从化石到可持续：现代能源科学与工程的转型挑战

“现代能源科学与工程：从石油到可持续能源的转变与挑战” 这篇内容主要探讨了现代能源科学与工程领域面临的转变和挑战，特别是在从传统化石燃料向可持续能源过渡的过程中。作者克里斯·格雷格，昆士兰大学教授，通过分析全球能源使用现状，强调了能源对现代社会的重要性以及能源转型的必要性。 1. 能源与社会发展 文章指出，能源是推动经济发展和社会进步的关键因素，确保可靠且负担得起的能源服务是全球社会、政府和工业的共同目标。发达国家与欠发达国家之间存在显著的能源服务差距，富裕国家享受着广泛的现代能源服务，而贫穷国家则面临着能源短缺的问题，无法满足基本需求。 2. 能源转型与环境挑战 以中国为例，其在2000年至2016年间的一次能源消费量和GDP均大幅增长，但过度依赖化石燃料导致了严重的环境问题，包括空气污染和温室气体排放，特别是二氧化碳。这引发了对能源转型可持续性的担忧。 3. 可持续能源与能源转型 全球能源系统的主要支柱仍然是化石燃料，尤其是煤炭，但它们的使用已经引发严重的生态后果。因此，研究的重点转向了能源经济的脱碳，工程师们致力于开发低碳能源系统，同时确保能源供应的安全和负担能力。 4. 主要研究方向 能源安全是首要考虑，包括减少对稀缺资源的依赖，可再生能源被视为增强能源安全的重要途径。此外，研究还集中在减少矿物燃料利用中的二氧化碳排放、开发零碳能源系统以及分析能源经济系统。 - 能源安全涉及资源的可持续性和进口依赖问题，工程师通过推广可再生能源技术，如风能、太阳能等，以提高能源自给自足能力。 - 减排工作主要针对化石燃料燃烧产生的二氧化碳，通过技术创新，如碳捕获和存储技术，来应对这一挑战。 - 零碳能源系统的研究旨在构建不依赖化石燃料的能源结构，如核能、氢能和大规模可再生能源系统。 - 能源经济系统分析则关注如何在保障能源供应的同时，实现经济与环境的协调发展。 文章中还提到，智能采矿技术的发展，如自动化和信息技术的应用，有助于提高能源生产效率，加强能源安全，尽管这并不直接涉及可再生能源。 总结来说，这篇内容揭示了现代能源科学与工程面临的复杂问题，即如何在满足不断增长的能源需求的同时，实现能源结构的绿色转型，以应对气候变化和环境保护的挑战。