从内蒙古的尘土吹来的草原到上海附近的水域，中国在2010年上半年安装了更多的风力涡轮机，比其他任何国家（7,800兆瓦的潜在电力生产），或比美国，欧盟和欧盟和美国，更多印度合并。实际上，仅在中国东北部，秋季风现在产生了约170亿千瓦时的电力，约占该地区总发电的5.5％。这是五年前的5.34亿千瓦小时。
但是，尽管取得了迅速的进展，但风能仍然只产生一小部分中国电力。Indeed, even with aggressive government backing and green energy mandates, such “new energy” — including wind, solar, nuclear power plants, and biomass — accounts for less than 3 percent of China’s electricity production, compared to more than 70 percent provided by coal, which produces roughly 3 metric tons of carbon dioxide for every metric ton of the dirty, black rock burned. And as China’s economy continues to expand at a dizzying rate for the foreseeable future, wind and other renewable sources of energy will not even be able to keep pace with new demand, meaning fossil fuel burning will continue unabated.
这不是中国独有的。在美国，微风产生的电力在过去十年中增加了13倍，但仍然只能提供该国2.3％的电力 - 相比之下，燃烧煤炭提供的电力不到50％。甚至丹麦（Denmark）比其他任何国家都做得更多，以增加风力发电，也努力将间歇性的生成资源整合到一个网格中，客户期望在拍摄开关时，顾客期望灯光或电视会出现。
一位专家说：“我们需要替换40年内我们今天拥有的所有产权基础设施。”
随着世界试图从化石燃料中解脱出来，这是对应对气候变化，改善能源安全和创造绿色就业机会的融合欲望的结果 - 太阳，风，水，水和热岩等可再生能源将发挥更大的作用。与当前最爱的煤炭和石油更干净的能源，例如核和天然气等能源。问题是：这些资源（甚至所有这些资源）都可以开始处理改变世界能源供应所需的规模吗？
即使世界的经济可以召集资源和意志力，使自己摆脱化石燃料，它将需要几十年？我们是否可以迅速采取行动来避免气候变化的潜在灾难性影响？
雪佛龙石油巨头气候变化总经理戴维·罗杰斯（David Rogers）说：“与传统资源相比，可再生能源的增长率正在以惊人的速度增长。”但是“虽然它像笨拙的人一样生长，但它从如此小的基础开始，到2030年，它仍然需要一小部分能量空间。”
为了满足一组扩散的国际目标，例如德国计划到2050年将其从可再生资源中获取80％的电力，将需要完全改变当前的能源组合。尽管有超过21,000台风力涡轮机和1300万平方米的太阳能装置，但德国仍然通过燃烧化石燃料（包括褐煤，最污染的煤炭形式）获得了其电力的50％以上。
“从某种意义上说，我们需要替换30或40年内我们今天拥有的所有产生的基础设施，”一家从事可再生能源项目的工程和设计公司的工程师Saul Griffith说，”工程师Saul Griffith说。除其他追求。“我们拥有的非碳（二氧化二氧化碳）的选择是核能，太阳能大规模，大规模的风能以及大规模的地热，然后是生物燃料或碳固执关于现有的发电厂。”
实际上，在全球范围内，为了摆脱一个从化石燃料中获得81％的能源的世界，将二氧化碳排放量减少到每年仅14千克，这就是国际能源机构所说的从现在到2050年，每年都建造：35燃煤和20个带有碳捕获和储存的燃气发电厂；30个核电厂；12,000个陆上风力涡轮机搭配3600个海上涡轮机；45个地热电厂；3.25亿平方米的光伏设备；和55个太阳能电厂。这甚至不包括建造电动汽车和氢燃料电池车辆的需求，以便将运输转移到燃烧汽油上。
