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由于规模经济、垂直整合和其他效率的提高，所有这一切都将大幅降低电池组的成本。根据彭博新能源财经的报告，电动汽车的电池组成本可以从现在的350美元每千瓦小时下降到2030年的120美元以下，这将使得电动汽车能够在没有任何补贴的情况下与传统汽车进行竞争。报告指出，到2040年，全球新车销量的35%都将是电动汽车和插电式混合动力汽车。
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随着可再生能源在电力行业的份额增加，给电动汽车充电的能源将日益来自清洁能源。另外，在用电高峰时段，电动汽车车主可以把他们汽车电池的电力提供给电网，以降低他们的电费。电网将变得更加干净、更加联网以及更加分布式。家庭客户和商业客户不仅可以自己用电池存储能量，还可以把多余的能量卖给别人。
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路漫漫
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尽管可再生能源和相关技术从现在起到2050年将带来巨大的影响，但其他能源技术也将继续发展。与可再生能源一样，核能也可以发电并且不会释放影响气候变化的气体。核裂变是由较重的原子（如铀）分裂成较轻的原子，并在这个过程中产生能量。第一批核电厂是在20世纪50年代开始运行的，目前全球大概有450座核反应堆，提供全球电力的11%。国际能源署估计，到目前为止，核能大概减少了两年目前的全球二氧化碳排放量。
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在2011年，一场地震及其随后的海啸对日本的福岛核电站造成了一系列熔融。虽然释放的辐射没有杀死任何人，却导致了超过15万人流离失所。公众对于事故进一步发生的担忧以及对放射性废弃物管理的关注，使得很难建造更多的核电站，特别是在西方国家。
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目前正在建造的60多座新反应堆大部分都在印度和俄罗斯等国家，这些国家的监管障碍及其带来的成本较低。在美国、欧洲、俄罗斯和日本大概有200多个核反应堆已经进入老龄化，在未来几十年可能会退役。因此，国际能源署预测，到2040年，即便核电在电力行业的份额出现增长，可能也会很小。
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另外一种核能——核聚变，能够提供更安全、几乎无限的电力，并且没有严重的放射性废弃物或者核反应堆熔毁的威胁。在核聚变过程中，较轻的原子，如氢原子，在高温高压作用下合成较重的原子，如氦原子，同时释放大量的能量，这也是太阳以及其他恒星产生能量的过程。自20世纪50年代以来，世界各国政府已经投入了数十亿美元用于开发这项技术。科学家们从那个时候就预测，几十年内将建成核聚变反应堆。但是，在地球上复制聚变比预期要难，当初的预言成了一个笑话，目标似乎永远在二三十年之后。
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最近，迄今为止世界上最大、最雄心勃勃的核聚变项目——国际热核聚变实验反应堆（International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER，ITER在拉丁文中的意思是“道路”）已经推迟了。法国正在建造的大型反应堆原本计划于2016年启用，但超出预算数十亿美元，落后于计划几年，现在预计大概还需要10年才能运转。但是，该领域的很多科学家仍然认为其最有希望获得核聚变圣杯：反应堆产生的能量比消耗的能量更多。目前，这个目标还很遥远。核聚变的世界纪录仍然保持在1997年，产生16兆瓦的能量，需要输入24兆瓦的能量。
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几家私人公司也面临这个问题。这些公司认为自己可以让核聚变更快、更便宜。每家公司对于如何在超高温下控制和维持燃料颗粒（也被称为等离子体）进行聚变反应这个根本问题有不同的解决方案。加利福尼亚州的Tri Alpha Energy公司已经吸引了数亿美元投资，其中就包括微软联合创始人保罗·艾伦的资金。该公司的方案是使用高能粒子束来帮助加热和稳定等离子体。其他公司，如加拿大的General Fusion和西雅图附近的Helion Energy也分别得到了来自著名投资人亚马逊首席执行官杰夫·贝佐斯以及贝宝联合创始人彼得·蒂尔的投资。General Fusion公司使用活塞式的设计来压缩和加热燃料颗粒，Helion Energy则使用脉冲磁场。
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这些公司有一个共同点，它们坚信可以用5到10年的时间来完成核聚变工作。有些专家则没有这么乐观，英国卡勒姆核聚变能源中心的总监史蒂文·考利说：“做出这样的承诺将有损于我们的信誉。”他认为商业化的核聚变反应堆还需要三四十年的时间。
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煤炭工人的烦恼
