前言

可再生能源的发展是显而易见的。自从在学校爱上了物理学，我就一直被一个百分之百由可再生能源驱动的世界的想法所吸引，那将是一个安静、安全、清洁、和平、公正的世界。对于越来越多的公司、城市和国家来说，使用可再生能源已经成为现实。如今，可再生电力比化石电力便宜，而且气候变化正在使可再生电力成为整个地球的未来必需品。

早在化石燃料出现之前，可再生能源就为我们的生活提供了动力，以后也将如此。在生物质能、水能、风能和太阳能这些现代可再生能源形式方面，许多支撑其发展的科学和技术突破都有100多年的历史。但在20世纪，我们忽略了真正有价值的可再生能源，而主要在化石能源上投资：如20世纪初的石油，20世纪50年代用来取代部分煤炭的核电，以及20世纪60年代的天然气。然而在1973~1974年石油危机之后的十年里，随着油价一夜之间翻了两番，人们产生了对可再生能源系统的重新构想。由此，一根长而缓的技术导火索悄悄点燃了。

我在十几岁的时候，并不知道老一辈人已经为我们正在经历的21世纪的可再生能源大爆发解释其物理原因并为其理论打下根基。在我于英格兰东南部的苏塞克斯大学读物理学位的第一年，乌克兰切尔诺贝利核电站的4号反应堆发生熔毁，放射性物质进入大气层。一周后，受助于极度潮湿的天气，一股偏东的气流在英格兰北部的大部分地区沉积了一层放射性物质铯-137、碘-131和锶-90，我的家乡博尔顿和我心爱的湖区也包括在内。它把一些严重的问题抛到了人们面前。

我们真的需要核能吗？难道没有更好、更安全的方式来推动经济发展吗？多亏了像戈弗雷·博伊尔（Godfrey Boyle）、戴夫·艾略特（Dave Elliott）、鲍勃·埃弗雷特（Bob Everett）、迈克尔·格鲁布（Michael Grubb）、彼得·哈珀（Peter Harper）、埃默里·洛文斯（Amory Lovins）、凯瑟琳·米切尔（Catherine Mitchell）、沃尔特·帕特森（Walt Patterson）、李·席佩尔（Lee Schipper）、布伦达·瓦尔（Brenda Vale）和罗伯特·瓦尔（Robert Vale）这样的先行者的远见卓识，当下，现代可再生能源对我们能源的未来而言，是一种可行且令人信服的选择。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）成立于1988年，当时我正开始攻读有关这方面的博士学位，这个专业在那个时候相当小众。30年后，气候变化和可再生能源成为世界主流文化的中心舞台。根据联合国政府间气候变化专门委员会制定的方案，到2050年，我们需要达到零碳排放的目标。这就意味着现在，当我们把物理和能源政策引进到气候变化这一大问题中时，我们必须比以往任何时候都要坦诚且智慧。我们迫切需要停止浪费能源，而且如果要达到这一重要目标，我们需要把如今对可再生能源的投资提升10~20倍。

从根本上说，可再生能源是指人类在地球范围内可以利用的少量能源，如太阳能、地热能和重力能。这本书以展望自然世界和人类世界中能量流动的规模为起点，通过这些简短的章节，我们将发现可再生能源的巨大潜力，并思考为什么它是限制全球变暖危机的核心。在我们对六大可再生能源——太阳能、风能、生物质能、水能、地热能和海洋能——的短暂浏览中，我们将考察推动这些能源发展的新旧关键技术，以及电力在我们能源的未来中发挥的关键作用。

一个令人兴奋的、可再生的、电力的、和平的、繁荣的、更安全的未来就在前方。我们只需要多一点想象力以到达那里。值得庆幸的是，想象力也是可再生的。

斯蒂芬·皮克