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图1：《科学美国人》特稿：绿色星球计划 制图/冯成@译言
风能和太阳能的可提供量远远高于全球人的消费量。作者的计划需要在全世界建造380万台大型风力涡轮机，9万座太阳能发电厂，和大量转换地热、潮汐、屋顶光伏能量的装置。每千瓦时可再生能源的生产和传输成本低于每千瓦时化石燃料和核能的工程成本。在此过程中，一些特殊材料的稀缺和政府对此决心的不足，成为新能源发展的最大阻碍。而最佳选择是风能、太阳能、地热能、潮汐能和水力发电――这些能源都来自于风力、水力和阳光（被称为WWS――wind，water，sunlight）
据《科学美国人》杂志近日报道，12月7日65个国家的领导人将齐聚哥本哈根，设法就在接来下的几十年里减少温室气体排放这一议题达成一致。实现该目标最有效的方法莫过于大规模的将化石燃料转变为清洁、可再生的能源。如果领袖们相信这一转变是可行的，他们也许会达成一项历史性的协议。我们认为他们可以做到。
一年前美国前副总统阿尔・戈尔（Al Gore）许下宏愿：要在10年内用100%无碳的电能重建美国能源结构。而我们的两位同事已经开始评估这一变革的可行性，而我们承担了更艰巨的任务：确定如何能在最早2030年前，使全世界的能源――无论哪一领域――都由风力、水力和太阳能资源提供。下面是我们的计划：
科学家们为此已经努力了至少十年，从各个方面对这一艰巨任务进行分析研究。最近，斯坦福大学根据其对全球变暖、环境污染、供水系统、土地利用、野生生物及其他关注点的深入研究，发布了一份2009报告，对能源系统进行了排名。最佳选择是风能、太阳能、地热能、潮汐能和水力发电――这些能源都来自于风力、水力和阳光（被称为WWS――wind，water，sunlight）。核能、含碳的煤、乙醇和石油、天然气都属于次级的选择。研究还发现利用WWS资源充电的电池汽车和氢燃料电池汽车有助于大幅降低交通领域的污染。
我们的计划需要数以百万计的风力涡轮机，抽水机和太阳能装置。数量庞大，但也不是不可跨越的障碍；人类社会过去曾做过许多次成功的变革。在第二次世界大战期间，美国改组了汽车工厂，生产出30万架飞机，其它国家用这种方法生产了486,000架飞机。1956年美国开始建设州际高速公路系统，35年后高速路扩展到47,000英里，甚至改变了商业体系和社会体系。
那么改变世界的能源体系是否可行？变革能否在20年内达成？答案取决于人们选择何种技术、关键原料是否容易获得，以及经济、政治因素的影响。
只采用清洁的技术
图2：2030年前，地球能源结构的合理设想 制图/冯成
可再生能源来自于对资源的采集：风，能制造海浪；水，包括水力、潮汐和地热（水被地下滚烫的岩石加热）；以及阳光，包括光能和太阳能――发电厂通过集中光束来加热液体，带动涡轮机发电。我们的计划只接受今天就能实现，或者马上能大规模投入实施的技术，而不是那些也许要研究上二三十年的科学畅想。
为了确保我们的能源体系始终清洁，我们只考虑那些在其生命周期――技术开发、技术应用、技术衰退――中，温室气体和污染气体的排放几乎为零的技术。举例来说，如果作为汽车燃料，即使最环保的乙醇，其造成的空气污染也会导致和燃烧石油同样的死亡率。而如果把核反应堆的建设和铀的提炼和运输过程算上，核能的碳排放量是风能的25倍。碳捕捉和封存技术可以减少火力发电厂的二氧化碳排放量，但会增加其它的空气污染物，并且在其它方面――煤的开采、运输、处理――更加有害，因为碳捕捉和封存技术需要消耗更多的煤。同样的，我们也不接受那些有废料处理和安全方面风险的技术。
在我们的计划里，WWS资源将为加热和交通提供电能――如果世界还希望减缓气候变化，这些产业必须更新。我们认为大部分的化石燃料加热器（包括烤箱和火炉）可以被电力装置取代，并且大部分化石燃料交通工具可以被使用电池和燃料电池的交通工具取代。利用WWS资源生产的电能分解水（电解）可以制造出氢气，用来补充燃料电池，供飞机及整个产业的消耗使用。
地球上的可再生能源储量丰富
图3：集合风能、太阳能及潮汐能于一体的集成电站
据美国能源情报署报告目前全球年耗电最高达大约12.5太瓦(terawatts, TW)。该机构预计，到2030年由于人口增长和生活水平提高，全世界将需要16.9太瓦的能源，其中美国消耗2.8太瓦。能源结构也和今天相似，大量依赖化石燃料。然而，如果这个星球能完全由WWS资源提供能源，而没有化石燃料或者生物质燃烧，形势完全可以得到改变。全球电量需求将降至仅11.5太瓦，美国的需求将降至1.8太瓦。这是因为电气化是利用能源更加有效的途径。例如，汽油中只有1
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