巴西的甘蔗种植者将多余的甘蔗转化为乙醇，以及中国的城市居民通过太阳能热水器享用热茶，他们可能没有意识到，他们正处在国际科学家小组希望看到的未来发展的前沿。总部位于阿姆斯特丹的国际科学院理事会（一个由150个国家科学和工程院组成的团体）本周发布了一份报告，详细说明了各国如何从燃烧煤炭和其他排放温室气体的燃料转向更清洁的能源，同时为全球数十亿依赖木炭、柴火甚至粪便作为燃料的人们引入现代能源形式。
“大约有16亿人无法获得电力，”加州劳伦斯伯克利国家实验室主任、诺贝尔奖得主、撰写这份报告的专家组联合主席物理学家朱棣文指出，这份报告由中国和巴西政府委托。“能源问题对不同的人意味着不同的事情。”
他补充说，在发达国家，“在未来几十年里，节约和能源效率仍将是世界在可持续能源道路上最重要的举措”。像中国和巴西这样的发展中国家需要“跳过我们在西方，比如在美国所走过的道路，我们那里有蔓延的郊区和漫长的通勤。”
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这份名为“指引道路：迈向可持续能源未来”的报告，探讨了如何为所有人带来现代能源，同时控制全球二氧化碳和其他温室气体的排放。根据国际能源署的数据，目前世界正走在一条到2030年仅石油燃烧就增加40%的道路上，这将导致二氧化碳排放量相应增加55%。
目前，化石燃料，主要是煤炭和石油，提供了世界约80%的能源需求，仅已知的煤炭储量就足以在目前的消耗水平下为世界供电数百年。但燃烧这些燃料每年会向大气排放超过80亿公吨的二氧化碳。
该报告呼吁进行大规模投资——将目前全球约90亿美元的能源研发预算增加一倍，并在未来十年内实施改进的能源效率、碳捕获和储存技术，以及部署可再生能源。“能源节约将是第一要务——通过交通、生活方式以及建筑，”中国科学院副院长、专家组成员李静海说。
国际应用系统分析研究所全球能源评估联合总裁、专家组成员盖德·戴维斯认为，任何可持续能源未来的“基石”将是碳捕获和储存。“我们离任何商业化意义都还很遥远，”他说。
为了使诸如具有碳捕获和储存的整体气化联合循环燃煤电厂等技术进入经济主流，需要碳价格。专家组估计必要的价格为每公吨碳100至150美元，或每公吨二氧化碳27至41美元。“我们现在正在做一点[碳捕获和储存]，但主要是在提高石油采收率的水平上，每年几百万吨，”朱棣文说。“如果这将成为控制碳排放的重要组成部分，它将必须达到每年10亿到100亿吨的规模。”
与此同时，发展中国家所做的选择将在很大程度上决定能源使用和碳排放是继续上升还是开始趋于平稳。专家组希望这些国家能够通过安装更高效、更清洁的基础设施，跳过工业化国家的发展道路。“发展中国家不必遵循使我们陷入这场噩梦的工业化国家的道路，”专家组联合主席、巴西圣保罗州前环境国务秘书何塞·戈登伯格说。“他们可以立即跳到前面，使用现代技术，比如手机，”手机在发展中国家很大程度上取代了固定电话。
中国以每周一座的速度建造燃煤电厂的情况并非如此。另一方面，巴西已经设法用甘蔗制成的乙醇提供了其40%的运输燃料，并帮助开发了现在允许美国司机在汽油和生物燃料之间切换的弹性燃料技术。通用汽车在中国的分公司开发了更节能的汽车，这些汽车可以出口回公司的总部国家。而材料技术的进步，例如混合陶瓷/钢，可以帮助提高新型燃煤电厂的温度，从而提高效率并降低二氧化碳排放量。
此外，风能和太阳能等可再生能源可以在传统的发电形式之外发挥越来越大的作用。“在许多小城市，他们也使用太阳能进行烹饪、加热和沐浴，”刘说。“不是大规模的太阳能发电，而是分布式太阳能，这对家庭来说更方便，更具成本效益。”
专家组认为，此类技术和管理改进，以及对碳进行定价，可以帮助推动能源转型，并为遏制大气中不断增加的二氧化碳水平带来一些希望。“我们学得越快，”戴维斯说，“它就越便宜。”