大家好，这还需要更长的时间，所以如果你对长篇阅读不感兴趣，请随意滚动到TLDR。
因此，首先，我认为了解一下自己的背景是合适的，这样人们就可以知道这一切都是从哪里来的。我今年24岁，刚刚完成无机化学硕士学位。我从小就对很多人对这类问题的看法感到困惑。多年来，我与那些也非常关注环境的人发生了很多争执，但大多都没有取得太大成就，这真的让我感到困扰，因为事实很清楚，但(当时)出于某种未知的原因，似乎没有人明白这一点。这篇文章的目的是把它从我身上去掉，希望能让尽可能多的人看到现实是什么。在这篇文章中，我将尽可能清楚地区分纯数据和我自己的观点。我绝对不是这个领域的专家，但我对所有在这方面起作用的领域(热力学、电气工程、能源和一些高能物理)都有相当的了解。
人们首先要了解的是能源分配的基础知识。我们的整个能源电网都是这样一个事实的结果，即能源生产是一个极其低效的过程(在一个普通的电网中，大约68%的能源在到达你家之前就损失了)。所有手段(太阳能电池板除外)都依赖于根据法拉第感应定律发电的发电机。在不涉及技术的情况下，发生的情况是，当你将磁铁和导体挨着移动时，就会产生电力。在某种燃料产生气体(通常是水蒸气，对此有非常好的性质)的现实中会发生什么，这些气体会用磁铁绕着一个巨大的线圈旋转一台巨大的机器。这台机器是最先进的，花费了大量的钱，所有这些都是值得的，这样才不会损失我们本来会损失的那么多能量。网格的其余部分就是为了适应这一点而制作的。电力是在大型发电厂中生产的，因为它们比分布更密集的小发电厂效率更高。为了减少传输中的损耗，所有的电力都被转换成非常高的电压，这本身就花费了数十亿美元的基础设施和维护费用。
我们已经确定，我们所需要的燃料就是旋转转子(发电机的移动部分)。那么哪一个是最好的呢？生活中的每件事都是有取舍的，但有些组合肯定比其他组合更好。
太阳能-一个局外人(不涉及旋转)。这对大自然来说是出乎意料的不好，太阳能电池板的制造和处置非常肮脏和耗能。它们的寿命也很短，波动性很大(全年和天气都不同)，效率也不是最高。在我看来，太阳能电池板的唯一合理使用是安装在屋顶上供暖，或者在基础设施没有提供任何替代方案的第三世界国家。
风能-除了破坏景观外，它还非常不稳定。与流行的观点相反，风太快实际上不是一件好事，因为它使轴承变得紧张(大大简化了)，实际上必须放慢速度。你想要的是始终如一的更快的风。如果效率很好，最高可达40%。
地热能-可悲的是，在大范围内不是很可行，但有很好的地热源，非常非常好。基本上你得到的是加压蒸汽(有很多类型，让我们省略技术细节)，在推入发电机之前，你不需要做太多的事情。
化石燃料--煤、天然气、石油--非常脏。我的意思是非常非常肮脏。根据使用的煤的不同(变化很大)，它实际上比核电站产生更多的放射性废物(我知道这很可怕)。这些废物要么是火山灰，要么分散在工厂排出的废气中。主要是放射性碳、铀和钍。可悲的是我们需要这些植物。他们是唯一能够对能源需求做出快速反应并基本稳定整个电网的人。在35左右的效率，取决于许多因素，他们不是一个巨大的胜利，但廉价，多功能提供了大部分的电力。
核能-大多数人不知道能量从何而来，所以这将是一个快速的演练。很多人都知道或看过著名的爱因斯坦E=mc 2方程式，意思是能量和质量之间有某种等价性。而这正是核能的来源。当原子分裂时，极少量的质量被转化为巨大的能量。它有许多缺点，如核废料，恒定的产量，非常高的建筑成本等，但它产生的清洁能源(是的，很难相信，我将在下面详细讨论)和非常低的价格。
这就是可再生能源和核能之间的比较之处。不受欢迎的事实是，核能大约比太阳能和风能清洁2-3倍。大部分差异归结于这样一个事实，即建造风车和太阳能电池板是昂贵的、耗能的、对资源的要求，它们不会持续很长时间，但最重要的是，它们产生的能源非常少。核电站的建造成本很高，但在那之后，它产生的废物很少(稍后会详细介绍)，而且会产生大量的能源。如果我们计算制造和处置这些能源的成本，并将其归一化为能源输出，结果发现，它产生的二氧化碳大约减少了2-3倍，同时明显更便宜。例如，如果我们用可再生能源取代一座核电站，我们既会破坏自然，又会为此支付双倍的费用(虽然这还不包括已经建成的核电站)。
