世界存在过热问题。根据《自然》杂志发表的一项研究,这个问题将持续至少10,000年。在短期内,我们必须采取大胆的步骤来应对气候变化。
但是,哪些大胆的步骤将产生最大的影响和最低的成本?尽管世界经济距离零和博弈还很遥远,但这也不是无限的,因此我们应该在短期内优先考虑支出。
在最高级别,这些选项是:
避免-转向低碳或无碳方法。清除-从大气中吸收碳并将其放在某个地方。适应-处理各种后果。评估的依据是短期内花钱的长期影响。除其他外,这意味着评估与任何特定策略的最终结果无关,而与未来5至10年的现实有关。
让我们稍微梳理一下这三个类别中的每个类别。
避免
这套方法着眼于气候变化的主要来源,并试图消除CO2e排放。排放的三大来源是发电,运输和基础设施,尤其是大多数核算的建筑物。
对于一代人来说,今天的方法很明确。投资风能和太阳能发电是最明显的前进道路。网格研究表明,每兆瓦时的风能和太阳能发电几乎完全消除了兆瓦时的化石燃料发电。每兆瓦时的化石燃料产生的二氧化碳与其他污染物一起排放500至1100千克的二氧化碳。风力和太阳能发电可以在5年内大规模建成,因为制造,分销和建设可以轻松地在众多并行流中完成,并且这些行业如今已成为全球分布的供应链。风能和太阳能的建造速度越快,二氧化碳的排放量就越少。风能和太阳能已经是全球数十个国家中最便宜的新型公用事业规模发电形式。从今天开始,有可能在未来5年内仅将大部分投资预算用于风能和太阳能,并在该时间范围内实施有效的碳减排。
次要的,不太直观的发电解决方案是将压裂技术广泛传播,建设天然气发电并关闭燃煤电厂。尽管天然气发电仍会排放二氧化碳,但通常每兆瓦时二氧化碳排放量约为500千克,而即使是最好的超临界燃煤电厂也要排放750千克二氧化碳,而大多数都在公吨左右。每兆瓦时的天然气发电量(如果取代了每兆瓦时的煤炭发电量)是一项净收益。但是,这个问题(这是一个困难的问题)是:我们可以生成多少天然气,而我们可以关闭多快?
与天然气生产有关的另一个附加条件是,压裂天然气降低了天然气发电的价格,这导致发达国家的许多核电站在经济上不再可行。尽管新核能与风能和太阳能根本没有竞争力,但过早关闭现有核能通常会增加二氧化碳的排放,这是禁忌的。我们可以看到,目前在美国多个州都在玩。补贴现有的核电站直到其寿命终止一直是相对容易的事情。
对于运输来说,道路也很清晰。电池电力地面运输是未来的主要道路。在某些情况下,电动汽车的总拥有成本比没有激励措施的同等内燃汽车要低,并且根据研究,到2018-2022年,所有汽车的总拥有成本(TCO)都将更低。电动全尺寸,远程巴士现已投放市场,在中国的道路上已部署了数十万辆,在其他市场中的数量也在迅速增加。电动卡车出现了,特斯拉也热切地等待着。特斯拉的货运卡车生产线预计将在短期内宣布,已经影响了竞争卡车公司的股价。垃圾车等电动城市车辆的大型制造商也在全球范围内获得市场份额。这种过渡正在进行中。奇怪的是,似乎不存在的投资工具是一种电气化指数基金,其中有特斯拉,比亚迪,主要的电池生产商等。
对于通常依赖于航空燃料和柴油的其他运输方式,例如航空,铁路,海洋和货运列车,也有现有的解决方案。对于区域通勤飞机,几家主要制造商都在计划中使用电池-电动飞机-考虑到较低的噪声值,由于多种原因,它们将更有价值。对于航空燃料,有多种经批准的低碳替代品。对于柴油,有多种选择,包括生物柴油和人造柴油。但是,与电池电动道路车辆不同,价格差异较高且不会逆转。低碳航空燃料已在2011年获得批准并进行了测试,但由于成本原因,没有航空公司定期使用它们。这需要政策动向,特别是碳排放或排放法规的定价。在目前的政治气候下,尽管未来两党的气候解决方案核心问题是解决气候变化问题,但在未来五年内,欧洲,中国,印度和加拿大的情况要比美国好得多。希望的迹象)。
对于基础设施和建筑物,存在一个非常棘手的鸡蛋问题。研究表明,在许多情况下,提高建筑物的效率并没有导致整体排放量的显着减少。部分原因是建筑材料中包含的二氧化碳,无论是采用何种材料,无论是提取,提炼,分配和构造,二氧化碳都已成为当今固存的来源。但是很大一部分是能源。只要使用化石燃料来产生供暖,制冷,通风和照明的能源,建筑物将成为二氧化碳的排放者。
