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能源转型其实就是有些东西发生了变化。要理解一个变化，应该看看它的目标和起点。因此，我们必须首先了解我们如今消耗了多少能源，以及到目前为止这些能源是从哪儿来的。了解这些之后，我们希望在下面的章节中进行如下的思想实验：
你怎么看？你认为这可行吗？你觉得很容易实现吗？还是觉得完全不可能？为了探究这个问题，我们打算在一张对照表中比较能源消耗和能源生产。
我们的能源对照表：左边是当前的能源消耗，单位为千瓦时每人每天，右边是我们想在本书中评估的可再生能源的生产潜力。每千瓦时对应一名自行车手，右边的柱子会有多高呢？
在能源对照表的左边，我们看到的是现今德国所有居民的平均能源消耗，稍后我们将讨论柱子的高度，以每人每天的千瓦时表示。几乎每个居民都有相同数量的自行车手为其服务，他们日复一日地为居民提供能量。当然必须说明在现实生活中，生产电的是我们的发电厂，而不是自行车手。此外，我们还从用于车辆和飞机等交通工具的汽油、柴油或煤油等燃料中获取能量，也从石油和天然气中获取能量，用于供暖。
在右边，我们会在您阅读本书的过程中逐步搭建一根柱子，它代表了可能会在德国生产的可再生能源。我们将探索可持续能源生产的所有可能性，届时右边柱子的高度就会随之上升，我们会在每章最后更新它的高度。大家可以猜一下，右边的柱子会比左边的高吗？如果答案是肯定的，这意味着我们可以轻松地通过可再生能源来满足我们的能源需求。要是右边的柱子不及左边的呢？那么我们将来如果依然只想使用气候中和
能源，就不得不考虑其他替代方案。你认为结果会是怎样的呢？
正如前面所说：为了进行实验，我们首先要了解德国现今的能源消耗有多少。为此，我们必须弄清楚这里所说的能源消耗到底是什么。
能源消耗并不等同于能源消费。在这种情况下，区分一次能源、最终能源和有用能源就显得非常重要。
所谓的 一次能源消耗 是指我们维持国家运转所需的所有能源载体和来源的能源总量。发电厂利用煤、石油、天然气或铀来发电，同时也使用风能、太阳能和生物质能。在交通领域，我们利用汽油、柴油和煤油，这些都是从炼油厂的原油中提取出来的。对于加热，我们使用取暖油，它也是从炼油厂的原油中提取的。如果我们将所有原材料和能源的能量含量相加，我们得出的一次能源消耗为每人每天120千瓦时，即每个德国居民需要120名自行车手。这是多还是少呢？我们之后会感受到的。
目前德国每人每天120千瓦时的一次能源需求是如何满足的呢？
1 插图中的数据均为概数。
在我们每个人平均每天使用的这120千瓦时能量里面，超过100千瓦时（85%）来自化石燃料（其中还有一些来自核能），18千瓦时（15%）来自可再生能源，其中光伏和风能只占5%，这相当令人震惊，毕竟我们经常看到关于这些可再生能源的演讲，内容都非常鼓舞人心。另外，只有大约1/3的一次能源可以用于发电，其余的都被我们直接消耗掉了，主要是通过供暖时的燃烧和车辆油耗，而在这里可再生能源所占的份额仍然很小。这也就解释了为什么可再生能源在电力生产中的份额最近一直在50%左右，但它们在一次能源需求总量中的份额仅为15%。所以，我们要注意分辨：别人到底是在谈论“能源生产”还是“电力生产”？这两者区别很大。
与一次能源需求相比， 最终能源需求 是指到达最终用户的能源，就是说日常生活用电或者工业用电，比如我们在加油站给汽车加的汽油，利用太阳能从屋顶获得的热量，从远程供暖系统购买的热量，或者以石油、天然气或燃料芯块的形式购买的热量。德国每人每天的最终能源需求是85千瓦时。为什么低于一次能源需求呢？主要是因为大量能量会在发电厂损耗掉，比如将煤转化为电力的过程中，50%以上的能量会以热能的形式损耗掉，而在将电力传输到各家各户的过程中又会损耗掉5%。从原油中提炼汽油时，也会有大约10%的能量损耗。当能量到达最终用户时，所有这些损耗都已经扣除了，这就解释了一次能源和最终能源的不同之处。
