可再生能源，減緩氣候變化所需的技術(shù)創(chuàng)新

減緩和適應(yīng)氣候變化是本世紀(jì)最緊迫的兩個(gè)問(wèn)題。能源問(wèn)題，或者更具體地說(shuō)，整體能源使用和對(duì)化石燃料的依賴，是這些問(wèn)題的根源。為了成功控制全球變暖，世界必須以更有效的方式利用能源，依靠綠色能源進(jìn)行運(yùn)輸、供暖和制冷。

政府最近發(fā)出警報(bào)：大氣中的 CO 2濃度 處于過(guò)去 200 萬(wàn)年來(lái)的最高水平，而溫室氣體(甲烷和二氧化氮)處于過(guò)去 80 萬(wàn)年來(lái)的最高水平。因此，與過(guò)去 2000 年相比，地球溫度在過(guò)去 50 年中以前所未有的速度上升。

麻省理工學(xué)院大氣科學(xué)教授克里·伊曼紐爾說(shuō)：“在過(guò)去 50 年左右的時(shí)間里，全球氣溫升高和氣候的某些其他方面無(wú)疑是由人為溫室氣體排放量增加造成的?！? 伊曼紐爾在接受EE Times采訪時(shí)說(shuō)，其中一個(gè)后果是政治不穩(wěn)定導(dǎo)致的武裝沖突，主要是由于食物和水的短缺?！斑@也是美國(guó)國(guó)防部的觀點(diǎn)，這就是為什么他們認(rèn)為氣候變化是當(dāng)前最重要的國(guó)家安全風(fēng)險(xiǎn)之一。”

關(guān)于氣候變化的現(xiàn)實(shí)及其后果正在形成共識(shí)，但公眾的理解仍然存在差距。伊曼紐爾指出，意識(shí)形態(tài)和錯(cuò)誤信息普遍存在，損害了整個(gè)地球。

二氧化碳排放

二氧化碳 (CO 2 ) 由一個(gè)碳原子共價(jià)鍵合到兩側(cè)的氧原子上。由于這種結(jié)構(gòu)， CO 2具有許多振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，這使其成為一種有效的溫室氣體。在正常情況下，這是至關(guān)重要的。CO 2顆?；旧掀鸬竭^(guò)濾器的作用;它們對(duì)陽(yáng)光是透明的，但會(huì)吸收行星發(fā)出的輻射并將其轉(zhuǎn)化為熱能。人類活動(dòng)引入了過(guò)量的 CO 2， 使地球變暖。森林通過(guò)從大氣中吸收 CO 2來(lái)幫助調(diào)節(jié)氣候，但伐木和畜牧業(yè)也會(huì)導(dǎo)致極端的溫室效應(yīng)。

應(yīng)對(duì)全球變暖需要持續(xù)降低大氣中存在數(shù)千年的CO 2 和其他溫室氣體的濃度。脫碳之路需要全球清潔能源供應(yīng)鏈和技術(shù)創(chuàng)新。

盡管如此，鑒于許多其他緊迫的挑戰(zhàn)，對(duì)氣候變化的關(guān)注已被證明是困難的。

“我同意，”伊曼紐爾回答說(shuō)，“但幾乎所有這些主要問(wèn)題都是重疊的。一個(gè)例子是，[世界衛(wèi)生組織]估計(jì)每年有 870 萬(wàn)人過(guò)早死亡，原因是化石燃料燃燒引起的呼吸問(wèn)題。與此作斗爭(zhēng)需要許多相同的戰(zhàn)略和新技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化?！?

人口控制是另一個(gè)例子?！邦A(yù)計(jì)溫室氣體排放量增加的很大一部分來(lái)自人口的增加，但經(jīng)驗(yàn)表明，人均財(cái)富的增加會(huì)降低人口增長(zhǎng)，[例如]通過(guò)女性教育。增加人均財(cái)富需要增加人均能源消耗，我們又回到了與全球變暖問(wèn)題的強(qiáng)烈重疊，”伊曼紐爾補(bǔ)充道。“無(wú)碳能源不僅要取代現(xiàn)有的發(fā)電方式，還要吸收預(yù)計(jì)的電力消耗的大幅增長(zhǎng)?！?

比利時(shí)、法國(guó)和瑞典是少數(shù)幾個(gè)成功實(shí)現(xiàn)發(fā)電完全脫碳的國(guó)家之一。他們?cè)诖蠹s十幾年內(nèi)很快就做到了，”氣候?qū)＜抑赋??！斑@是為了應(yīng)對(duì)第一次中東石油危機(jī)，旨在實(shí)現(xiàn)能源安全，而不是解決全球氣候變化問(wèn)題，當(dāng)時(shí)沒(méi)有人真正注意到這一點(diǎn)。

“這主要是通過(guò)核電和水電的結(jié)合來(lái)完成的，”伊曼紐爾繼續(xù)說(shuō)道。“原則上，我們現(xiàn)在可以在更全球的范圍內(nèi)做同樣的事情，但將核能與其他可再生能源[如]太陽(yáng)能和風(fēng)能結(jié)合使用。但我們必須比這些早期的例子走得更遠(yuǎn)，使交通、工業(yè)和農(nóng)業(yè)脫碳。”

政府現(xiàn)在可以在兩個(gè)方面采取行動(dòng)。“首先是對(duì)化石燃料明顯的健康和氣候外部性征稅，以便其成本更準(zhǔn)確地反映生產(chǎn)和燃燒這些燃料的實(shí)際成本。但這還不夠。政府還必須激勵(lì)能源生產(chǎn)和儲(chǔ)存以及碳捕獲和儲(chǔ)存方面的創(chuàng)新，以刺激無(wú)碳能源和碳捕獲技術(shù)的快速開(kāi)發(fā)和部署。

“他們必須以旨在真正克服問(wèn)題的方式這樣做，而不是傾向于意識(shí)形態(tài)驅(qū)動(dòng)的解決方案。僅市場(chǎng)的反應(yīng)就太慢了，”伊曼紐爾斷言。

為避免溫室效應(yīng)進(jìn)一步加劇，我們必須開(kāi)始一場(chǎng)真正的脫碳革命，其中涉及基于可再生能源的低碳或零碳能源轉(zhuǎn)型。這一進(jìn)化過(guò)程不僅必須發(fā)生在技術(shù)層面，還必須發(fā)生在文化和社會(huì)層面，這些步驟需要我們的日常生活發(fā)生重大變化。

能源相關(guān)的溫室氣體排放也可以通過(guò)節(jié)約能源和提高能源效率來(lái)降低總體能源消耗，例如通過(guò)增加家庭絕緣或使用更高效的交通方式。速度至關(guān)重要：為了避免氣候變化的最壞影響，我們必須立即行動(dòng)。排放到大氣中的溫室氣體越多，我們就越不可能遏制氣候變化的最壞影響。

氣候變化是我們這一代人面臨的最大挑戰(zhàn)。減少溫室氣體排放可以通過(guò)全球?qū)用娴那袑?shí)和共同承諾來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且必須得到技術(shù)創(chuàng)新的支持。