。政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 估计,要稳定气候,就需要在 2050 年之前将全球排放量从 2020 年的水平减少约 80%,并在 2100 年实现接近零排放 (IPCC 2023)。由于燃烧化石燃料是全球二氧化碳排放的主要来源,因此实现接近零的二氧化碳排放需要另一次重大的能源转型,从化石能源转向可再生能源,包括传统形式和新选择。幸运的是,化石燃料时代开发的技术使这成为可能。一个重要的经济问题是如何以最低的成本从可再生能源中满足社会的能源需求,我们将在本模块中考虑这个问题。无论气候变化问题如何,社会最终都必须采用可再生能源,因为化石燃料的供应有限,而且只能在地质时期产生。因此,问题不在于社会是否会转向可再生能源,而在于何时。化石燃料储备的寿命可能会因新的开采技术而延长,但将气候变化的破坏性影响降至最低的需求比化石燃料枯竭更为紧迫。如果要避免气温升高和气候变化的最坏影响,社会需要转向可再生能源,而许多化石碳仍然安全地埋藏在地壳中。本模块概述了最终必须扎根的可再生能源经济:
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