能源低碳轉(zhuǎn)型從基礎(chǔ)設(shè)施入手

第21屆聯(lián)合國氣候變化大會11月30日在法國巴黎開幕，國際社會就如何減緩和適應(yīng)氣候變化展開熱烈討論。應(yīng)對氣候變化的長期方案中，不可缺少的是世界能源體系去碳化，即逐漸減少乃至不使用會造成大量溫室氣體排放的化石能源，轉(zhuǎn)向低碳能源。實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)變需要多長時間？如何加速這一轉(zhuǎn)變？學(xué)者從基礎(chǔ)設(shè)施去碳化的角度展開了討論。

基礎(chǔ)設(shè)施低碳化是關(guān)鍵

美國密歇根大學(xué)信息學(xué)院及歷史系教授保羅·愛德華茲（Paul Edwards）表示，能源體系去碳化的一個關(guān)鍵組成部分是基礎(chǔ)設(shè)施低碳化。

基礎(chǔ)設(shè)施涉及能源生產(chǎn)、交通、照明、加熱、制冷、烹煮食物等工業(yè)生產(chǎn)和居民生活的方方面面；化石燃料基礎(chǔ)設(shè)施既包括油井、天然氣井、煤礦、油氣管線、油輪、煉油廠，也包括汽車、加油站、油庫、發(fā)電廠、運煤列車、爐灶等。據(jù)美國非營利組織阿斯彭研究所（Aspen Institute）統(tǒng)計，全球能源供應(yīng)的75%以上來自燃燒煤炭、石油、天然氣，化石燃料主導(dǎo)的世界能源體系的重置成本約為10萬億美元。即使低碳能源成本與化石燃料成本持平，一個規(guī)模如此龐大的體系也不可能被迅速取代，更何況目前很多情況下化石燃料仍是最易獲取、價格最低的能源來源。研究發(fā)現(xiàn)，2010—2060年間，如果我們不再建設(shè)新的排放溫室氣體的能源基礎(chǔ)設(shè)施，只是等待現(xiàn)有設(shè)施的使用年限自然到期，那么，全球氣溫上升幅度將控制在1.3攝氏度左右，大氣中的二氧化碳濃度將低于430ppm，均在政府間氣候變化專門委員會提出的升溫不超過2攝氏度，以及大氣中二氧化碳濃度不超過450ppm的目標(biāo)范圍內(nèi)。但問題是，各國并沒有停止新的建設(shè)，而是在用同類物替換已經(jīng)或即將使用壽命期滿的化石燃料基礎(chǔ)設(shè)施。

低碳化“起飛期”有加速潛力

愛德華茲介紹，通過研究基礎(chǔ)設(shè)施的演變歷史，可以看到各類基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展均呈現(xiàn)出相似的三段模式：緩慢的“創(chuàng)新期”，新技術(shù)體系快速建成并在某一區(qū)域內(nèi)全面采用的“起飛期”，穩(wěn)定的“完成期”。以美國為例，研究顯示，美國的運河、鐵路、輸油管道、電報、鋪面公路的“起飛期”持續(xù)了30年至100年，廣播、電視、電話、互聯(lián)網(wǎng)的“起飛期”各持續(xù)了30年至50年。

