近期,比爾·蓋茨親著的《氣候經濟與人類未來》中文版正式上市。書中分享了比爾·蓋茨用十年時間調研氣候變化的成因和影響,以及所探索的減少溫室氣體排放新技術和行動計劃。
關於應對氣候變化,比爾·蓋茨重點關注哪些問題?哪些思路和觀點值得我們借鑑?以及,他圍繞氣候變化的10億美元投資投在了哪裡?對於氣象/氣候專家來說,又提出了哪些期待?
小編專門購書一本,現將其中核心觀點(甚至投資商機
)與您分享。
核心閱讀
★書中重點討論的是如何實現淨零排放。儘管短期內“降低碳排放意味著限制經濟”,但率先實現淨零排放,這是引領全球經濟的機遇。
★僅做到全球都實現清潔能源發電,碳排也只減少約四分之一,還要關注生產和製造(水泥、鋼),種植和養殖業等的碳排放。
★降低碳排放的關鍵在於技術突破。書中圍繞生產製造、發電、種植養殖、交通運輸、製冷取暖等5個方面的零碳途徑進行分析,並部分展示了比爾·蓋茨本人投資和關注的企業和技術。
★書中詳細介紹了氣候變化帶來的天氣氣候新特點,並期待氣象/氣候專家對氣候變化的有關科學問題進行持續深入研究。
01
為什麼支援應對氣候變化研究?
關於書的重點,原文這樣說:
本書的大部分內容不是關於適應氣候變化的,而是關於另外一件需要我們去做的事情:不再向大氣中增排溫室氣體。
即,書中重點討論的是如何實現淨零排放。
書中還特別強調,富裕國家應率先實現淨零排放,這是引領全球經濟的機遇。原文如下:
在這個問題上,我聽到過有人提出反對意見:“為什麼首當其衝必須是我們?”這並不僅僅因為我們是問題的主要製造者(儘管這是事實),也是因為這是一個巨大的經濟機遇:那些建立起偉大的“零碳”企業和偉大的“零碳”產業的國家,無疑將在未來幾十年裡引領全球經濟。
以及:
無論是誰取得重大能源突破,只要證明這些突破性技術能以一種可負擔的價格推廣到全球,那麼它都會在新興經濟體中找到很多有需求的客戶。
“降低碳排放意味著限制經濟”,這是不難理解的常識,而比爾·蓋茨則用更長遠的視角,分析了降低碳排放的價值。
實際上,不僅比爾·蓋茨,在我國剛出版的《碳達峰、碳中和100問》中,也有類似觀點:
發達國家基本都公佈了碳中和目標,其背後核心是技術和經濟的競爭。在新一輪的經濟變革和技術變革中,我國不能落後,否則對我國社會經濟發展非常不利。一個社會經濟大國如果在技術和經濟創新方面不能處在前列,是難以實現真正的領先和強大的。
降低碳排放是人類願景,但這其中可能有激烈的競爭。從這個角度看,參與應對氣候變化研究,是不是有了更強的積極性和使命感?
02
淨零排放的關鍵是什麼?
書中給出的關鍵詞:技術突破
技術突破,是全書的重要關鍵詞。我們平時或多或少見到的,如清潔能源發電、儲能技術,基於直接空氣捕捉的“脫碳”技術,皆屬技術類問題。但需要關注的技術遠遠不止如此,而是要覆蓋人類造成溫室氣體排放的所有活動。
哪些人類活動會排放溫室氣體,書中給出了細分計算情況,這張圖是全書提綱:
在這個細分中,電力生產造成的溫室氣體排放只佔總量約四分之一,生產製造、種植養殖、交通運輸,都是“大頭”。也就是說,全球即便百分之百實現清潔能源發電,碳排放也只減少約四分之一。技術突破,必須關注更多方面。
書中也圍繞著這五個方面,全面分析了潛在技術路徑,介紹了比爾·蓋茨本人看好和投資的技術。我們一一來看。
03
電力生產(27%)的關鍵問題
解決發電問題,風力和太陽能固然好,但它們都是間歇性資源,很難365天24小時持續發電,而我們對電力的需求是非間歇的,這個問題是目前行業公認的短板。此外,比如太陽能夏季產能過程,冬季產能不足,也是問題。
怎麼辦?想辦法把電力儲存起來,這是一個辦法,但目前大規模儲存電力極其困難,且成本高昂。
書中給出一些其他技術思路:架設特種長途輸電線路,以高壓輸送的方式把過剩電量賣給其他地區。美國跨西部快速傳輸電力專案計劃在今年開工,如果能圓滿完成,書中認為這是革命性的。
針對這個問題,比爾·蓋茨還資助了一個如何實現按需輸送“零碳”電力專案,我們來看原文:
目前,我資助了一個專案,目標是建立一個覆蓋全美電網的計算機模型。在接下來的幾年裡,電力在整體能源消費結構中將佔據更大的比重,對於世界各地的電網來說,這樣的模型是大有助益的,它可以幫助我們回答如下問題:在某一給定地區哪種清潔能源組合最高效?應該在哪裡架設輸電線路?哪些規定會成為障礙?應該採取怎麼樣的激勵措施?總之,我希望看到更多類似專案。
在這個章節,還介紹了一些電池和其他儲能技術:
我遇到過一些傑出的工程師,他們正在研發可為一座城市儲存足夠電能的經濟適用型電池,也就是電網級電池。我很欽佩的一位發明家正在研究一種使用液態金屬的電池。這位發明家的團隊正在想方設法降低電池成本,使之足夠經濟實惠,同時驗證其在現實場景中的工作狀況。