很多人对任何包含“核”这个词的东西都有很多顾虑。这让我个人感到难过，因为我相信这部分是因为不理解，部分是因为媒体把它变成了大事。例如，我们从医院里知道的MRI，正确的名字是NMR，意思是核磁共振，但人们害怕它被称为核，甚至连听都没听就拒绝了这个程序，所以他们把它叫做MRI，它仍然起着同样的作用。
它会爆炸的！-嗯，总是有很小的可能性，问题是人们对大数字和统计数字很糟糕。在现实中，如今的核计划非常安全，有了很大的监督和许多预防措施，灾难性的失败几乎不是问题。
但是切尔诺贝利！？！-这实际上并不像媒体报道的那样是件大事。我并不是说这不是一场真正的悲剧，但客观地说，这不是现代发电厂可能发生的事情。一切都尽可能地糟糕。大约有4000人因此死亡。嗯，流感每年只在美国夺去10000人的生命。据估计，全世界每年约有125万人死于交通事故。切尔诺贝利现在看起来有那么糟糕吗？
核废料是一件可怕的事情-嗯，是的，也不是。你看，放射性是非常自然的，即使是香蕉也有轻微的放射性(它们含有钾)。核废料被装在由钢铁、混凝土等制成的巨大桶中。它不是到处都会泄漏辐射的东西，它们极其耐用、安全、维护得很好。大多数人从未去过核电站，我去过反应堆本身。在没有任何保护的情况下，你可以带着来自反应堆的热而新鲜的核废料走在池子上方(在反应堆维修期间，工作/研究现场的人可以远足，以更换燃料球)。辐射不是很大，仅仅是水(是的，就是普通的水)就可以很好地控制它。所发生的一切就是水有点蓝。
可再生能源的制造不是绿色的，也不是最小的--硅也不像制造的那样干净，它不仅仅是沙子。磷也不是。钛涂层？铝？我不反对化学制品，一点也不反对，你必须这样做。但是提纯硅需要能量。能量很大，其他东西也是如此。把它们处理掉简直就是地狱。
风能和太阳能确实是互相帮助的，但它们仍然非常不稳定，取决于一年中的部分时间和当地的天气。如果你有一点，也没问题。但是，如果你开始在电网中大量增加它们，那就会成为一个问题。你看，能源消耗并不总是一样的，我们必须能够对此做出反应。所以我们想要在我们需要的时候制造能量，而不是在它喜欢的时候。这就是巨大的抽水蓄能水电设施存在的原因。他们在夜间使用溢出的核电将水抽上来，在需求最高的时候产生一些电力回来。
可再生能源是不可扩展的。当你增加更多的涡轮机，只会有越来越糟糕的地方，你需要巨大的电池来保护电网免受它们的波动，巨大的电池，你会用完锂来满足整个世界的需求。事实是，这根本不会发生。
所有这些都不是虚构的陈述。它们是真实存在的。让我们来看一个例子。法国队对德国队。这两个国家都是富裕的国家，人们关心环境。但他们走的是截然不同的路线。德国变成了可再生能源。大部分是风能，一些是太阳能。他们总能源中约有35%是可再生能源，那么他们做得怎么样呢？他们的能源很贵。非常贵。是法国能源价格的两倍。所以至少他们没有产生二氧化碳，对吗？嗯，他们确实是这么想的。比法国多得多。即使你把产生的能量正常化。最糟糕的是差距越来越大！为什么？因为可再生能源再也不能有效地扩展了。那么弗朗西斯做对了什么呢？为什么它更便宜、更干净呢？核能。法国近72%的能源来自核能，是世界上最高的。结果证明它是有效的。
嗯，再说一遍，既是也不是。让我声明，拟议的解决方案主要是我自己的想法，但我相信它是牢固地基于现实的，而且很可能会是这样的。在可预见的未来，我们将继续使地球变暖。否则，我们将不得不基本上放弃文明。最好的方法是从核能中获得尽可能多的能源，在有意义的地方使用其他能源，然后简单地等待，直到聚变准备就绪。会是什么样子的！准备好兴奋起来吧：)。
因此，聚变在某种程度上与核电站相反。那里发生的事情是，重原子用中子分裂。我们称之为裂变。什么样的聚变会带来完全相反的结果。它使用轻元素，并将它们融合在一起，将质量转化为能量。关于它的好消息是，它正在使用氢(氘和氚-这两种同位素不是很常见，但数千年来仍然很容易从海洋和锂中获得，以覆盖人类)。没有爆炸的可能性，甚至没有理论上的可能性。没有浪费。只是清洁和纯净的能源。
