“太阳能”可持续地养活全球80亿人！马斯克的“宏图计划3”真能实现吗？

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来源：DeepTech深科技

一周前，美国电动车及能源公司特斯拉的首次投资者日活动现场，CEO埃隆·马斯克介绍了备受关注的“宏图计划3”（Master Plan Part 3）。他声称，已经为人类找到了一条通往可持续发展的道路，让地球可以养活现在的80亿人口。

活动现场，马斯克列举了实现可持续能源经济需要达到的几个目标，包括：储能240TWh、可再生电力30TW、制造投资10万亿美元、需要能源不到燃料经济的一半、小于0.2%的可再生能源基础设施占地面积、占2022年全球GDP10%的可持续能源投资，并能克服一切资源挑战。

尽管这一宏图大计目前看起来还有些遥远，但马斯克自信地表示，大家在有生之年就能看到地球转变为一颗依靠可再生能源驱动的行星。

那么，“宏图计划3”会像特斯拉电动汽车、SPACE X计划一样变为现实，还是最终不免沦为马斯克的一曲狂想？这个问题的答案，或许就藏在其中所涉及的技术身上。

蓬勃发展的太阳能技术

根据马斯克的介绍，实现可持续能源经济，有五个关键环节：一是大范围部署太阳能等新能源；二是车辆全面电动化；其三是将热泵推广至家庭、企业、工业；第四是发展工业氢能；第五是使用再生能源的绿色航运。

在太阳能部署方面，此前特斯拉于2016年公布的“宏图计划2”就提到要用集成电池建成太阳能屋顶，在同一年，特斯拉并购了马斯克名下另一家公司Sola City，它是美国住宅太阳能市场的领军企业。“太阳能城超级工厂”（SolarCity’s Gigafactory）也在2016年入选《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”，《麻省理工科技评论》认为，该技术对于促进太能阳产业发展，减少石化燃料意义重大。这一技术的成熟和普及将使得人类社会可以通过更简单、便宜的制造工艺生产出高效的太阳能电池板。

发展至今，特斯拉主推的太阳能产品有Solar Roof（太阳能屋顶），能将阳光转化为清洁能源；另有Powerwall（能量墙）储能设备，通过存储太阳能，在夜间或停电时为家庭供电。特斯拉的太阳能电池板也将被用在旗下的电动汽车上，比如将于今年面世的电动皮卡Cybertruck。数据显示，在2022年，特斯拉一共部署了348MW的太阳能设备。

作为地球最重要的能量来源，同时又是可持续的绿色能源，太阳能一直是能源界重点研究、开发的对象，人类开发使用太阳能的规模也在过去几十年里快速发展，过程中也产生了多项太阳能相关技术。

在《麻省理工科技评论》每年评选出的“全球十大突破性技术”榜单中，与太阳能相关的技术就多次上榜。其中包括：2003年的“纳米太阳能电池”，2007年的“纳米充电太阳能”，2010年的“太阳能燃料”和“光捕捉式太阳能发电”，2012年“超高效太阳能”和“太阳能微电网”，2013年“多频段超高效太阳能”，2014年“智能风能和太阳能/智能并网发电”、2016年，“太阳能城超级工厂”和2017年“太阳能热光伏电池”等等。

目前，除了特斯拉之外，多家传统车企和能源企业都在积极布局太阳能业务，在可预见的未来，我们也将看到更多太阳能技术的突破。

狂飙的电动汽车

在部署太阳能之外，发展电动汽车，也是马斯克和特斯拉业务版图的重中之重。在介绍“宏图计划3”时，马斯克表示，一年需要生产2000万辆电动汽车才能实现可持续经济目标。

虽然一路伴随着争议和质疑，但特斯拉的电动汽车无疑已在各大车企中遥遥领先。2003年7月特斯拉汽车正式成立，在2008年交付了第一辆Roadster，之后在2012年、2015年和2017年，ModelS、ModelX和ModelS3分别上市，特斯拉在电动汽车领域的地位也逐渐站稳。据统计，2022年特斯拉生产了137万辆，2023年预计交付量将达到180万辆。就在“宏图计划3”公布当天，第400万辆特斯拉从得州超级工厂下线。