还有所谓的 有用能源消耗 。它就更少了，因为这里只考虑对我们有用的能量。然而，有用能量更难确定，并且无法统计。例如，在驾驶燃油汽车时，汽油中70%以上的能量以热量的形式白白浪费掉，只有20%到30%是用于驱动汽车的。而这种驱动是唯一让我们受益的事情。虽然电动汽车的效率明显更高，但也有损耗。这样就会得出一个不太好的结论：在能量转化为对我们有用的形式时，总会有损耗，没有任何一个过程中能量是百分之百都得到使用的，尤其是将热量转化为电能（比如燃煤电厂）和将热量转化为机械功（例如发动机中）。
我们的生活水平与我们的最终能源需求密切相关。如果完全用可再生能源来满足这一需求，基本上一切都会保持不变——我们几乎不需要改变。那么，通过可再生能源生产能量的真正目标是最终能源消耗吗？但即使是可再生能源，也不是没有损耗的。例如，即使风能和太阳能发电不稳定，电力也必须持续地输送到我们的家中或暂时地被储存起来，这种情况有时就会导致相当大的能量损耗，再比如通过所谓的“绿色电力”生产氢气时，也会有能量损耗。或许一次能源需求是更现实的目标呢？
因为这个问题的答案和解答过程都并不简单，所以我们想在我们的思想实验中将这两个数据都纳入对照表：我们当前的最终能源需求和一次能源需求。如果我们想用可再生能源满足我们现在的全部能源消耗，那么介于这两个值之间的能源量，即每人每天85～120千瓦时，可能是合适的数量。这是因为，一方面，转向可再生能源省去了化石燃料发电厂的能量损耗，但另一方面，必要的能源储存也带来了新的损失。你选择个人认为更现实的数字，其实这对本书中的结论并没有太大的决定性意义。
德国的能源消耗：一次能源需求为每人每天120千瓦时，最终能源消耗为每人每天85千瓦时。我们直接影响了家庭用电量、供暖和客运所消耗的电量，而我们的消费行为间接地影响了货物运输和工商业等领域的能源消耗。
当然，我们可以假设未来将拥有更高效的技术，从而减少我们的能源消耗，比如交通和供暖的电气化就有着巨大的潜力。尽管如此，我们还是希望在能源对照表中列出现在的能源消耗。一方面，能源结构的变革条件必然是先成功实施改革；另一方面，回顾过去30年，尽管技术进步使效率有了明显的提升，但最终能源消耗根本没有改变。因此，我们不能确定是否可以像人们常说的那样，通过技术进步轻松地降低我们的能源消耗。例如，如果我们在交通领域完全依赖电能，那么该领域的能源消耗实际上是有增无减的。
30年来，尽管技术进步使效率有了明显的提升，但德国的最终能源消耗（单位：千瓦时每人每天）一直约为每人每天85千瓦时。它已经与经济增长脱钩了，但这对我们来说就足够了吗？
其他国家的一次能源消耗情况又是怎样的呢？这是一个非常有趣的问题，让我们来看看这些比较有代表性的国家：
图中可以看出地球上的能源消耗非常不均衡（浅蓝色，亚太地区；粉红色，非洲；黄色，美洲；深蓝色，欧洲）。此外，世界能源消耗的平均水平是每人每天不到60千瓦时，而我们德国的消耗量是其两倍，看看印度和中国在哪里。
我们可以看出：能源消耗与财富有着很大的关系。一般来说，富人会比穷人消耗更多的能源。例如，在印度，人均能源消耗量仅为我们的1/5。难道我们不想让印度人民和德国人民拥有一样的生活水平吗？答案当然是肯定的，但是这只有在能耗显著增加的情况下才有可能。此外，世界人口仍在持续增长，因此，全球能源消耗总量可能会继续上升，即使这种增长近年来已经有所放缓。仅在1973年到2020年间，世界人口就翻了一番，而在德国，人口也有5%的增长。
回到我们的思想实验，现在的情况如何，我们能否只使用可再生能源来满足我们当前的能源消耗呢？让我们往下看，在下文中，我们希望共同了解未来的能源供应情况，以便每个人都可以在这个重要话题上发表意见，并帮助决定我们在未来几十年要走哪条路。所以让我们开始吧！