以“全球阿波羅計(jì)劃”對抗氣候變化

思羽/編譯

以“全球阿波羅計(jì)劃”對抗氣候變化

思羽/編譯

●“我要把我的資金都投給太陽和太陽能事業(yè)。這是多么棒的能源??！我希望不要等到石油和煤炭資源枯竭了，我們才去攻克利用太陽能的難題。”

——托馬斯·愛迪生，于1931年

人類處于危境

氣候變化使得出現(xiàn)旱災(zāi)、洪災(zāi)和暴風(fēng)雨的風(fēng)險(xiǎn)大增，引發(fā)人類的大規(guī)模遷徙和相互沖突，威脅著人類的生存。假如工業(yè)革命前時(shí)期以來的全球氣溫上升低于2℃，那么上述風(fēng)險(xiǎn)能得到限制。2010年時(shí)，世界各國領(lǐng)袖在墨西哥坎昆召開的聯(lián)合國氣候變化大會(huì)上同意一起努力達(dá)成這一目標(biāo)。然而，從那時(shí)起達(dá)成的種種約定并無望達(dá)成目標(biāo)。即使各國履行了承諾，二氧化碳排放量仍然會(huì)繼續(xù)增加。到2035年時(shí)，大氣中二氧化碳的聚集會(huì)讓氣溫上升超過關(guān)鍵性的2℃，依照現(xiàn)行的政策，全球氣溫最終將比工業(yè)革命前時(shí)期增加4℃。這還是最中庸的預(yù)測結(jié)果，氣溫進(jìn)一步上升有50%的可能。我們必須采取行動(dòng)來避免這種危險(xiǎn)局面，而手段就是大幅削減全球二氧化碳排放量。

我們必須減少能源的使用量，必須讓人類使用的能源變得清潔——也就是不會(huì)帶來二氧化碳排放。

關(guān)鍵在于清潔能源

假如清潔能源的成本低于那些基于煤炭、天然氣或石油的能源，人類就一定能實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。在那之前，基于化石燃料的能源當(dāng)然應(yīng)該就它們造成的破壞征收費(fèi)用，但最終能源應(yīng)該變得能夠直接按照成本來競爭。

我們面臨的挑戰(zhàn)來自于技術(shù)方面，需要科學(xué)家和工程師們一起來關(guān)注。而且，這也不容遲緩，溫室氣體一旦排放出來，會(huì)與人類共存一個(gè)多世紀(jì)。如果人類目前過度投資于那些會(huì)造成污染的設(shè)施，而那些設(shè)施又會(huì)很快變得過時(shí)，那么結(jié)果會(huì)是悲劇性的。

過去，當(dāng)我們的生活方式受到威脅時(shí)，各國政府會(huì)發(fā)起大型科研計(jì)劃來克服挑戰(zhàn)。冷戰(zhàn)時(shí)期的阿波羅計(jì)劃把人類送上了月球。這個(gè)計(jì)劃匯聚了當(dāng)時(shí)美國的眾多有識(shí)之士。今日，我們需要發(fā)動(dòng)“全球阿波羅”計(jì)劃來克服氣候變化，但這一次需要各國一起聯(lián)手合作，從科學(xué)和技術(shù)上一起努力，由公共資金和私人資金一起來資助該計(jì)劃。

人類最近一百年獲得的技術(shù)進(jìn)步大多都源自于公共資金資助下的研發(fā)項(xiàng)目，比如計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體、互聯(lián)網(wǎng)、基因排序、寬帶和衛(wèi)星通訊。然而目前清潔能源獲得的資金資助不容樂觀。全球范圍里，公共資金對于可再生能源研發(fā)示范的資助在研發(fā)示范資助總經(jīng)費(fèi)中只占2%，約為60億美元。與此同時(shí)，全球各國政府對于可再生能源的生產(chǎn)補(bǔ)貼達(dá)到1 010億美元，更不用說還有5 500億對于化石燃料能源的補(bǔ)貼。同時(shí)，能源行業(yè)對于清潔能源研發(fā)示范的資金投入也還不夠。即使在那些生產(chǎn)太陽能和風(fēng)能發(fā)電設(shè)備的大型國際公司，研發(fā)費(fèi)用對銷售額的比率也低于2%，而家用電器企業(yè)的研發(fā)費(fèi)用超過5%，制藥業(yè)的研發(fā)費(fèi)用在15%左右。

