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“不需要奇迹”:马克·雅各布森教授讲述风、太阳和水如何为世界提供动力

放大字体  缩小字体 发布日期: 2024-11-20 07:09   来源:网络推广  作者:baidu  浏览次数:130
核心提示:马克·雅各布森教授说:“燃烧是问题所在——当你继续燃烧某样东西时,这并没有解决问题。”这位斯坦福大学的学者有一个引人注目

马克·雅各布森教授说:“燃烧是问题所在——当你继续燃烧某样东西时,这并没有解决问题。”

这位斯坦福大学的学者有一个引人注目的观点:世界可以迅速从可再生能源中获得100%的能源,正如他新书的标题所说的那样,“不需要奇迹”。

他认为,风能、水力和太阳能可以提供充足而廉价的能源,从而结束导致气候危机的碳排放,减少致命的空气污染,并确保能源安全。他认为,碳捕获和储存、生物燃料、新核能和其他技术都是昂贵的时间浪费。

雅各布森说:“比尔·盖茨说过,我们必须在奇迹技术上投入大量资金。“但是我们没有——我们有我们需要的技术。我们有风能,太阳能,地热,水力,电动汽车。我们有电池,热泵,能源效率。我们现在拥有解决这个问题所需的95%的技术。”他说,剩下的5%用于远程飞机和船舶,氢动力燃料电池可以开发出来。

雅各布森的主张很重要。他说的不仅仅是100%使用可再生电力,而是所有能源——而化石燃料目前仍提供约80%的能源。雅各布森发表了数十篇学术论文,他的工作对世界各地的城市、州和国家通过的旨在实现100%绿色能源的政策产生了影响。他也很有争议,尤其是他对声称他的工作有缺陷的研究人员提起了1000万美元的诉讼,后来他放弃了诉讼。

Prof Mark Jacobson

雅各布森说,证明他是正确的证据都收集在了新书中。他说,不仅是一个100%可再生能源驱动的世界是可能的,它还承诺更低的能源费用。第一个原因是,电动汽车、供暖和工业过程比化石燃料的效率高得多,化石燃料的大部分能量都被浪费为热量。

雅各布森说,再加上隔热性能更好的建筑,以及停止开采消耗约11%能源的化石燃料,从2035年到2050年,能源消耗平均将减少56%。他说,风能和太阳能也更便宜,因此平均费用将下降63%。

雅各布森将能源转型的方法分为两个阵营:“一个阵营说我们应该尝试所有的方法——他们是‘以上所有的阵营’——并继续在10年内可能或不可能有效的技术上投入大量资金。但10年太晚了。”科学家们一致认为,到2030年,碳排放量必须下降45%,以保持全球升温不超过1.5摄氏度的轨道。

他的团队采取了不同的方法,雅各布森说:“让我们专注于我们所拥有的,并尽快部署。我们将通过部署、带来更好的太阳能电池板、电池、电动汽车等来改进这些技术。有些人只是没有意识到我们解决这些问题所需要的速度,尤其是空气污染——每年有700万人死亡。我们等不及了。”

然而,快速推出100%可再生能源系统存在主要障碍,他说:“最大的障碍是大多数人没有意识到这是可能的。我的工作就是教育公众。如果人们真的觉得这是可能的,那么他们就可能真的去做。”富二代F2老版本就是这么嗨

他补充道:“综合政策也是转型的一大障碍。例如,在美国,在最近的(气候立法)中,大量资金用于碳捕获、小型模块化核反应堆、生物燃料、蓝氢。这些都是我认为在解决问题方面几乎无用的,或者使用率非常低的技术。然而,很多钱都花在了他们身上。为什么?因为有很大的游说团体。”他说,另一个障碍是为较贫穷国家可再生能源的前期成本提供资金——富裕国家需要提供帮助。

雅各布森认为,实现100%可再生能源系统的进程可以很快:“目标是到2030年达到80%,到2050年达到100%。但是,理想情况下,如果我们能在2030年达到80%,那么我们应该在2035年至2040年达到100%。”

对于一个过度依赖电力的世界,一个大问题是如何保持由可再生能源供电的电网的稳定性。在有大量水电站的地方,这是相对容易的——至少有10个国家已经有了100%的可再生电网。但在其他地方,依赖间歇性的风能和太阳能更具挑战性。雅各布森说,答案是能源储存、需求管理,并在更大范围内连接可再生能源,以实现更大的供应连续性。

存储可以是电池,抽水蓄能,飞轮,压缩空气和降低和提高重物。雅各布森认为,电池将会胜出,但他说,如果其他公司能够在成本上竞争,它们也可以做出贡献。新的研究表明,仅电动汽车电池就可以在2030年提供全球电网所需的短期储能。

