前言

可再生能源的發展是顯而易見的。自從在學校愛上了物理學，我就一直被一個百分之百由可再生能源驅動的世界的想法所吸引，那將是一個安靜、安全、清潔、和平、公正的世界。對于越來越多的公司、城市和國家來說，使用可再生能源已經成為現實。如今，可再生電力比化石電力便宜，而且氣候變化正在使可再生電力成為整個地球的未來必需品。

早在化石燃料出現之前，可再生能源就為我們的生活提供了動力，以后也將如此。在生物質能、水能、風能和太陽能這些現代可再生能源形式方面，許多支撐其發展的科學和技術突破都有100多年的歷史。但在20世紀，我們忽略了真正有價值的可再生能源，而主要在化石能源上投資：如20世紀初的石油，20世紀50年代用來取代部分煤炭的核電，以及20世紀60年代的天然氣。然而在1973~1974年石油危機之后的十年里，隨著油價一夜之間翻了兩番，人們產生了對可再生能源系統的重新構想。由此，一根長而緩的技術導火索悄悄點燃了。

我在十幾歲的時候，并不知道老一輩人已經為我們正在經歷的21世紀的可再生能源大爆發解釋其物理原因并為其理論打下根基。在我于英格蘭東南部的蘇塞克斯大學讀物理學位的第一年，烏克蘭切爾諾貝利核電站的4號反應堆發生熔毀，放射性物質進入大氣層。一周后，受助于極度潮濕的天氣，一股偏東的氣流在英格蘭北部的大部分地區沉積了一層放射性物質銫-137、碘-131和鍶-90，我的家鄉博爾頓和我心愛的湖區也包括在內。它把一些嚴重的問題拋到了人們面前。

我們真的需要核能嗎？難道沒有更好、更安全的方式來推動經濟發展嗎？多虧了像戈弗雷·博伊爾（Godfrey Boyle）、戴夫·艾略特（Dave Elliott）、鮑勃·埃弗雷特（Bob Everett）、邁克爾·格魯布（Michael Grubb）、彼得·哈珀（Peter Harper）、埃默里·洛文斯（Amory Lovins）、凱瑟琳·米切爾（Catherine Mitchell）、沃爾特·帕特森（Walt Patterson）、李·席佩爾（Lee Schipper）、布倫達·瓦爾（Brenda Vale）和羅伯特·瓦爾（Robert Vale）這樣的先行者的遠見卓識，當下，現代可再生能源對我們能源的未來而言，是一種可行且令人信服的選擇。

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）成立于1988年，當時我正開始攻讀有關這方面的博士學位，這個專業在那個時候相當小眾。30年后，氣候變化和可再生能源成為世界主流文化的中心舞臺。根據聯合國政府間氣候變化專門委員會制定的方案，到2050年，我們需要達到零碳排放的目標。這就意味著現在，當我們把物理和能源政策引進到氣候變化這一大問題中時，我們必須比以往任何時候都要坦誠且智慧。我們迫切需要停止浪費能源，而且如果要達到這一重要目標，我們需要把如今對可再生能源的投資提升10~20倍。

從根本上說，可再生能源是指人類在地球范圍內可以利用的少量能源，如太陽能、地熱能和重力能。這本書以展望自然世界和人類世界中能量流動的規模為起點，通過這些簡短的章節，我們將發現可再生能源的巨大潛力，并思考為什么它是限制全球變暖危機的核心。在我們對六大可再生能源——太陽能、風能、生物質能、水能、地熱能和海洋能——的短暫瀏覽中，我們將考察推動這些能源發展的新舊關鍵技術，以及電力在我們能源的未來中發揮的關鍵作用。

一個令人興奮的、可再生的、電力的、和平的、繁榮的、更安全的未來就在前方。我們只需要多一點想象力以到達那里。值得慶幸的是，想象力也是可再生的。

斯蒂芬·皮克