目前的清潔能源主要有三類：可再生能源（尤其是太陽能和風(fēng)能）、原子能，以及利用了碳捕獲與封存技術(shù)的煤炭和天然氣。這三類清潔能源都要扮演重要角色，具體得視國家而定。比如在印度、非洲和東南亞這樣的炎熱地區(qū)，太陽能可以是主要角色。而在日本、北歐這些地區(qū)，原子能可以發(fā)揮重要作用，而煤炭和天然氣資源豐富的地區(qū)，應(yīng)該倚重碳捕獲與封存技術(shù)。

此外，為了達(dá)到目標(biāo)，我們還必須掌握以下三種能力：低成本儲(chǔ)存能源的能力；低成本傳輸能源的能力；提高能源效率而減少人類對能源的總體需求。

在某些研究領(lǐng)域，已經(jīng)有不少努力在進(jìn)行。比如在核裂變方面，有第四代反應(yīng)堆國際研究計(jì)劃；在核聚變方面，有國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃。然而，在可再生能源、能源儲(chǔ)存和能源傳輸領(lǐng)域，研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?！叭虬⒉_”計(jì)劃將會(huì)把重點(diǎn)放在這三個(gè)領(lǐng)域。

做出這一選擇，有以下幾條原因：未來全球能源需求的增長多數(shù)都會(huì)來自于那些有著太陽能資源充裕的國家。并且，目前可再生能源的價(jià)格已經(jīng)在下降（尤其是太陽能），這種趨勢仍將延續(xù)，但下降的速度還不夠快，除非有基礎(chǔ)性科技研發(fā)示范的支持。風(fēng)能具有間歇性的特點(diǎn)，太陽能只有白天才能獲得，如果沒有低成本的能源儲(chǔ)存和傳輸技術(shù)的話，這些可再生能源永遠(yuǎn)無法取代化石燃料對于基本負(fù)荷發(fā)電的作用。將可再生能源納入電網(wǎng)也需要更加復(fù)雜的軟件控制。

可再生能源發(fā)電

太陽提供給地球表面的能量比人類的能源總需求超過5 000多倍。在亞洲和非洲的發(fā)展中國家，太陽能資源尤其充沛，而全球未來的大部分能源需求增長會(huì)出現(xiàn)在上述國家。

收集太陽能的一種方法是借助地面（最好是荒地或沙漠）或屋頂上安裝的光伏面板。這些面板可以與電網(wǎng)相連，或者將發(fā)出的電供本地使用。在缺乏電網(wǎng)的鄉(xiāng)野地區(qū)，后者尤其能派上用場。隨著光伏面板總安裝容量每次翻倍，價(jià)格都會(huì)下降17%。然而隨著研究深入，面板的價(jià)格可以下降得更加快，正如家用電器的情況一樣。

聚光太陽能熱發(fā)電裝置需要直射陽光才能工作，但在沙漠地區(qū)有充足的直射陽光，在發(fā)展中國家尤其常見。目前，聚光太陽能熱發(fā)電的成本高于光伏發(fā)電，但隨著越來越多的部署應(yīng)用，成本會(huì)逐步下降。

目前來說，在所有可再生能源中，岸上風(fēng)力發(fā)電成本最低廉，只要設(shè)立在風(fēng)力充足的地區(qū)就行。但價(jià)格的下降更為緩慢，需要通過基礎(chǔ)研究來讓價(jià)格下降得更快。

電力儲(chǔ)存與智能電網(wǎng)

然而，假如可再生能源要變成主要的能源來源的話，它必須能夠在需要的時(shí)間和地點(diǎn)得以儲(chǔ)存和供給。風(fēng)力是間歇性的能源來源，太陽光僅限白天才有，而到冬季時(shí)晚上的用電需求會(huì)達(dá)到高峰，這就造成了供需矛盾。這是主要的研究挑戰(zhàn)，破解能源儲(chǔ)存的難題將會(huì)是獲得低廉、隨處可獲得的清潔能源的關(guān)鍵。

