人类每秒消耗221吨煤炭、1,066桶石油和93,000立方米天然气。。
这些资源曾为工业革命提供了巨大助力。这场革命始于18世纪的英国，并利用煤炭和石油等“新能源”。然而，进入21世纪之初，我们该重新审视“新能源”这一概念了。化石燃料不应出现在任何面向地球的长期可持续能源解决方案中。我们需要以可再生能源取代化石燃料。那么，应该选择哪些能源呢？
人类迟早需要认识到，太阳能才是唯一的长期可持续能源解决方案。这一点显而易见：与风能、核能、生物质能或地热能等其他可再生资源相比，太阳所蕴含的能源潜力极其巨大。举例来说，太阳能的理论潜力为89太瓦（TW）。这意味着，90分钟内照射到地球表面的能量（480艾焦，EJ），超过了2001年全年全球来自所有其他资源的能源消耗总量（430 EJ）。
离网太阳能应成为非洲的能源未来。离网系统是指人们不依赖远程基础设施（例如接入集中式电力输电线路），而是使用独立的自给式电源。此类系统非常适合生活在农村地区的人们。非洲有6.2亿人无法获得能源，能源获取应是他们的一项基本人权。为实现这一点，未来的电力解决方案应着眼于电网之外。
多年来，我一直教授高级可持续能源课程。我很清楚，要实现“可持续能源”解决方案，必须采用多学科方法，并需要化学、生物物理学、生物学和材料工程领域的专业知识。
例如，光合作用是自然维持生命的方式，要全面理解它，需要涉足多个学科。科学能否从中汲取经验，为我们提供可持续能源解决方案？可以，通过一种称为人工光合作用的过程实现。大型光伏（PV）面板遍布太阳能电站。我们能否想象一种外观如同玻璃、可以用于城市建筑的透明太阳能电池？答案是肯定的。
拥抱太阳
能源是人类最重要的资源，而太阳能是终极能源。太阳作为能源，拥有多项优势：资源丰富，基本取之不尽，而且不会区别对待，能够让所有用户平等获取。
目前，地球的能源消耗功率约为17.7万亿瓦（17太瓦，TW）；假设人口增长率相近，到2050年将达到30 TW。照射到地球表面的太阳能几乎比人类文明的消耗速率高四个数量级。显然，只要善加利用，这些能源就绰绰有余。
太阳的能源潜力在地球表面可达120,000 TW。更实际地说，即使假设效率只有10%，且覆盖不到地球表面2%的面积，就能获得50 TW；
风能在10米高度可达2-4 TW；
核能为8 TW，但由于需要退役，必须永远每1.5天建成一座电站；
生物质能为5-7 TW，前提是将所有可耕地用于能源作物，而不用于粮食生产；
地热能为12 TW。
因此，解决方案应该很明确：聚焦太阳能，其他能源都达不到所需规模。太阳能与风能的组合被认为至少是非洲未来可行的选择。挑战在于，太阳能只有转化为热能、电力和燃料等可用能源形式后，才能发挥作用。
以下介绍两项将太阳能转化为电力或燃料的前沿新技术。
新技术
黑色太阳能光伏（PV）面板是最常见的发电方式。一项颠覆性技术将使这类光伏面板变得透明，从而可以取代任何地方的普通玻璃。例如，大型建筑物垂直安装的“玻璃面板”实际上可以成为为建筑供电的能源来源。
太阳能公司Onyx Solar已在25个不同国家的70个项目中为建筑应用光伏玻璃，展示了这一概念的可行性。目前唯一的竞争对手Ubiquitous Energy则更专注于移动设备。在手机上，玻璃屏幕将成为电源，有望使电池变得多余。
简单来说，光合作用是绿色植物利用阳光中的能量进行化学反应的过程。其中一种反应是将水分子分解为氧和氢。
人工光合作用是一种模仿天然光合作用部分过程以满足我们需求的技术，例如制取氢气。由于氢被视为未来的燃料，一项重要研究方向是捕获并转化阳光，以获取能源并储存氢气。
对核能说不
在南非，核能领域受到政治贪欲的玷污，而非基于科学考量。幸运的是，2017年4月，高等法院叫停了所有进一步发展核能的计划。
我们不要重蹈致命错误，把核电视为一种选择；让我们牢记两项后果。
建成一座核电站需要10年时间和数十亿兰特，更不用说建八座了。核电站投入使用后也并非能够永久运行；50年后还必须退役，耗费同等的时间和资金。
假设南非是一个拥有浓缩铀库存和核电站的国家，这类设施就会成为恐怖分子的首要袭击目标，而且安保成本高昂。何必冒这个风险？
切尔诺贝利核灾难发生至今已有31年。它重创了乌克兰，周边2,600平方公里的土地至今仍被认为不适宜人类居住。
如今，一座巨型辐射屏障遮蔽了那片土地上的创伤。当太阳蕴含如此巨大的潜力时，南非值得冒这样的风险吗？