嗯，听起来很棒吧？为什么我们还没有拿到呢？问题是，事情没有那么简单。为了简单起见，还有更多的模型等，我们几乎需要做的是创造一个小太阳(是的，太阳使用氢作为燃料，产生氦作为废物(来自Helios的氦，在古希腊语中的意思是太阳))。但在过去的十年里，聚变能源已经取得了长足的进步，随着ITER大约在5年内完成，乐趣将开始。ITER是人类历史上建造的最昂贵的项目，它将是第一个能够工作并产生能量的聚变反应堆(它仍用于研究，但将是净正数)。我所有的确信从何而来？多年来，我听过欧洲核子研究中心(CERN)物理学家关于核聚变的一些讲座，也是我的铁杆粉丝。聚变是一个巨大的技术挑战，但所有需要的领域都已经取得了巨大的进步，这就是它将会成功的原因。如果你能利用重力，核聚变就很简单，燃料只会自我挤压，而聚变的存在。那么.。这不是我们的选择，那我们该怎么办呢？我们拿一个非常热的等离子体(几百万度)压缩它，这会使核聚变开始，但启动它不是问题，维持才是问题。天气太热了，你需要将它悬浮在电磁场中，你必须控制巨大的温度梯度(短距离内的温度变化)。有许多挑战，你需要巨大而强大的磁铁，令人难以置信的屏蔽，超导电缆，高能物理，热等离子体物理，非常先进的维护机器人，等等，但这是会发生的。有了清洁廉价的能源，我们遇到的许多问题都会有非常好的解决方案，我非常期待。我们有最好的人在里面，比你我更聪明，更敬业。
在没有真正深入到细节的情况下，这已经超出了我的预期。如果这个帖子流行起来，我可能会在回答一些有趣的问题时展开它。谢谢大家的阅读。
TLDR：可再生资源在现实中是不可扩展的，永远不会满足人类的需求。令人悲哀的现实是，如今我们主要使用化石燃料，并朝着没有前途的方向前进。核能比可再生能源便宜得多，同时比可再生能源环保2-3倍，人们知道或认为他们知道的关于这些来源的大部分都是严重错位的，媒体只是在向它提供信息。这些不仅仅是理论思想，当前法国和德国的现实就是最好的例子。法国近四分之三的能源来自核能，是世界上第二好的(生态)国家。(仅从能源展台获得第一名
核电站安全：仅仅是为了给出一个概念，一座核电站要发生什么才会爆炸。重力将不得不停止工作。现在的反应堆是这样建造的：核燃料在反应堆的竖直棒中，上面覆盖着水。在它的上方，巨大的控制棒悬挂在电磁铁上。在发生任何事情的情况下，控制棒将被释放并落入反应堆。在那里，它们将吸收导致裂变的中子，并在几秒钟内停止反应。它们可以被用来控制反应，方法是将它们部分降低到反应堆中，这将减缓放射性裂变。
核废料：这确实是个问题，但和人们想象的并没有太大的不同。把它埋在地下几公里处一个稳定的位置是很好的。从理论上讲，这不是最好的解决方案，我们可以把它发射到太阳上，但当我们谈论替代方案时。核废料确实不会造成问题。如今，它主要储存在植物本身。然后将颗粒装入容器，用混凝土覆盖，然后在顶部有多个其他层。你可以绕着集装箱走一圈，除非你每天都在那里，否则什么都不会发生。
钍反应堆而不是铀：钍是一种与铀非常相似的元素。它已经被很多人提出，并被认为更安全，这在一定程度上是正确的，但在现实中并没有真正起到作用。事实证明，钍理论上优于铀，具有丰度高(约3倍)、使用方便等优点。主要问题是铀核电站技术的成熟和研究。钍的所有研究和原型都需要几十年的时间才能完成，才能普及。由于我们在可预见的未来有足够的铀，我认为我们应该把这笔钱用来促进聚变研究。到我们用完铀的时候，天气可能会变得如此温暖，除非采用核聚变，否则一切都无关紧要了。
编辑2：正如许多人带来的被切尔诺贝利和SunnyBunnyBunBun污染的土地一样，这里的一些事实做得很好。此外，如果我们不阻止全球变暖，海平面将会上升，吞噬更多的陆地。我们不能还原过去，但我们可以影响未来。
要产生1兆瓦的电力，这里是你使用这些能源所需的土地面积：-煤炭：12英亩-天然气：12英亩-核能：12英亩-太阳能：43英亩！(~4倍！)-风力：70英亩！(~6倍！)-水电：315英亩！(~26倍于！)。
效率低下？这还不包括相关材料的生产和需要更换时的处理(就像你说的，太阳能电池板是由硅制成的。制造或处理它们不是一个绿色的过程。)。
一旦你把生产中涉及的一切都计算在内，这个数字就会爆炸式增长。根据麻省理工学院的报告，如果美国100%的电力是由这些能源生产的，以下是每种能源类型的总体土地需求：
-太阳能-33,000平方米。公里-风-66,000平方英尺。公里-核-440平方千米。公里
那不是打字错误。太阳能占据的空间是核能的75倍，风能占据的空间是核能的150倍。这不是无关紧要的。这是受影响的陆地和野生动物。