以“全球阿波羅計劃”對抗氣候變化

思羽/編譯

以“全球阿波羅計劃”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。這是多么棒的能源啊！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

氣候變化使得出現旱災、洪災和暴風雨的風險大增，引發人類的大規模遷徙和相互沖突，威脅著人類的生存。假如工業革命前時期以來的全球氣溫上升低于2℃，那么上述風險能得到限制。2010年時，世界各國領袖在墨西哥坎昆召開的聯合國氣候變化大會上同意一起努力達成這一目標。然而，從那時起達成的種種約定并無望達成目標。即使各國履行了承諾，二氧化碳排放量仍然會繼續增加。到2035年時，大氣中二氧化碳的聚集會讓氣溫上升超過關鍵性的2℃，依照現行的政策，全球氣溫最終將比工業革命前時期增加4℃。這還是最中庸的預測結果，氣溫進一步上升有50%的可能。我們必須采取行動來避免這種危險局面，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——也就是不會帶來二氧化碳排放。

關鍵在于清潔能源

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，人類就一定能實現上述目標。在那之前，基于化石燃料的能源當然應該就它們造成的破壞征收費用，但最終能源應該變得能夠直接按照成本來競爭。

我們面臨的挑戰來自于技術方面，需要科學家和工程師們一起來關注。而且，這也不容遲緩，溫室氣體一旦排放出來，會與人類共存一個多世紀。如果人類目前過度投資于那些會造成污染的設施，而那些設施又會很快變得過時，那么結果會是悲劇性的。

過去，當我們的生活方式受到威脅時，各國政府會發起大型科研計劃來克服挑戰。冷戰時期的阿波羅計劃把人類送上了月球。這個計劃匯聚了當時美國的眾多有識之士。今日，我們需要發動“全球阿波羅”計劃來克服氣候變化，但這一次需要各國一起聯手合作，從科學和技術上一起努力，由公共資金和私人資金一起來資助該計劃。

人類最近一百年獲得的技術進步大多都源自于公共資金資助下的研發項目，比如計算機、半導體、互聯網、基因排序、寬帶和衛星通訊。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示范的資助在研發示范資助總經費中只占2%，約為60億美元。與此同時，全球各國政府對于可再生能源的生產補貼達到1 010億美元，更不用說還有5 500億對于化石燃料能源的補貼。同時，能源行業對于清潔能源研發示范的資金投入也還不夠。即使在那些生產太陽能和風能發電設備的大型國際公司，研發費用對銷售額的比率也低于2%，而家用電器企業的研發費用超過5%，制藥業的研發費用在15%左右。

目前的清潔能源主要有三類：可再生能源（尤其是太陽能和風能）、原子能，以及利用了碳捕獲與封存技術的煤炭和天然氣。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，太陽能可以是主要角色。而在日本、北歐這些地區，原子能可以發揮重要作用，而煤炭和天然氣資源豐富的地區，應該倚重碳捕獲與封存技術。

此外，為了達到目標，我們還必須掌握以下三種能力：低成本儲存能源的能力；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。

在某些研究領域，已經有不少努力在進行。比如在核裂變方面，有第四代反應堆國際研究計劃；在核聚變方面，有國際熱核聚變實驗反應堆計劃。然而，在可再生能源、能源儲存和能源傳輸領域，研究還遠遠不夠。“全球阿波羅”計劃將會把重點放在這三個領域。

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都會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格已經在下降（尤其是太陽能），這種趨勢仍將延續，但下降的速度還不夠快，除非有基礎性科技研發示范的支持。風能具有間歇性的特點，太陽能只有白天才能獲得，如果沒有低成本的能源儲存和傳輸技術的話，這些可再生能源永遠無法取代化石燃料對于基本負荷發電的作用。將可再生能源納入電網也需要更加復雜的軟件控制。

可再生能源發電

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出現在上述國家。

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相連，或者將發出的電供本地使用。在缺乏電網的鄉野地區，后者尤其能派上用場。隨著光伏面板總安裝容量每次翻倍，價格都會下降17%。然而隨著研究深入，面板的價格可以下降得更加快，正如家用電器的情況一樣。

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

目前來說，在所有可再生能源中，岸上風力發電成本最低廉，只要設立在風力充足的地區就行。但價格的下降更為緩慢，需要通過基礎研究來讓價格下降得更快。

電力儲存與智能電網

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間和地點得以儲存和供給。風力是間歇性的能源來源，太陽光僅限白天才有，而到冬季時晚上的用電需求會達到高峰，這就造成了供需矛盾。這是主要的研究挑戰，破解能源儲存的難題將會是獲得低廉、隨處可獲得的清潔能源的關鍵。

對于能量儲存技術，目前研究的突破領域在于電池，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，包括儲熱技術、電容儲能、壓縮空氣儲能、燃料泵儲能、飛輪儲能、熔鹽儲能、抽水蓄能電站和氫氣儲能。

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

最終，為了在電網中高效地使用可再生能源，需要有復雜的操作來平衡供應和需求。要實現高效的清潔電力系統，需要對電網軟件和互聯裝置做出重大改進。

全球阿波羅計劃

倫敦政治經濟學院的經濟學家理查德·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”這一國際協調的研究計劃，目標是在2020年之時，在全球陽光充足地區實現基于可再生能源的基本負荷發電成本低于煤炭發電成本，并從2025年起在全球實現這一目標。

參與全球阿波羅計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作為該計劃的經費。經費的花費將由各國自己定奪。根據估計，這樣全球每年將投資150億英鎊用于清潔能源和能源儲存技術的研發和示范。

“全球阿波羅”計劃會效仿國際半導體技術發展路線圖，后者已經在三十年內讓半導體的價格逐年下降。決定參與計劃的國家將組成一個委員會，并由其委任一個路線圖委員會來確定研究的瓶頸，并協調各國研究來突破瓶頸。亟需攻克的研究領域包括電力儲存、傳輸的技術，風力發電技術和太陽能發電技術。希望“全球阿波羅”計劃的管理能與位于巴黎的國際能源署同地協作，但該計劃將會包括許多并非國際能源署成員國的國家。

在2014年里，全球各國政府已經私下討論過“全球阿波羅”計劃，技術受到了廣泛的歡迎。在5月12日發布的七國集團能源部長會議官方通告中，與會七國承諾將會“彼此通力合作，并與其他看法一致的國家協作，提高全球對于清潔能源研發、示范支出的總體協同度和透明度”。6月7日至8日舉行的七國集團會議上也討論了該計劃，希望到2015年年底，全球各個大國都會決定加入。

英國BBC知名自然節目主持人戴維·阿滕伯勒(David Attenborough)爵士表示：“最終出現了一項權威、實際可行、易于理解的計劃，它能避免這場威脅到我們星球的大災禍。”擔任過聯合國工業發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，降低太陽能發電和電力儲存技術的成本將會是顛覆游戲規則的變革……全球阿波羅計劃是一項重要的提議，我希望各國會貢獻出財政資源和技術資源，造福公共利益。”

[資料來源：www.lse.ac.uk][責任編輯：彥隱]