本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
周一，著名的《美国国家科学院院刊》(PNAS) 发表了一篇措辞严厉的评论，批评了斯坦福大学教授马克·雅各布森的分析。该分析声称，到 2050 年，美国能源系统的所有部门完全过渡到风能、水能和太阳能是 “在技术上和经济上可行的，几乎没有不利之处”。
这篇文章由包括加州大学伯克利分校、卡内基梅隆大学、哥伦比亚大学、劳伦斯利弗莫尔国家实验室和雅各布森所在的斯坦福大学在内的 21 位顶尖能源研究人员撰写。他们发现雅各布森的分析“使用了无效的建模工具，包含建模错误，并且做出了牵强附会且缺乏足够支持的假设。” 因此，他们得出结论，雅各布森关于完全过渡到风能、水能和太阳能的成本效益和可行性的发现“没有得到充分和现实的分析的支持，并且不能为这种过渡是否以及以何种成本实现提供可靠的指导。相比之下，大量证据表明，广泛的能源选择组合将有助于促进以可负担的成本过渡到接近零排放的能源系统。”
关于雅各布森工作的争议引起了公众媒体的广泛关注，因为雅各布森的工作被认为是几个州级可再生能源计划和美国参议员伯尼·桑德斯 100% 清洁能源法案的理由（桑德斯和雅各布森在《卫报》上合著了一篇评论文章宣布了该法案）。《华盛顿邮报》发表的文章和《麻省理工科技评论》发表的文章总结了 PNAS 论文中指出的雅各布森工作的主要缺点。其中最明显的是假设美国的水力发电大坝可以增加涡轮机和变压器，瞬间产生 1300 吉瓦的电力，这相当于美国目前 水力发电容量 80 吉瓦的 16 倍以上。美国能源部之前的一项 研究发现，可增加的最大容量仅为 12 吉瓦，留下 1288 吉瓦的缺口，相当于大约 1000 座大型核电站或燃煤电厂全功率运行。
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如需全面了解雅各布森分析的问题，我建议您阅读PNAS 论文全文，该论文的撰写清晰明了且可公开查阅。抛开雅各布森工作的细枝末节和 PNAS 的反驳，我认为这场争议有两大主要启示：(1) 研究界正在严格评估自身，以追求完全脱碳的能源系统；(2) 实现能源部门的完全脱碳将比雅各布森的工作所暗示的更具挑战性，并且低估这些挑战不利于脱碳工作。
同行评审发挥了作用
在能源研究界，人们对雅各布森及其同事的工作及其在能源政策中日益增长的作用越来越怀疑。在几次场合，研究人员对雅各布森的工作提出了合理的担忧，但却遭到了不屑一顾和轻率的回应。以雅各布森在 4 月份回应麻省理工学院能源研究员杰西·詹金斯在 Greentech Media Energy Gang 播客上对他的工作提出深思熟虑的批评时在推特上的推文为例：
我不关注非专家，尤其是那些在核能倡导组织 BTI 工作过的人，他们必须批评其他解决方案 https://#/tFBr98usBu
— 马克·Z·雅各布森 (@mzjacobson) 2017 年 4 月 14 日
在学术界，这种回应是前所未闻和不可接受的。研究应该不断地被重新评估和批评。适当的回应是解释和证明您的假设是合理的。如果您不能，您就应该更改您的假设并继续前进。这就是科学过程的运作方式！
雅各布森的回应的基调至少部分是因为他的工作已成为美国进步人士的战斗口号，反过来又成为保守派政治攻击的目标。因此，他会以一种更像政治而非学术的语气回应也就不足为奇了。
21 位杰出的能源和气候研究人员能够超越政治纷争，并基于工程和科学原理严格批评雅各布森的方法和假设这一事实表明，能源研究界的同行评审过程仍然活跃且运作良好。考虑到当前关于气候变化和脱碳的政治辩论中虚假信息和彻头彻尾的谎言的兴起，我们都应该为能源研究界确实坚持高标准而感到高兴。
脱碳很难。假装不难会使它更难。
PNAS 论文中指出的雅各布森工作的局限性表明，完全过渡到风能、水能和太阳能的成本和难度都高于估计。如果我们有能力按需发电 1300 吉瓦的水力发电量，并在全国范围内瞬间输送电力，那么到 2050 年过渡到具有成本效益的 100% 可再生能源系统可能几乎没有不利之处。但我们没有这种能力。
这并不意味着能源系统的脱碳是不可能的。这只是意味着脱碳不会像雅各布森的研究及其衍生的 倡导团体所声称的那样简单或便宜。电力部门的脱碳可能需要在新的输电和存储能力、先进的核技术、碳捕获和存储、建筑效率和灵活性以及降低技术成本并使其发挥作用所需的研究、开发和示范方面进行大量投资。更具挑战性的脱碳挑战是交通运输部门，该部门仍然几乎完全依赖于高密度的液态化石燃料，并且最近 超过了电力部门，成为美国最大的能源二氧化碳排放来源。
雅各布森的工作使用有缺陷的方法和假设低估了脱碳的挑战，这在许多方面使能源转型更加困难。
首先，它通过破坏大量严谨的研究（例如，1、2）表明显著减少电力部门的碳排放是可行的，从而助长了对所有脱碳工作的政治攻击。气候变化和可再生能源怀疑论者现在有了一个很好的论点来反对任何可能被用来为支持可再生能源政策辩护的研究——而正是雅各布森的有缺陷的研究，而不是 21 位指出其缺陷的研究人员，提供了这一论点。
其次，低估实现 100% 可再生能源的挑战，错误地破坏了对核能等其他非可再生低碳技术进行投资的重要性。美国能源信息署 (EIA) 预计，在现在到 2050 年之间，约 20 吉瓦的核电容量将 退役。已经宣布了几家即将关闭的工厂，包括宾夕法尼亚州的 三里岛和加利福尼亚州的 迪亚布罗峡谷核电站。虽然建造一座新的核电站可能比今天建造同等的可再生能源更昂贵，但为现有工厂提供补贴可能是减少碳排放的一种廉价方式。例如，一项关于纽约脱碳计划的研究发现，与用新的可再生能源容量取代工厂相比，提供保持现有核电站开放所需的补贴（以零排放信用额度的形式）每年将为消费者节省约 10 亿美元。
美国能源信息署 (EIA) 预计，到 2050 年，美国约 20% 的核电容量将被逐步淘汰。图片来源：EIA
最后，声称仅凭现有技术就足以在技术上和经济上实现完全脱碳，“几乎没有不利之处”，这低估了增加能源研发以减少实现脱碳世界障碍的迫切需要。从先进的太阳能电池板到先进的核能和碳捕获，各种技术都需要迫切创新，以使脱碳不仅可行，而且具有吸引力。在这个政府对能源研究的支持骤降的时代，我们不能低估对重要且持续的能源研发的迫切需要。
接下来是什么
关于雅各布森的研究引发的争议最终平息后，对能源政策和政治的影响尚不明确。我希望雅各布森和他的同事们在未来的工作中，对他们的方法、假设和结论能更加谦逊。我也希望这次争议能传递出的更重要的信息不是脱碳是不可能的，而是存在一个坚定且专注的研究者群体，他们致力于承认并克服全球脱碳的挑战——并在必要时进行自我修正。