雅各布森还提倡在一些建筑中储存热量:“在钻孔、含水层或水坑中储存热量非常便宜,请原谅我的双关语。每千瓦时的存储费用不到1美元。”他表示,通过根据需求调整电价来管理需求的做法已经在快速发ihpone展。他说,当可再生能源供应超过需求时,电力应该用于生产绿色氢气,为能源密集型用户所需的燃料电池提供动力。

Energy storage co<em></em>ntainers with lithium ion batteries (right) at the University of California San Diego

“管理电网只是一个优化问题,而不是一个火箭科学问题,”他说。“我并不是说没有问题,但通常这些挑战会随着时间的推移,仅凭经验就能解决。”

对可再生能源大规模推广的另一个批评是所用金属所需的采矿。但雅各布森说,这样的推广实际上会通过结束化石燃料开采而大大减少从地球上的开采:“与化石燃料系统相比,风能、水能和太阳能所需的采矿总量远远不到材料质量的1%。”

雅各布森严厉批评了许多被推广为气候解决方案的新兴技术。他说:“碳捕获和碳储存的目的仅仅是为了让化石燃料行业继续经营下去。”他说,只有部分二氧化碳被捕获和掩埋,致命的空气污染仍在继续。蓝色氢是由化石气体产生的,其中含有一些二氧化碳,然后被捕获并掩埋,它远不如直接由可再生电力产生的绿色氢,雅各布miya737.mon森说:“蓝色氢真的很复杂。”

在雅各布森看来,与风能和太阳能相比,新核电站的建设速度太慢,而且成本太高,“你最终要多等15到20年,而电价却要高出7到8倍——这完全没有道理。即使他们改进了(开发时间),比如12年,这仍然太长了。我们有更便宜、更快、更安全的技术。为什么要浪费时间?”

雅各布森对生物燃料也不屑一顾:“推动生物燃料真的没有帮助。它们保持或增加了空气污染,并占用大量土地。”

当谈到直接空气捕获(DAC)技术时,他更谨慎一些。DAC是一种可以从空气中吸收二氧化碳用于掩埋的技术。他说,如今,在可再生能源上的投资在减排方面更具成本效益。但是,许多科学家得出结论,即使化石燃料停止燃烧,也必须从空气中吸收二氧化碳,以避免气候危机的最坏影响。雅各布森说,在这一点上,DAC的成本应该与其他封存碳和限制全球变暖的方法进行比较,例如重新造林和减少其他更强的温室气体的排放,包括牲畜产生的甲烷和化肥产生的一氧化二氮。

雅各布森的书得到了一些专家的支持。宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)教授迈克尔·曼恩(Michael Mann)表示,这本书“为我们目前应对气候危机的选择提供了一个全面而详细的蓝图”。曼恩说,那些坚持认为我们缺乏当今经济脱碳工具的人是错误的。

德国经济研究所(German Institute for Economic Research)的克劳迪娅?肯费尔(Claudia Kemfert)教授曾为德国政府和黄台app软件下载免费网站欧盟委员会(European Commission)提供建议。她表示:“(这本书)令人印象深刻地表明,许多危机都可以一蹴而就,我们不必等待奇迹的出现。”

但其他人对只关注风能、水和太阳能持批评态度。美国卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)的肯?卡尔代拉(Ken Caldeira)教授表示:“工具箱中拥有更广泛的(技术)只会让解决问题变得更容易。我们将只使用在任何特定情况下有意义的工具,但保持和扩大我们的选择是一件好事。

Hybrid power park with solar panels and wind turbines in Sabugal, Portugal

他说:“关键问题不是在理想世界中什么是物理上可能的,而是在我们所知道的世界中什么是实际可能的。”

英国能源研究中心(UK Energy Research Centre)主任罗布·格罗斯(Rob Gross)教授处于争论的中间:“我基本上同意,我们可以在很大程度上使用现有技术,但我们需要将这些技术用于新的应用,比如使用大量储存氢气,以提供季节性储存。”

“发明全新事物的登月计划几乎肯定会分散注意力,”他补充道。雅各布森说得对,最主要的需要是部署我们所拥有的。他说得这么容易,就错了。”

当被问及围绕他的工作的争议时,雅各布森说:“通常,反对我们的人不喜欢我们不包括他们的技术。”在关于一篇重要论文的诉讼上,他说:“那不是科学分歧的问题。”他声称这是为了保护自己的声誉。他于2018年撤诉。

雅各布森仍然乐观:“我们面临的气候、空气污染和能源安全问题有一个技术和经济的解决方案。但我们在尝试实施这一解决方案时确实面临重大挑战。我们面临的挑战是让政治意志集中在我们可以迅速实施的一套有限的解决方案上。既得利益集团在很大程度上是个问题,因为他们在推行‘上述所有’的方法。”

  • 《不需要奇迹:今天的技术如何拯救我们的气候和清洁我们的空气》由马克·Z·雅各布森著,剑桥大学出版社于2023年2月2日出版,售价11.99英镑。

 
 
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