东方智库丨仅凭新技术能否力挽“气候变化狂澜”?

2021-06-02 13:04:26 作者:赵璧 来源:东方网·东方智库 选稿:桑怡

赵璧

上月初,英国《每日邮报》刊登了一则新闻报道,称拜登政府可能会对美国人实施红肉定量配给,以此作为削减温室气体排放措施的一部分。这一新闻顿时在美国民众中引起了强烈反响,而共和党更是借机大做文章,指责民主党试图将“牛排”政治化,利用“气候议题”改变美国人的饮食习惯和生活方式。

虽然该新闻在数小时之内就被美联社证明是假新闻,但毫无疑问的是,畜牧业确实是导致气候变化的原因之一。美国环境保护署(EPA)2019年的一份报告指出,农业排放的温室气体占所有排放的10%,其中1/4是牲畜被宰前排放。

为了消除民众对牛肉消费的担忧,美国总统气候问题特使约翰•克里5月19日接受英国广播公司采访时表示:人们不必为了实现气候目标而牺牲生活质量,比如少吃肉类,因为“科学家告诉我,我们到2050年或2045年必须削减的排放量中,有50%将来自还有待发明的技术”。从克里的这番话来看,美国显然是把达成减排目标的希望寄托在了未来二三十年的新兴科技发展上。但遗憾的是,这些“有待发明的技术”会是什么样的技术?将以什么方式帮助世界削减碳排放?诞生的时间是否有所保证?似乎克里的科学家智囊团并没有给出任何细节。

(资料图片:克里。新华社记者 张军 摄)

根据联合国政府间气候变化专门委员会2018年发布的报告,为达到《巴黎协定》所设定的将全球升温幅度控制在不高于工业化前水平1.5摄氏度之内的目标,水力、太阳能及风力等可再生能源发电量占总发电量比重须剧增,由20%增至70%;同时,煤电比重须由40%降至10%以下。包括甲烷在内的其他温室气体须大幅减排。现今仍在上升的二氧化碳年排放量到2030年要减半、2050年要降至“零排放”水平。

那么,技术是否能够力挽狂澜,成为解决全球气候变化问题的“必杀技”呢? 

首先,克里在“未发明技术”上的“押宝”遭到了多名专家的批评和质疑。剑桥大学(University of Cambridge)工程与环境教授朱利安•奥尔伍德(Julian Allwood)警告说,到目前为止,每一项新能源基础设施技术,从发明到现有市场5%的渗透率,都需要30-100年的时间。英国机械工程师学会发言人詹•巴克斯特(Jen Baxter)博士也表示,世界应该把重点放在现有技术上,而不是对初创技术抱有不切实际的期待。

而从现有技术来看,控制全球升温的技术主要可以分为“减排”技术和“负排放”技术两大类。前者指的是从源头上减少排放进入大气的温室气体总量,而后者指的则是利用各种手段将大气中已有的碳吸取出来。整体而言,两类技术都能够帮助减少大气中二氧化碳的含量,从而达到“降温”的目的。从可行性来看,显然“减排”类技术更为成熟。仅以能源行业为例,一方面可以采用化石能源内部替代的方式实现减排目标,比如在提供相同能量的情况下,煤炭产生的碳排放量约为石油的1.5倍,天然气的2.2倍,因此即使同属化石能源,使用天然气代替煤炭也能有效减少碳排放。另一方面,也可以利用核能、太阳能、风能等清洁能源代替化石能源,获得更彻底的减排效果。而“负排放”类技术除了植树造林之外,目前以碳封存技术为代表。所谓“碳封存”,就是从大气中捕获和分离二氧化碳,然后将其注入到海洋或是深地质结构层中,以此来实现减少大气中二氧化碳浓度的目标。

然而,要依靠这两大类技术实现2030年全球二氧化碳年排放量减半的目标,仍可谓困难重重。仅以中国为例,首先,化石能源的内部替代之路并不顺利。2017年,中国打响“蓝天保卫战”,实施散煤综合治理,推进北方地区冬季清洁取暖。当年,全国共完成“煤改气”“煤改电”578万户,其中京津冀及周边地区完成以电代煤、以气代煤394万多户,削减散煤消耗约1000万吨,淘汰燃煤小锅炉5.6万多台,京津保廊上万平方千米区域基本实现散煤“清零”,在改善空气质量方面成效显著。但由于中国自身的天然气储备和产量均远低于煤炭供应,约40%的天然气用量需要依赖进口,天然气的供应和价格受国际政局和市场波动的影响极大,供应不足和价格上涨使得 “煤改气”工程此后在各地的实施过程中遭遇了不小的问题。2019年6月,国家能源局发布通知,明确要求“为缓解天然气供暖推进过程中出现的天然气保供和农村用气安全压力,各地要坚持宜电则电、宜气则气、宜煤则煤、宜热则热”。2019年7月,李克强总理在国家应对气候变化及节能减排工作领导小组会议上也明确要求“不搞简单化处理和‘一刀切’”。而在电力行业,虽然天然气发电效率更高,但由于面临资源分布不均、关键设备和技术存在瓶颈、输送成本高、产能难以满足用电高峰需求等难题,“去煤炭化”的行业目标短期内仍然难以实现。

