在太阳场的一个维护工作者在萨科奥科德托雷斯,墨西哥。

在太阳场的一个维护工作者在萨科奥科德托雷斯,墨西哥。ULISES RUIZ/法新社,来自盖蒂图片社

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深度脱碳:应对气候变化的现实途径

自国际气候谈判开始以来,全球排放量飙升了三十年的三十年。为了减少所需的减少,需要什么是一种新的方法,为引发改变技术革命的领先国家和行业创造了激励。

1969年,在美苏军备竞赛愈演愈烈之际,国际关系专家麦克乔治·邦迪(McGeorge Bundy)写了一篇文章有先见之明的文章外交事务关于如何“盖上火山”的军备。他解释说,在军备控制中取得了成功,需要一种激光 - 类似于双方的战略激励措施,以改变行为和依赖他们的协议。意识到军备竞争的危险,本身就不够了。

今天,同样的焦点需要放在气候变化上。当然,这个问题比战略武器控制复杂得多——有更多相关的国家,而不仅仅是两个相互对抗的超级大国,而且温室气体排放的问题深深嵌入现代工业经济中。将排放降至接近零的水平,不仅仅是一项政府可以直接控制的活动,就像调整军备采购的方向一样。但问题依然存在:成功需要更少的道德说教,更多的战略规划。

关于气候的道德化导致了大​​胆的目标,例如限制预热至1.5摄氏度(2.7华氏度)以上预工业水平 - 写入巴黎气候变化协议的妊娠纹。问题是,这些目标统称为每个人,因此在各个国家和公司中没有任何战略叮咬。道德化启发了羞辱和激动和引人注目的激励 - 所有有助于提请注意气候变化问题,就像公共抗议者帮助重点思考核武器的需要。

但对气候变化的关注已经很吸引人了高和不断上升的。真正的挑战是采取行动,大幅减少温室气体排放,这意味着重新建立激励机制,让关键政府和企业改变行为,开始全球经济脱碳。

我们迫切需要一份切实可行的蓝图,让我们的经济摆脱对碳排放的依赖。

深度脱碳缺乏动力,解释了为什么自1990年联合国大会(United Nations General Assembly)正式启动气候变化框架公约(Framework Convention on Climate Change)谈判以来,全球排放量增加了近三分之二。现在的排放量大约在上升每年1%到2%尽管一项新的联合国研究表明必须每年下跌近8%吗没有哪个主要经济体能够如此迅速地减少温室气体的排放;在通常不会迅速改变的工业和农业系统的时间框架内,在全球范围内进行这样的削减是不现实的。地球将会突破1.5摄氏度的目标,也会突破2摄氏度。即使付出很大的努力,我们仍有可能达到3摄氏度或更高的温度——科学家们说,这样的升温水平将带来毁灭性的后果。然而,尽管最雄心勃勃的全球目标正在悄悄溜走,但现在比以往任何时候都更迫切地需要一份切实可行的蓝图,来逐步让我们的经济摆脱对碳排放的依赖。

对邦迪来说,战略思考导致了外交——军备控制协议中有明确的承诺,已经有动力遏制火山爆发的超级大国可以将这些承诺付诸实践。对于气候变化,战略思维背道而驰。气候变化是一个全球性问题,但要在全球取得进步,就需要进步国家和企业率先展示切实可行、可扩展的方法,实现深度脱碳。只有这样,当关键国家已经知道它们愿意和能够做什么时,外交和全球协议才能随之编纂和指导进展。

而巴黎协议是一个令人鼓舞的框架,今天的外交似乎不太可能是对气候变化的战略思维的饲养员。涉及近200个国家,每个国家都有不同的利益。协议需要协商一致意见,这为持责造成了强烈的激励。最近在马德里的联合国气候谈判中展出的栅格 - 只是什么都没有达成一致 - 只是全球外交和全球协议的最新证据将运作太慢,太谨慎地解决了气候危机。全球协议发挥作用,但它们主要是追随者而不是领导者。

