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人类离耗尽地球上的资源还需要多久?

量子永生的回答

远谈不上,人类目前只能说是地球襁褓里的婴儿,喝着地球的奶水;相比工业革命前算是断掉了脐带,但距离吃上正餐还有很多路要走。

2019年全年,全世界的能量消耗抵不上太阳一小时向地球辐射的能量。

除了地热能,潮汐能和核能之外几乎所有的能源:煤炭、石油、天然气、油页岩、水能和风能等等,最终都来自太阳。太阳的辐射不断照射到地球上,是几乎所有生命的最终能量来源。

只要太阳的光能能射到地球上,以人类目前或一千年以内的科技水平,都不可能耗尽地球上的太阳能。

我们暂且不谈这些被固定下来的太阳能,就看看太阳直接辐射给地球的能量,人类利用了多少。

首先,太阳的光度(Luminosity,即恒星的功率),L☉:3.828×10²⁶ 瓦特[1]

太阳的能量输出只有很小一部分传输给地球。太阳直径130万公里,在地球上看太阳只有0.5度视角;要是在太阳附近看地球,那就基本看不到了。
太阳所发出的能量绝大多数都发散到了空旷的空间里。传输给地球的功率比例近似于 :
以日地距离为半径的球体表面积 / 地球的横截面积
≈ 2.81229×10²³ 平方米 / 1.27802×10¹⁴ 平方米
2200505469

到地球这里,太阳的功率还有1.74×10¹⁷瓦特。这是理论上全球可利用的太阳能的能量上限。

但我们实际用了多少呢?

2019年,世界能量总消耗为5.84×10²⁰焦耳[2],而太阳一年的辐射能是5.5×10²⁴焦耳。两者相差一万余倍。

中国是太阳能发电大国,太阳能发电占比达到了9.2%[3]。但世界范围内,这5.84×10²⁰焦耳的发电量里,太阳能只占不到1.5%。

也就说,如果只看人类对太阳能的利用,我们至少还有10万倍的利用空间。

要谈耗尽,我们至少要把这里面的一半用起来。下表是我们地球人的每年总发电量。

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看不到指数增长的迹象,如果按照这个速度不变,发展到发电量达到太阳辐射能的一半,需要35万年。这显然太长了。希望有生之年内会有指数增长出现。有很多科学家估计,人类发展到卡尔达肖夫I级文明应该在几千年的时间段内。

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