(资料图片:2018年9月18日,在新疆乌鲁木齐达坂城风力发电场,一辆汽车行驶在“风车森林”里。新华社记者 赵戈 摄)

其次,可再生能源的开发和利用也遇到了不少困难。比如国内近年来光伏发电发展迅猛,2020年,全国并网太阳能发电装机容量达25343万千瓦,同比增长24.1%,占全部装机容量的11.52%。光伏发电虽然具有取之不尽、无噪音无污染等突出优点,但光伏板的生产却属于高污染、高能耗产业,而且光伏发电还存在受环境和气候影响大、储能和输送成本高、转换效率低、无法形成高功率发电系统等缺陷,因此近期内还难以撼动化石能源的地位。国家能源局提出的2021年目标是全国风电、光伏发电发电量占全社会用电量的比重能达到11%左右,而为2030年设定的目标也只是非化石能源占一次能源消费的比重能达到25%左右,可以说还有不小的努力空间。

至于大众还比较陌生的“碳封存”技术,其研究虽然早在上世纪70年代就已经开始,但直到近几年才进入迅速发展期。该技术虽然被视为减排前景最为乐观的新兴技术之一,但一系列关键性技术问题目前尚未解决,比如如何保证封存在深地质结构层中的二氧化碳能够长期稳定存储、且不会受地壳活动的影响而引发灾难?如何保证通过海洋增肥的方式实现的碳沉降不会破坏海洋的碳循环?而以大规模种植海洋巨藻森林为代表的生物性“碳封存”技术,现在也还面临着如何确保将海藻隔离在深海并防止鲸鱼等海洋动物缠绕风险的技术难题。因此,无论何种形式的“碳封存”技术,目前都还停留在试验和论证阶段,还没有准备好开展大规模商业应用。

由此可见,这些现有技术虽然为按期实现《巴黎协定》的控温目标创造了可能,但目前各项技术本身都还面临着重要的应用困境或技术瓶颈。因此,要在短短数年内仅凭技术替代和更迭来撼动全球现有的化石能源结构和工业生产模式,仍是一个过于乐观的美好愿景。

除了新技术本身的不足之外,这场应对气候变化的生存之战中其实还牵涉到众多单靠技术无法解决的问题,比如平衡历史排放和人均排放的问题。从历史视角来看,发达国家长期累积的温室气体历史排放,才是产生气候变化问题的主要原因,但在气候协定框架下,发展中国家和发达国家却需要同等承担减排责任。同时,按照西方“生而平等”的所谓“普世价值观”,所有人都应该享有同等的碳排放权,但从人均碳排放出发,除油气资源国外,发达国家的人均碳排放却远高于发展中国家。另外还有资金援助和技术出口的问题。根据《巴黎协定》,2020—2025年发达国家每年负责动员至少1000亿美元的援助资金,用于支持发展中国家在能源结构和工业化技术上的转型升级,但事实上相关援助资金到位的比例并不高,而美国等发达国家还对节能减排相关高技术的出口实施了各种管制。这些国际政治与全球治理问题虽然和技术本身相关性不大,但却会严重影响全球减排的整体进程与最终成效。

根据联合国世界气象组织(WMO)本周发布的最新报告预测,未来五年内,全球气温比工业化前水平高出1.5摄氏度的可能性为40%,而且这种可能性还在上升。而十年前的预测几率则只有20%。这意味着地球的升温速度在进一步加快,人类需要采取更快、更有效的集体行动,在能源体系、耕地使用、城市和工业设计、交通、建筑等各个领域迅速作出深刻变革,才能够实现《巴黎协定》的控温目标,避免地球气候、人类健康和生态系统的恶化。根据联合国网站公布的数据,目前全球家庭消耗了世界29%的能源,并产生了全球21%的二氧化碳排放,因此诸如绿色出行、少吃牛肉之类的生活方式的改变对于达成减排目标有着重要的实际意义。个人的努力对减排的贡献虽然不及技术发明,但却能加强全球民众的环保意识,形成积沙成塔的合力,甚至自下而上地推动地区和国家切实履行减排承诺。而一味秉承克里那样的“技术乐观主义”,则等于是拿全人类的环境和命运做赌注,一旦“技术魔法”未能奏效,人类或将失去遏制气候恶化的最后机会。

(作者赵璧为上海外国语大学英国研究中心研究员)

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