风力涡轮机叶片准备从丹麦奥尔堡的一个存储设施装运。

风力涡轮机叶片准备从丹麦奥尔堡的一个存储设施装运。Timothy Fadek/Corbis via Getty Images

需要取得更迅速的进展改变现实——采用新型的工业生产和农业方法,大幅降低碳排放——这样,关键国家将愿意采取更多行动,强大的集团和公司可以动员起来,围绕系统性脱碳。

在马德里,我们的团队发布了一项新的研究为加速深度脱碳提供了这种新视图。我们的核心论点是,脱碳的严重需要一个新的工业政策方法 - 一个组织逐个部门,并协调正在协调,以创造较大的市场和更强的脱碳产业的激励措施。

脱碳需要在每个主要排放部门进行一系列的技术革命。我们列出了10个最重要的行业,包括发电、汽车、建筑、航运、农业、航空和钢铁。这10个部门的排放量约占世界排放量的80%。

创建技术革命将需要不同部门的不同行动。在农业中,最有前途的选择之一是重新调整农作物,因此它们将更多的二氧化碳从大气中汲取更多的二氧化碳,并将碳的地下储存在地下不会发生的东西 - 当一个场地被重新耕种时不会发生。一些实验表明,如何用现有的作物完成,但真正的机会伴随着作物工程-培育植物,使其根部储存更多的碳,然后用免耕方式种植,使碳不受干扰。

几乎在每一个领域,世界上的脱碳技术革命都没有走得太远。

在电力中,大部分行动必须侧重于扩大太阳能和风力,因此成本不断下降。降低成本意味着每一美元投入投入的人更远;总投资基本持平但是风能和太阳能的装机容量正在飙升。至关重要的是,政府的政策不仅要着眼于可再生能源——例如,要着眼于能够在碳排放到大气中之前捕获碳污染的灵活的燃气发电厂,以及实现零排放的先进核电站。这样的发电厂可以帮助电网保持可靠,因为它们将转向大量的可再生能源——在没有阳光和风的时候运行。

在汽车领域,旨在促进销售和降低电动汽车成本的政策——比如随着技术进步而减少的补贴,以及投资充电基础设施——可以发挥作用,就像他们已经在中国、加州和一些欧洲国家那样。然而,在充电等领域还需要进行更多的试验,这样电动汽车才能成为一项可行的业务,超越小众应用。

在建筑物方面,有两个非常明显的问题。其中一个涉及到新建筑,例如,先进的热泵技术可以实现供暖系统的电气化。另一个更大的问题是如何减少现有建筑的排放,这将占到该行业排放的大部分。这里的行动是技术(例如,更容易改造高效的供暖和空调系统)和监管的结合,因为在大多数国家,改变建筑的最大障碍不仅是成本,还有建筑规范。

在中国东部浙江省杭州市的一个加油站,一名司机正在给他的电动汽车充电。

在中国东部浙江省杭州市的一个加油站,一名司机正在给他的电动汽车充电。盖蒂图片

在非营利组织的帮助下能源过渡委员会,我们已经概述了每个部门需要采取的行动。引人注目的是,在世界上几乎每个领域,深度脱碳所需的技术革命都没有走得太远。在政策圈子里,人们常说,世界已经具备了大幅削减开支所需的技术。我们的报告表明,这一信息是错误的,具有误导性。当然,有很多技术。但是,在现实世界中,深度脱碳需要的是技术和商业模式的结合——有动机大规模部署的真实公司。在这方面,脱碳革命在大多数部门仍处于早期阶段,尽管确实存在进展的明显迹象

弗兰克·吉尔斯,世界领先的技术革命专家之一,已经打破了这个过程吗大规模的技术变革三个主要阶段-新技术系统的出现,随着系统获得市场份额和改进性能而扩散到广泛的服务中,然后围绕新系统对整个市场进行广泛的重新配置。

新技术正在出现,这让我们有理由对长期前景感到乐观。但根本的改变往往是缓慢发生的,这意味着在现有技术系统的惯性,对高排放基础设施的投资承诺,以及气候系统的惯性之间气候变暖在管线中。

每个排放行业的组织都不同,也是必须管理的政治力量以及每个部门的技术机会。这是为什么经济范围的政策,如排放交易和碳税,对提高深刻创新的影响没有太大影响。这些政策,当他们全部工作时,鼓励公司采用已知技术。但大多数行业所需要的是一种更具活力的方法,政策目标是目标的创新方向。在加利福尼亚州,美国东北部和欧洲的一些收益目前目前正在引导新技术的创新和部署。许多国家政府也创造了战略创新方案,以及2015年巴黎气候会议中最重要的事情之一是任务创新该计划旨在促进和协调这类投资。