目前，全球80%左右的能源消耗来自化石能源，大量的二氧化碳排放也给地球环境带来了严重负担。其中，交通运输领域占了污染气体排放的很大一部分，因而，交通工具电动化在近几年已经成为行业科技和产业界共识。在全球实现碳中和目标的大背景下，电动汽车也成为了汽车行业发展最快的领域之一。

2023年《麻省理工科技评论》评选出的“全球十大突破性技术”中，就包括了电动汽车和电池回收技术，两者的发展前景都被广泛看好。

国际能源署（IEA）此前就曾预计，2022年，无排放汽车和卡车会占全球新车总销量的13%，到21世纪末，这一占比有望达到30%。这背后有多方力量的推动，而政策无疑是最主要的引导因素。比如美国加利福尼亚州和纽约州就出台了规定，到2035年逐步淘汰所有仅使用化石燃料的汽车的销售，其目标在于到2037年将乘用车污染减少25%。欧盟在2022年6月8日通过的一项提案规定：从2035年开始在欧盟境内停止销售新的燃油车（包括混合动力汽车）。

基于此，电池回收技术引起了电动汽车行业的关注——既然原材料有限，那么不妨选择将材料重复利用。目前，欧洲及北美的多个国家都在支持电池回收产业的发展。欧盟最近提出了针对电池制造商的广泛回收法规；北美企业如Redwood Materials和Li-Cycle等，也正在迅速扩大其运营规模。

即将爆发的新型能源

除了布局太阳能和发展电动汽车，马斯克还非常关注氢气这一绿色可再生能源。他提议使用氢气来完全替代煤炭，并称在工业生产流程中，一定数量的氢气将是不可或缺的原料。

近几年，风电、光伏、氢能等新型能源发展迅猛，其中，绿色氢能以其燃烧性能好、发热值高、生产无污染等特色被寄予厚望。所谓绿色氢能，是指通过使用再生能源（例如太阳能、风能、核能等）制造的氢气，在生产绿氢的过程中基本没有碳排放，因此这种类型的氢气也被称为“零碳氢气”。

2021年，《麻省理工科技评论》将“绿色氢能”评为“全球十大突破性技术”之一，认为绿色氢气是绿色的碳中性能源，是可再生风能和太阳能的扩充，有可能成为未来低碳化的核心燃料。

氢能之外，核能也被视为未来新能源的终极角色。2022年底，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室宣布，该机构的国家点火装置（NIF）首次成功实现了能量输出大于激光能量输入的可控核聚变反应。这是一项非常重要的进展，也意味着人类在实用化可控核聚变的道路上又前进了一大步。

过去几十年来，利用核聚变发电一直是科学家们的梦想。多年的研发投入和数十亿美元的投资，如今正在逐渐获得回报。《麻省理工科技评论》历年的“全球十大突破性技术”评选先后将“核能新浪潮”、“实用型聚变反应堆”收录其中。《麻省理工科技评论》认为，核聚变有望产生廉价的、无碳的、永远在线的能源，没有核反应堆堆芯熔毁的危险，也几乎没有放射性废物。

能源是人类赖以生存发展的基础，但与人类社会的能耗相比，目前所能获得的能源又极为有限。借助科学技术超越局限是人类历史上贯穿始终的主题，从超越肉体局限到思想局限再到能源局限，每一次突破都是技术的赞歌。

在过去20余年里，《麻省理工科技评论》始终关注并记录着每一次技术突破，如今“全球十大突破性技术”榜单也已伴随我们走过22载光阴，超200项的突破性技术正如一部前沿科技发展史，记录了时间长河中那些闪闪发光的技术灵感和科技突破。

2022年，《麻省理工科技评论》携手DeepTech推出图书《科技之巅：全球突破性技术创新与未来趋势（20周年珍藏版）》，该书系统性地梳理、总结了过去20年来由《麻省理工科技评论》发布的200余项“全球十大突破性技术”，按照“生命科学、信息工程、资源与能源、工程制造、智慧生活”五大领域分别进行剖析，同时邀请学术、产业、资本界权威对一些领域技术的特点、产业应用现状、未来发展趋势以及投资潜力进行了深度解读和专业点评，以期为各界人士提供了解各学科领域、洞察科技发展、发掘投资商机的最佳途径。

好了，关于可持续地养活全球80亿人！马斯克的“宏图计划3”真能实现吗？就讲到这。