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同时，毫无疑问化石燃料还将继续存在几十年，即便随着时间的推移它们的使用量将逐步下降。另外，人类在使用化石燃料时还需要努力让它们变得更清洁，减少对环境的污染。
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目前大约有1/3的新建煤电站以及2/3正在运行的煤电站都是使用“亚临界”技术，效率是35%左右，而现代化电站的效率可以达到45%以上。所有的煤电站都可以安装过滤器、除尘器或者其他装置来减少或者消除大气污染物，但是根据国际能源署的报告，情况并非如此。
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更为罕见的是碳捕集与封存（carbon capture and storage，CCS）技术，该技术从发电站废气中去除二氧化碳，并将其储存在地下或者回收用于其他工业生产。目前全球大概有15个大型的CCS项目正在运行，约有1500个煤电站正在规划或者建设CCS。位于加拿大边界大坝电厂的全球第一个商业化CCS项目的成本超过10亿美元。自从2014年其开始运行以来，该项目遇到了各种技术问题甚至停机，远远没有达到其捕获90%二氧化碳的目标。
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CCS的支持者说，有了边界大坝项目的经验教训，将来新上线的项目将会更便宜、运行更顺畅。但这种项目的成本仍然让人望而却步，新建的CCS项目正在收缩，约有40个项目已经被搁置或者被取消。
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相较于煤炭，天然气在燃烧时释放的二氧化碳和污染物更少。在美国，水力压裂法为开采其丰富的页岩气打开了通道，并减少了用煤量。但彭博新能源财经《2016年新能源展望》的首席作者赛博·汉吉斯认为，这种能源转变只是美国特有的现象。他说，在世界上其他国家，天然气都是需要运输或者用管道输送的，这增加了天然气的成本，将限制其在未来几十年的增长。发展中国家可能会选择便宜的煤炭以及越来越便宜的可再生能源。公众对于压裂法引发的地震、生产过程中使用的化学物以及释放的甲烷（比二氧化碳更强的温室气体）的关注也会限制其他地方的页岩气勘探。
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变革的时代
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到2050年，地球上的人口将达到97亿（现在是74亿），能源的需求将会继续增长，特别是在一些新兴经济体的城市。根据国际能源署的《2016年能源技术展望》，到2050年，这些新兴经济体的城市里新增的建筑量将等于目前全球所有建筑的40%，到21世纪中期，城市人口将翻一番。
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更高的能源需求和更好的生活水平，并不意味着更多的污染物排放。根据国际能源署的报告，新的建筑可以安装高效的采暖、制冷、照明系统及家电。使用公共交通工具和电动汽车出行，特别是当它们使用清洁能源时，可以减少二氧化碳的排放和空气污染。例如，在城市屋顶安装的太阳能设备，在2050年之前可以满足其1/3的电力需求。
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关于这次转型的确切范围和速度还不太确定。例如，印度有个雄心勃勃的计划，为目前还没有用电的2.4亿公民带去电力。其目标部分是通过增加风力发电和太阳能发电来实现，同时提高国内煤炭的产量。与此同时，中国正在走一条不同的道路。2015年，中国宣布未来三年暂停新开煤矿。它在零碳技术领域（包括风力发电、太阳能发电和核电）的投资也处于世界领先水平，新核电厂的平均施工时间只有5.5年。彭博新能源财经预测，到2040年，中国电力行业的排放量将下降5%，印度则会继续增加两倍。
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国际能源署估计，未来几十年全球范围内在能源系统方面的投资将超过430万亿美元。根据该机构的计算，到2050年，大概有3%（12万亿美元）的投资是在低碳技术方面，这些投资将把全球变暖控制在2摄氏度左右，并且改善空气质量。
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技术正在彻底改变能源的前景，我们需要重新审视以前关于未来能源限制的种种看法。以前，我们认为未来会出现能源紧缺，现在看来未来将是一个能源高效和充足的时代。并且丰富的能源并不意味着更多的排放或者污染更严重的地球，恰恰相反，随着对智能技术的充分投入，未来我们将享有一个更清洁的地球。
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[1]本章作者安妮·舒卡特是一位自由撰稿人，其文章常见于《经济学人》科学与技术栏目。
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