低碳技术进入市场的渗透遵循熟悉的S形曲线,随着新技术系统的出现,其扩散进入广泛使用,然后在新系统周围重新配置整个市场。这里显示的10个主要经济部门的脱碳仍处于此转型的早期阶段。

低碳技术进入市场的渗透遵循熟悉的S形曲线,随着新技术系统的出现,其扩散进入广泛使用,然后在新系统周围重新配置整个市场。这里显示的10个主要经济部门的脱碳仍处于此转型的早期阶段。弗兰克·吉尔斯(Frank Geels)提供

今天,只有一个政治司法管辖区的子集 - 主要是在欧洲和美国的地区,在其他一些国家 - 已经证明他们是强烈的动力。这个令人不安的事实中的银色衬里是,这些领导人可以做得很大 - 如果他们有正确的策略。在初始阶段改进技术和市场所需的大部分可能发生在变革的激励措施中的一小组国家。

以钢铁为例,这是一个污染行业,在脱碳革命中处于最低水平。除非世界找到钢铁的替代品——迄今为止,就大多数应用而言,这似乎是不可能的——否则,原钢生产的脱碳必须进行。减少排放需要找到新的无碳热源;与在钢铁厂燃烧天然气或煤炭不同,必须探索电力、氢或碳捕捉技术等替代能源。188最新下载地址它还需要用化学方法将熔化的铁矿石还原成钢铁——这一过程目前使用煤炭,并导致排放。理论上存在多种替代方法,但所有这些方法似乎都有可能大幅提高成本——或许会使大宗钢材价格在目前水平的基础上翻一番。

由于钢铁是一种全球交易的大宗商品,没有哪家公司会自己实现这一转变。积极的产业政策是必须的,这意味着对正在试验绿色钢铁生产方法的公司提供直接补贴,就像在瑞典、奥地利和其他一些国家所发生的那样。除了补贴,政府政策还可以将新绿钢供应与最愿意支付更高初始成本的用户联系起来——包括政府,后者可以通过购买政策创造有保障的市场。

一旦公司、政府和消费者足够关注需求,脱碳系统的工程可能会证明相对容易。

在这种产业政策的引导下,一个新的绿色钢铁产业正在慢慢崛起。初步的试点工厂现在和未来几年内开始运营,工业规模的试点工厂预计将在本世纪20年代末或30年代初建成。这些项目集中在欧盟和日本,因为这些市场的政府提供了可靠的产业政策。问题是,这种创新和测试的速度过于缓慢和优柔寡断。政府和企业必须测试更广泛的绿色钢铁技术,并为绿色钢铁更快地建立一个更大的市场。

虽然每个部门的细节各不相同,但图片是相似的。领导人需要将公众对气候变化日益增长的担忧转化为旨在改变测试和应用新技术动机的政策。

随着这一进程取得进展,政治战略必须从由高度积极的领导人组成的小团体转向更广泛的传播。这种政策策略的转变在脱碳进程中走得最远的电力行业最为明显。可再生能源的成功将各国政府的注意力集中在了下一个领域:整合可再生能源,同时保持电网电力的可靠和廉价。

印度苏拉特的一家钢铁厂正在倒铁水。

印度苏拉特的一家钢铁厂正在倒铁水。Dinodia Photos / Alamy

例如,在风力发电和一体化方面,丹麦已经成为领先者——部分原因是它看到了丹麦涡轮机制造商的商业优势,主要原因是丹麦人民高度致力于采取行动应对气候变化。人们不太注意,但更重要的是丹麦的现状传递它学到的东西中国的电网运营商也面临着类似的挑战。当小国丹麦使用更多的风能时,对全球排放的影响是微乎其微的;当中国这样做时,影响可能是巨大的。

将更多的麦克乔治·邦迪(McGeorge Bundy)引入深度脱碳战略早该如此了。在成功地创造了新的实地事实之后,政治和经济战略必须转变从领导人到地球上的其他人。脱碳工业和农业系统的物理工程可能相对容易地证明了一次足够的公司,政府和消费者的需求。缺失的链接不是工程能力,而是创造引发新技术和企业所需的激励和市场的战略方法。