此外，如果世界经济希望自己从化石燃料中断奶，他们将不得不显着提高能源效率，并开始利用诸如工厂废料之类的来源的能力。
可以肯定的是：如果全球经济确实成功地过渡到可再生能源，那么地球的面孔将发生重大变化，太阳能农场和风力涡轮机是许多景观和海景的共同特征。
一位物理学家说：“制定加起来的能源计划并不容易，但这是可能的。”
“如果大型风电场生产的美国电力中有10％是由大型风电场生产的，那么他们的地区将必须至少覆盖22,500平方公里，大约是新罕布什尔州的大小，”环境科学家Vachlav Smil说。曼尼托巴在他的书中，十字路口的能量。“这些新的能源基础设施必须比当今的化石燃料开采，燃烧和发电的基础设施大10到千倍。”这不是一项不可能的壮举，而是一个提出许多监管，技术和后勤挑战的壮举。”
“我们可以这样做吗？”雪佛龙的罗杰斯问。“即使在我们有史以来的最佳时期，我们一年中只有20至25个核电站……我们每年需要3.25亿平方米的光伏电厂。我们在去年最好的一年中大概做了10％。”
但是有理由守护乐观。根据联合国环境计划，即使在大萧条的痛苦中，可再生能源的占美国和欧盟新安装产生能力的50％以上，而中国在2009年增加了37吉瓦的风和水力发电。
“制定加起来的能源计划并不容易；但这是可能的。”剑桥大学的物理学家戴维·麦凯（David Mackay）说
扩展可再生能源。“我们需要做出一些选择并建立建造。”
当涉及到能源供应的大规模转变时，几乎没有比美国面临更多的挑战。美国人每年用近64亿桶石油和11亿吨的煤炭燃烧，从化石燃料中获得83％的能源固定。可再生资源，例如阳光，风，河流和燃料的流量，源自农作物，只有8％的能源需求。拿走乙醇和水力发电，以及太阳，风和地热电源不到美国总能源使用的1％，包括汽油消耗。
只是为了提供当前的能源混合物的四分之一，从核电（核电）发出的资源中，美国将需要到2050年建造1,000个单时核反应堆。然而，在该核反应堆上只有两个核反应堆的建设U.S. since 1974. And just to power an electric car and truck fleet to replace the U.S.’s current gas and ethanol-fueled one would require 500 new nuclear power plants. There are currently 442 reactors in the entire world, of which the U.S. has 104 — the most of any nation.
美国从化石燃料中断奶的尝试从未表现出色，但奥巴马政府在2050年之前已在国际上致力于80％的温室气体排放量下降了80％。任何一个替代能源供应都需要从几乎零增加到近100％，而仅将将需要四十年或大规模的碳捕获和存储空间，包括在所有汽车将其放在那里后，将二氧化碳从空中拉出。实际上，只需从大气中清除一枚碳的碳，就需要273家燃煤电厂，并具有完整的碳捕获和储存。目前，在美国有一个，仅捕获其排放量的1.5％。
联邦能源监管委员会（FERC）主席乔恩·惠林霍夫（Jon Wellinghoff）在接受采访时说：“我们正在谈论整个国家的转型。”耶鲁环境360。“我们谈论的是可能成千上万的新输电线路，以最终将大量的风，太阳能和其他资源转移到负载中。我们一直在谈论数十亿美元的智能网格技术投资，从消费者级别到传输和发电水平。”
为了满足当前的全球消费，将需要使用光伏设备覆盖地球表面的1％。
假设美国到2050年将需要大约4台电力（鉴于我们已经使用了三种以上），取代所有化石燃料至少需要400万台风涡轮机 - 需要建筑物12，三兆瓦的风力涡轮机根据格里菲斯（Griffiths）的说法，接下来30年的每小时。太阳能的数字相似 - 1600亿平方米的光伏电池或浓缩镜。格里菲斯计算说：“我们需要在接下来的40年中每秒制造一个太阳能电池或镜像，以便在北美安装这么多的太阳能电池。”
这不仅仅是制造必要的设备，也是寻找空间的问题。燃煤电厂的每平方米生产100至1,000瓦，具体取决于其燃烧的煤炭类型以及如何开采煤炭。一种用于将阳光转化为电力的典型光伏系统每平方米只能产生9瓦，风能仅提供1.5瓦 /平方米。