那么，低碳基礎(chǔ)設(shè)施的“起飛期”能否加速呢？愛德華茲認(rèn)為，這有一定的可能性。首先，就發(fā)電而言，只需將能源來源從化石燃料改變?yōu)?a href="http://msthinker.com/news/article-472.html" target="_blank">可再生能源，電網(wǎng)、電纜等輸電設(shè)施雖然也需要改變管理方式，但并無需從零建起?，F(xiàn)在，全球可再生能源發(fā)電的“起飛期”已經(jīng)開始并將快速推進(jìn)，其中，太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電是進(jìn)步最快的。根據(jù)21世紀(jì)可再生能源政策網(wǎng)絡(luò)（REN21）發(fā)布的《2015年全球可再生能源現(xiàn)狀報告》，2009—2014年間，全球太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)能年均增速分別為50%和18%。結(jié)合電動汽車、更高效的LED照明、地?zé)峁┡燃夹g(shù)，可再生能源發(fā)電可大幅減少碳排放，使我們更快實現(xiàn)碳中和。其次，發(fā)展中國家可以借助可再生能源大步跳過傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段，直接建成新一代低碳基礎(chǔ)設(shè)施。類似的“跨越式”發(fā)展情形在過去十幾年中已經(jīng)出現(xiàn)。例如，自2000年起，移動通信網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展中國家快速普及，很多地區(qū)直接跳過固定通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)階段。同理，為建筑物供能也可采用無需長距離輸電線、可就地安裝的便攜式太陽能電源或小型風(fēng)車。

能源體系面臨無“零碳”挑戰(zhàn)

愛德華茲談到，當(dāng)前，全球能源體系去碳化在技術(shù)和社會層面均存在困難。就當(dāng)下及可預(yù)見的未來而言，沒有一種能源來源是真正“零碳”的，因為我們?nèi)孕枋褂靡曰剂瞎┠艿脑O(shè)備，開采制造業(yè)所需的原材料并運輸制成品，包括將可再生能源轉(zhuǎn)化為電力的太陽能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)等。而且，雖然太陽能和風(fēng)能可算是“取之不盡”，用于將其轉(zhuǎn)化為動力的能源卻并非如此。如果我們淘汰化石燃料，對稀有金屬的需求量將會上升，許多綠色和高新技術(shù)的應(yīng)用都離不開稀有金屬，如風(fēng)力渦輪機(jī)、計算機(jī)芯片、電池等的制造。

美國自然資源戰(zhàn)略專家大衛(wèi)·亞伯拉罕（David Abraham）近日表示，隨著人們越來越多地利用可再生能源替代化石燃料，必須開始重視稀有金屬資源供應(yīng)問題?，F(xiàn)在美國能源部和歐盟均擔(dān)憂，不久后科技創(chuàng)新速度將超過可持續(xù)開采稀有金屬能力發(fā)展速度。存在于地球上的94種天然元素中，有44種將面臨供應(yīng)風(fēng)險。同時，稀有金屬開采量難以快速增加，受礦產(chǎn)資源法規(guī)、開礦成本、環(huán)境風(fēng)險、開采技術(shù)水平等因素限制，供應(yīng)鏈可能需要10—15年才能建成?，F(xiàn)在已有企業(yè)因擔(dān)心稀有金屬供應(yīng)不足而放棄一些大有前途的綠色技術(shù)，這會導(dǎo)致能源效率無法提高，溫室氣體排放無法減少。

學(xué)者表示，能源體系去碳化不僅依賴于技術(shù)創(chuàng)新，也依賴于政治、金融、社會承諾和行動，而這些領(lǐng)域相互影響且各有其利益訴求和內(nèi)部分歧，對去碳化構(gòu)成障礙。一方面，在許多國家，除了基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、專業(yè)技術(shù)人才資源、國民生活方式等，也都長期依賴于化石燃料，迅速大幅轉(zhuǎn)向可再生能源的難度較高。煤炭、石油、天然氣等產(chǎn)業(yè)將在這一轉(zhuǎn)變過程中遭受巨大損失，因此會在政治上施壓阻撓。另一方面，全球能源和經(jīng)濟(jì)低碳轉(zhuǎn)型需要更密切、更深入的國際合作，所以人們也非常期待此次氣候變化巴黎大會能在促進(jìn)低碳能源研發(fā)及應(yīng)用方面取得一些成果，如資金、政策和市場支持機(jī)制等。

中國非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟與中國能源網(wǎng)研究中心將于2015年12月10日在北京舉辦“2015非常規(guī)油氣合作伙伴峰會暨非常規(guī)油氣產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟年會”，詳情請點擊
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