我們可以用太陽能電力或風電製造氫氣,再以壓縮氣體的形式或以其他形式將其儲存起來,並置入燃料電池之中,待有需求時用來發電。
04
生產製造(31%)的“零碳”路徑
書中給出的關鍵詞:創新生產材料與生產工藝
首先需要解決一個認識性的問題:鋼和水泥生產過程中的溫室氣體排放量,在全球總排放量中的比例達到10%左右。利用化石燃料為工廠提供其執行所需要的電力時,是利用化石燃料為不同的製造流程提供熱能時,都會產生溫室氣體。
如何創新生產,書中也給出了一些方向:
(針對水泥生產)有些公司已經有了出色的創意。方法之一,把回收來的二氧化碳重新注入尚未使用的水泥。採用該方法的公司現在已經有幾十個客戶,其中包括微軟和麥當勞。目前,這種方法僅能減少大約10%的碳排放量,這家公司的最終目標是達到33%。
電氣化,即在一些工業流程中用電力替代化石燃料。我密切關注的一家公司,已經開發了一種名為“熔融氧化物電解”的新工藝,不再使用焦炭和熔爐冶煉鐵,而是讓電力透過一個包含有液體氧化鐵和其他成分的電解池,在電的作用下,氧化鐵得以從中分離出來,從而獲得用來生產鋼的純鐵及作為副產品的純氧。這是一項很有前景的技術。
05
種植和養殖的新方式
這部分的排放比例,也佔到19%。
書中介紹,食用類動物的飼養是溫室氣體排放的主要來源之一。就農業而言,主要排放的溫室氣體並不是二氧化碳,而是甲烷和一氧化二氮。甲烷造成的溫室效應是二氧化碳的28倍,一氧化二氮造成的溫室效應是二氧化碳的265倍。
要想接近近零排放的目標,就必須弄清楚怎樣才能減少並最終消除農作物種植和動物飼養過程中產生的溫室氣體。比如,肉牛和奶牛每年打嗝和放屁所排放的甲烷就造成的溫室效應而言,約佔全球溫室氣體總排放量的4%。
怎麼辦?書中介紹:
研究人員已經嘗試運用各種手段解決腸內發酵問題。有一種名為3-硝基氧丙醇的化合物頗具前景,可將甲烷排放量減少30%,問題是必須每天至少給牛餵食一次該化合物,這在大多數牧場不具備可行性。
其實我們可以在減少肉類食用的同時,仍享受肉的美味。選項之一是植物基人造肉。我投資了兩家生產植物基人造肉產品的公司——超越肉類公司和不可能食品公司,而且其產品已經上市。
廢棄的食物在腐爛時會產生大量的甲烷。有兩家公司正在開發隱形的植物圖層,用以延長水果和蔬菜的保質期,這些圖層是可食用的,而且絲毫不影響食物的口感。
有一些公司已經在開發化肥新增劑,幫助植物吸收更多的氮,但從而減少進入地下水或逃匿到大氣中的氮。
06
交通運輸的“零碳”技術
這裡主要是其他能源替代石油,原理不難理解,直接用原文:
替代燃料並不是一項註定失敗的事業,我們現在已經開發了先進的第二代生物燃料,這類燃料不會面臨常規生物燃料所面臨的問題,因為它所用的原料並不是糧食作物,而是柳枝稷色拉。
我們還可以利用“零碳”電力將水中的氫和二氧化碳中的碳結合,進而合成碳氫燃料。不過,這也有一個弊端,價格高昂。
07
製冷和取暖的解決方案
這部分主要在於降低製冷取暖能耗。
許多行業公司都在開發新的空調技術,可以用危害性更低的冷卻劑代替氟化氣體,目前這些方法尚處於開發初期,但他們無疑是創新的典範。
供暖的零碳路徑,實際上和乘用車的路徑頗為相似。第一,儘可能的實現電氣化淘汰燃氣熱水器和暖爐,第二,發展清潔燃料,解決熱水器和暖爐以外的其他所有熱源問題。
我對裝有智慧玻璃的窗戶也很感興趣,這種玻璃會依照溫熱要求自動變色,如果室內溫度過高它會變暗,若室內溫度過低它就會變亮。
除以上方面外,書中提到恢復生態系統有助於適應氣候變化,如:
紅樹林是一種適應鹹水環境的低矮樹種,可幫助全球避免800億美元的洪災損失,種植紅樹林遠比修建防波堤便宜,而且這些樹木可以改善水質,這是一項非常棒的投資。
08
對氣象/氣候專家有哪些期待
“氣候科學告訴我們的是,我們為什麼要應對這個問題。”
書中的第一章,用大量事實介紹了氣候變化的現狀及影響,這些是應對氣候變化的基礎。書中也認為,還有大量科學問題需要去研究。
如:
對於氣候是如何變化的,以及為什麼會變化,科學家還需要進行更多研究。比如聯合國政府間氣候變化專門委員會在其釋出的報告中表示,全球溫度上升的幅度和速度仍存在一定不確定性,而升溫到底會產生什麼樣的影響,他們至今也不完全清楚。
問題之一是計算機模型遠不是完美的,氣候異常複雜。我們對氣候還有很多不瞭解的地方,比如雲是如何影響全球氣候變暖的,再比如額外的熱量會對生態系統產生哪些影響,等等。研究人員已經在研究這些問題,並試圖找到答案。
……
以上,就是小編摘錄的一些核心觀點。當然,書中內容要更加豐富,想深入瞭解推薦閱讀原書。關於氣候變化您有哪些觀點,也歡迎在評論區留言交流。
中國氣象報社 出品
來源:中國氣象