气候保护的关键(扩展版)

为了避免灾难性的全球变暖,必须立即做出重大承诺,培养新技术


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技术政策是应对气候变化挑战的核心。即使减少浪费性能源支出,我们目前的技术也无法同时支持二氧化碳排放量的减少和全球经济的扩张。如果我们试图在没有一套根本性的新技术的情况下限制排放,最终将扼杀经济增长,包括数十亿人的发展前景。关键是新的低碳技术,而不仅仅是能源效率。

经济学家经常谈到,对碳排放定价——通过可交易许可证或碳税——就足以实现所需的排放量减少。事实并非如此。欧洲的碳交易系统可能略微减少了排放,也可能没有,但它并没有显示出多少能力来产生大规模研究,也没有能力开发、演示和部署突破性技术。在边缘上,交易系统可能会稍微影响煤电厂和天然气电厂之间的选择,或者促使更多地采用太阳能和风能,但它不会导致能源系统的必要根本性改革。

为此,我们将需要的不只是碳定价。考虑三种可能具有变革性的低排放技术:碳捕获和封存(CCS)、插电式混合动力汽车和聚光太阳能热发电。每种技术的成功都需要多种因素的结合:更多的应用科学研究、重要的监管变革、适当的基础设施、公众接受以及早期的高成本投资,以便“沿着学习曲线”在长期内降低成本。在其中一个或多个方面失败可能会扼杀这些技术。

例如,CCS取决于在发电厂以低成本捕获二氧化碳、通过管道长距离运输以及安全、可靠和持久地将其封存在地下的能力。所有这些组件都接近部署,但每个组件都面临着重大挑战。碳捕获对于新型燃煤电厂(特别是称为整体煤气化联合循环或IGCC以及氧燃烧的类型)最有希望,但其成本和可靠性尚未得到证实。庞大的新型二氧化碳管道网络将需要主要的监管和政策支持,并面临环境和产权方面的障碍。大规模的二氧化碳地质封存也必须得到证明,并进行仔细的监测和环境监管。早期的示范项目可能比后期的项目成本高出许多倍,而且几乎肯定需要一些公共资金。因此,广泛的公众接受和支持对于这项技术至关重要。然而,迄今为止,美国政府甚至未能启动一个示范性CCS发电厂,而各种私人倡议目前都陷入困境,这都是因为缺乏公众支持和融资。

插电式混合动力汽车也提出了类似的问题。关于它们所需的电池的安全性、可靠性和耐用性,以及需要对电网进行额外投资以支持它们,仍存在基本问题。早期的型号可能成本高昂、便利性较低且性能不确定。太阳能热发电利用沙漠地区的聚光太阳辐射来煮水,用于蒸汽轮机发电,也取决于解决一系列问题。科学挑战包括夜间电力存储,监管和财务障碍包括安装新的高压直流输电网,以便将电力从沙漠长距离传输到其他地方。

当我们考虑到富裕国家开发的低排放技术需要在较贫穷的国家迅速采用时,问题变得更加复杂。专利保护在促进创新的同时,可能会减缓这些技术向低收入国家的传播,除非采取补偿措施。与药品一样,专利保护可能是一把双刃剑:促进创新,但减缓向穷人的传播。

经济学家喜欢设定纠正性价格,然后就此结束,将其余的家庭和商业决策交给市场的魔力。这种不干预的方式在能源技术的重大改革中行不通。我们需要大规模的公共资金用于研究、开发和示范项目;制定知识产权政策以促进向贫困国家的快速传播;以及促进公众辩论和对新选择的接受。我们需要支持赢家,至少是暂时的,以推动新系统的发展。

很难想象像中国和印度这样的以煤炭为基础的发展中经济体会在知道CCS是否真正有效之前就接受严格的排放目标。我们很难在不知道哪些低成本技术实际上可行以及成本是多少的情况下,就为主要行业(如汽车)设定高度限制性的排放目标。对低排放技术的信心将反过来促进政治上对更严格的许可证制度或更高的排放税的接受。

如果我们想要有机会将碳排放稳定在避免巨大且可能具有破坏性的全球成本的水平上,美国、欧洲和日本将需要尽快启动所有这些技术创新。最迟到2010年,世界应该在中国、印度、欧洲和美国开始建设示范性的CCS燃煤发电厂;富裕国家应该帮助在与撒哈拉沙漠接壤的州资助和建设聚光太阳能热电厂;高补贴的插电式混合动力汽车应该下线。只有这些步骤才能使我们能够更深入地了解真正变革的道路。

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