對于能量儲(chǔ)存技術(shù)，目前研究的突破領(lǐng)域在于電池，尤其是那些基于鋰離子、釩的電池和其他液流電池。但也有其他可能的突破點(diǎn)，包括儲(chǔ)熱技術(shù)、電容儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、燃料泵儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)能、抽水蓄能電站和氫氣儲(chǔ)能。

氫氣作為清潔能源，有著其他潛在用處。它可以成為經(jīng)濟(jì)的車輛燃料（直接使用，或者通過甲醇制氫），未來或許可以借助合適物質(zhì)的光催化，直接從陽光中制造氫氣。

最終，為了在電網(wǎng)中高效地使用可再生能源，需要有復(fù)雜的操作來平衡供應(yīng)和需求。要實(shí)現(xiàn)高效的清潔電力系統(tǒng)，需要對電網(wǎng)軟件和互聯(lián)裝置做出重大改進(jìn)。

全球阿波羅計(jì)劃

倫敦政治經(jīng)濟(jì)學(xué)院的經(jīng)濟(jì)學(xué)家理查德·萊亞德(Richard Layard)和尼古拉斯·斯特恩(Nicholas Stern)為代表的一群思想家提出了“全球阿波羅”這一國際協(xié)調(diào)的研究計(jì)劃，目標(biāo)是在2020年之時(shí)，在全球陽光充足地區(qū)實(shí)現(xiàn)基于可再生能源的基本負(fù)荷發(fā)電成本低于煤炭發(fā)電成本，并從2025年起在全球?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)。

參與全球阿波羅計(jì)劃的各國政府要保證從2016年到2015年，每年支出平均0.02%的GDP作為該計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)。經(jīng)費(fèi)的花費(fèi)將由各國自己定奪。根據(jù)估計(jì)，這樣全球每年將投資150億英鎊用于清潔能源和能源儲(chǔ)存技術(shù)的研發(fā)和示范。

“全球阿波羅”計(jì)劃會(huì)效仿國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖，后者已經(jīng)在三十年內(nèi)讓半導(dǎo)體的價(jià)格逐年下降。決定參與計(jì)劃的國家將組成一個(gè)委員會(huì)，并由其委任一個(gè)路線圖委員會(huì)來確定研究的瓶頸，并協(xié)調(diào)各國研究來突破瓶頸。亟需攻克的研究領(lǐng)域包括電力儲(chǔ)存、傳輸?shù)募夹g(shù)，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和太陽能發(fā)電技術(shù)。希望“全球阿波羅”計(jì)劃的管理能與位于巴黎的國際能源署同地協(xié)作，但該計(jì)劃將會(huì)包括許多并非國際能源署成員國的國家。

在2014年里，全球各國政府已經(jīng)私下討論過“全球阿波羅”計(jì)劃，技術(shù)受到了廣泛的歡迎。在5月12日發(fā)布的七國集團(tuán)能源部長會(huì)議官方通告中，與會(huì)七國承諾將會(huì)“彼此通力合作，并與其他看法一致的國家協(xié)作，提高全球?qū)τ谇鍧嵞茉囱邪l(fā)、示范支出的總體協(xié)同度和透明度”。6月7日至8日舉行的七國集團(tuán)會(huì)議上也討論了該計(jì)劃，希望到2015年年底，全球各個(gè)大國都會(huì)決定加入。

英國BBC知名自然節(jié)目主持人戴維·阿滕伯勒(David Attenborough)爵士表示：“最終出現(xiàn)了一項(xiàng)權(quán)威、實(shí)際可行、易于理解的計(jì)劃，它能避免這場威脅到我們星球的大災(zāi)禍?！睋?dān)任過聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織總干事的坎德·K·尤姆凱拉(Kandeh K.Yumkella)博士說：“在改革全球能源體系方面，降低太陽能發(fā)電和電力儲(chǔ)存技術(shù)的成本將會(huì)是顛覆游戲規(guī)則的變革……全球阿波羅計(jì)劃是一項(xiàng)重要的提議，我希望各國會(huì)貢獻(xiàn)出財(cái)政資源和技術(shù)資源，造福公共利益。”

[資料來源：www.lse.ac.uk][責(zé)任編輯：彥隱]