对于较小的国家而言，面临的挑战是更严重的：英国必须用风力涡轮机覆盖其整个地产，以为当前英国人的平均消费提供足够的电力 - 据剑桥专家麦凯（Mackay）称，英国人每天大约每天200千瓦时。
尽管令人生畏，但在大规模上安装新能源技术的挑战绝非不可能。在20世纪上半叶，美国花了45年的时间来增加对石油的使用，直到化石燃料占所用总能源的20％。同时，美国建造了一个庞大的汽油燃料站基础设施，国家电网的基础，数千英里的电话线，飞机和机场，州际天然气管道以及本地供暖基础设施进行家庭供暖 - 并滚动消除现代的所有电器（冰箱，收音机，电视等） - 同时在几十年中。换句话说，过去，美国似乎已经“扩大了”，这在过去的工程师的话语中很快。
将全球经济转变为在可再生能源上运转将需要类似的努力。例如，根据加利福尼亚理工学院的化学家内森·刘易斯（Nathan Lewis）的说法，为了提供相当于当前全球消费的能源等同于当前的全球消费量。这比目前被城市覆盖的土地区域少，但仍有很大一部分领土。
如果最终发生这种巨大的能源转换，将需要数十年的时间才能完成。
FERC的Wellinghoff指出：“您实际上可以耕种，实际上可以放牧，实际上可以在风涡轮机上做一些事情，而如果您将山顶脱下山上生产一些煤炭，”“最终，我们将不得不接受这样一个事实，即风力涡轮机和太阳能系统将占用相当大的土地。但是，幸运的是，我们在这个国家有很多土地，我们有能力双重使用该土地。”
但是美国也以人均能源消费领先于世界上的主要国家。The average American used 7.2 metric tons of oil-equivalent in 2009 (a number that, to be fair, has gotten slightly better of late, down from 8.5 in 2005.) That’s double the amount used by the average citizen in Europe, and five times the global average.
换句话说，美国人平均每天使用250千瓦时的时间来“运输，供暖，制造，电力等”。“这相当于每个有250瓦灯泡的人始终打开。”据Mackay称，能源效率可能会使每天的消费低至168 kWh。但这仍然意味着每个美国人都需要80平方米的光伏面板，以及4,000平方米土地上的能源作物的生物燃料。此外，美国将需要为每300名美国人建造一个2兆瓦的风力涡轮机，再加上一个1吉瓦的核电站，为波士顿的每个城市。
从较大的范围内，美国使用的一半以上的能源（56.3％）浪费了。这是由于汽车发动机中的发电厂或汽油燃烧煤炭的效率低下的结果，甚至在广阔的距离内传输电力。
工业开始利用这种废物 - 印第安纳州的一家钢铁厂采用煤炭焦化厂的废热来发电，足以帮助在另一家相邻设施中运行其钢滚动机。尽管在过去的四十年中，美国的能源使用量已经增长，但根据美国节能经济委员会2008年的一份报告称（aceee）。用于生产美国国内生产总值的每一美元的能源从1970年的18,000 BTU下降到2008年的8,900 BTU。
“ 21世纪与能源相关的挑战需要急剧转变，从强调能源供应到强调能源效率，” Aceee经济分析总监Jon“ Skip” Laitner说。“在近几十年来处理能量方面最大的成功故事也是最不理解和最不可见的。”
实际上，劳伦斯·伯克利国家实验室的研究人员估计，来自工厂，炼油厂和其他工业设施的废热具有多达95吉瓦的潜力（相当于95个核电站）的新电力，这比捕获便宜，这比捕获的价格便宜建造新的燃煤电厂。
如果最终发生这种巨大的能源转换，将需要数十年的时间才能完成。但是，正如FERC的Wellinghoff指出的那样：“规模非常大，但幸运的是，这是我们可以逐步做的事情，这是我们已经开始的事情。”
如果社会的努力朝着不同的方向转向，从制造更少的消费产品转变为制造更多设备以捕获可再生能源，这种过渡最终可能会助长本身。毕竟，格里菲斯（Griffiths）指出，现在饮料制造商每年生产约3000亿美元的铝罐，这是足够的生产能力，可以每年生产100或200吉瓦的太阳能热量。他说：“因此，如果百事可乐和可口可乐和所有啤酒厂成为太阳能公司，我们可以在10年内做1个太阳能。”“我们有工业规模。现在，我们只是在优先考虑我们想要制作的东西，而我们正在制作一次性铝罐而不是太阳镜。这给了我乐观的理由。我们能做到。”