在零碳世界里,我们如何出行?| 盖茨笔记
我在本月早些时候撰写了一篇文章,谈到新冠肺炎如何为气候变化提供了前车之鉴。毫无疑问,在过去几个月中,我们经历了可怕的痛苦和经济上的困难。由于我们现在仍处在大流行之中因此难以想象,但气候变化可能会造成比新冠肺炎更大的破坏。
这场大流行还提醒我们,我们只有进行大量的创新才能阻止气候变化可能造成的灾难。我所看到的最乐观估计,认为由新冠肺炎造成的经济放缓减少了约8%的全球碳排放。这并非无关紧要,但使我们达到这个减排量的紧缩措施显然是不可持续的。我们如果要应对气候变化,就需要找到不排放温室气体的新方法,其中包括如何交通出行。
我们的目标不一定是要求人们减少出行(尽管我们应寻找方法尽量减少驾车、飞行和航行)。正如过去几个月我们所看到的那样,当人们被迫待在家里时,经济就会遭受冲击。
我们想让更多的人能够出行,更多的货物能够流通。对于一些世界上最贫穷的人(例如撒哈拉以南非洲的小农),是否有能力将货物从乡下运到城里的市场可以关乎生死。要做到这一点,我们需要确保每个人都能负担得起交通运输所需的费用。像汽油、柴油甚至航空燃料这些产品之所以成为标准是有原因的:它们能以一个低廉的单位成本,送你去很远的地方。
那么,我们究竟如何在不排放温室气体的条件下满足出行需求呢?答案其实很简单,即使操作起来未必简单:尽可能使用清洁电力驱动所有的车辆,并为无法做到这一点的车辆找到便宜的替代燃料。
让我们先从前者开始谈起。好消息是,我们在电动汽车方面已经取得了很多进展。与我之前写过的许多绿色能源替代方案不同,只要你想,你现在就能出去买一辆。自2010年以来,为电动汽车供电的电池价格下降了85%,因此电动汽车的价格变得更加可负担(尽管它们仍比燃油车贵)。此外,市场竞争的加剧意味着消费者比以前有了更多的选择,从紧凑型轿车到时尚跑车。你甚至很快将能买一辆全电动皮卡,这多亏了像通用汽车和福特等老牌公司,以及像里维安和勃林格等新晋汽车制造商。
一些公司正在开发更好、更便宜的电池,这将有望使电动汽车成为对每个车主来说的实际选择。下面这个视频介绍了QuantumScape,这是一家致力于将下一代电池技术商业化的制造商。(我以个人身份并通过突破能源基金投资了这家公司。)
电动汽车在短途旅行中表现极好,这意味着它们很适合作为私人汽车甚至中型运输车辆(如城市公共汽车和垃圾车)。但即使我们开发出由零碳能源驱动的廉价远程电动汽车,电气化也不是许多交通工具的选择。
问题在于电池又大又重。你尝试移动的重量越大,你就需要更多的电池来驱动车辆。而你使用的电池越多,你就增加了越多的重量——这又导致你需要更多的电能。即使电池技术取得了重大突破,电气化或许也永远不会是18轮大货车、货船和喷气客机等的实用解决方案。电力可以用来满足短途旅行需要,但我们需要为重型及长途车辆寻找另一个解决方案。
这便是廉价替代燃料登场的时候。市面上已经有几种这样的燃料,但你最熟悉的可能是生物燃料。
如今的高级生物燃料与你听说过的第一代生物燃料(例如乙醇)具有很大不同。有些是用非食物性植物制成的,因此它们需要很少或完全不需要肥料(你可能还记得肥料是温室气体的主要排放源)。另一些则由农业副产品制成,例如玉米秸秆和造纸后剩下的纸浆。一些生物燃料甚至可以无需任何修饰调整就直接放入现有的发动机中。
我对这些生物燃料感到乐观,但现在考虑用它们完全替代汽油和其他化石燃料还为时过早。关于高级生物燃料的研究仍然面临资金不足的问题,而且这些燃料还没有准备好以我们所需的规模被生产使用。在它们成为适合长途交通的实际且性价比划算的选择之前,我们需要更多的创新。
另一种替代燃料是电燃料。通过使用电能将水中的氢分子与二氧化碳中的碳结合起来,我们可以制造出在现有发动机中工作的液体燃料。这一过程使用的二氧化碳直接从大气中捕获,因此燃烧电燃料不会增加整体排放。不过,这类燃料非常昂贵。根据你要用其替代燃料的种类,电燃料的成本会是化石燃料的3到7倍。而且同电动汽车一样,用于制造电燃料的电力需要来自于零碳能源,这样电燃料才能成为一种真正的解决方案。
改用电动汽车和替代燃料是我们实现交通运输零排放最有效的方法。尽管我们还可以采取其他一些减排措施,例如使用碳含量较少的材料制造汽车、更高效地使用燃料以及减少出行,但实现整个交通运输业的零排放还将需要这两个领域的大量突破。
这些技术需要比现在更便宜。这意味着我们要找到大规模生产它们的方法,并确保其效能与化石燃料相当。
我们迄今为止取得的进步令我感到鼓舞,但在我们面前还有很长的一段路(绝无双关之意)。为了防止气候变化产生最坏的影响,我们需要在50年内使每一个经济领域的温室气体净排放量降为零。在出行领域减少碳排放将需要许多许多的创新,正如我曾写过的其他领域一样。我迫切想要看到当今技术将在一个零碳未来中发挥怎样的作用,以及知道在未来几年中还会出现哪些崭新的突破。
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