基于过去的30年,对于已构建基础架构的解决方案尚不十分清楚,但是有新兴的解决方案。改用含碳的混凝土(例如Calera's)可以显着减少建筑基础设施的二氧化碳负荷。木结构建筑比砖建筑具有更低的碳足迹。
但是,减少已建成基础设施的碳足迹的最大方法是将整个能源输入转移到整个价值链上的低碳到无碳输入。这意味着风能和太阳能发电以及电动汽车将在消除内含碳方面走很长的路要走,而通过风能和太阳能进行的电加热和制冷将消除运营期间的二氧化碳排放。因此,建筑效率仅是成本因素,而不是排放因素。
去掉
在这个领域,答案远不如在回避领域中好。清除有三个要素,每个要素都有其自身的挑战:捕获,分发和隔离。作为应对挑战的数据,澳大利亚在过去19年中花费了10亿美元用于源头封存方法,并以每吨约4,300澳元的成本封存了少量的CO2。
捕获技术分为两类和各种技术,没有哪一种技术比倡导者所宣称的具有吸引力。
空气碳捕获:这具有技术解决方案和生物解决方案。它主要受到大气中410 ppm CO2的限制,需要大量的空气才能通过捕获方法。这种方法试图捕获发电厂产生的二氧化碳排放量。这种方法受到纯粹的经济不可行性的限制。分发也有问题,但对于源头捕获方法尤其如此。由于来自大气的氧气与燃料中的碳结合,所排放的CO2是进入发电机的燃料质量的2-3倍。这意味着必须重新优化为向发电机提供大量燃料而优化的供应链,以将大量较低价值的CO2运离现场。分销具有碳足迹,因此在分销完全电气化之前,净排放是有问题的。
隔离有其自身的问题。工业上二氧化碳的主要消费者是提高采油量。该过程使用CO2作为溶剂来液化裸露的塔里油田中残留的塔里原油,并将其抽出。大约70%的二氧化碳被封存,但抽出的石油中二氧化碳的含量更高。这不是一个良性循环。问题的规模也是巨大的。2008年,提高石油采收率消耗的二氧化碳相当于美国500家燃煤电厂中13家的排放量。
空气中的碳捕获,无论是技术上的还是生物上的,都在或多或少的程度上减少了分布和隔离问题。两种方法都试图在工业或生物过程将要使用的地方捕获碳,从而消除了分配问题和一部分封存问题,因为它们将二氧化碳转化为植物或耐用品。但是,两者都无法解决规模问题。最有前途的生物方法可能在排放之前解决年排放量的12%,但是要在碳循环中实际减少二氧化碳的长期隔离将需要几个世纪的时间。换句话说,生物学方法具有一定的规模潜力,但在未来两个世纪中减少挑战的潜力很小。
因此,我不建议在未来5年内进行大量的清除投资。这将变得越来越重要,因为对未来10,000年而不是接下来的90年进行建模的长期研究表明,即使我们在这10,000年的大部分时间里都停止了排放并且海平面上升非常大,但变暖却在缓慢增加。但是解决排放问题是本世纪的工作。
适应
适应的根本问题是,适应什么?全球变暖和气候变化正在引起生态系统问题,气候难民状况,海平面上升挑战,珊瑚褪色,野火增加,干旱增加,洪水增加以及农业转移和减少。每一个都有自己的适应集。但是地球上的大多数地方都将面临一系列挑战。
让我们以旱情为例。气候变化使叙利亚干旱更加恶化。由于灌溉短缺,干旱造成了耕地减少的挑战。这导致了放牧与种植农民的冲突。这导致农场失灵并逃往城市。这导致了经济上的挫折。这导致了更大的冲突,而在独裁者统治下的公民更容易起义。这导致了内战。这导致大量难民逃往邻国,特别是进入欧洲。这是民粹主义孤立主义崛起的一部分,后者是最近美国大选的一支力量。
让我们来考虑另一种情况。迈阿密正试图适应海平面上升,以保护其非常昂贵的房地产。但它建在海绵状的石灰石上,与550万居民居住在海拔低于6英尺的地方持平。为保护迈阿密而进行的改造费用昂贵得令人难以置信,目前已部署了价值3亿美元的无用泵,但是随着海平面上升,今天花费的这些钱将在20-30年内被浪费掉。您能在短期内帮助迈阿密赚钱吗?是。这是一个有影响力的世界保护者吗?不,从定义上讲,它仅在注定要作为城市的迈阿密和南佛罗里达州使用,到2050年将使比斯坎含水层盐碱化。
农业的适应同样存在问题。一项重大研究得出的结论是,由于生长季节和可用水量的变化,目前每季两季的农业地区将变成每季一季的农业地区,从而大大降低了产量。这是一种改编,也是必要的改编,但这是负面的改编。许多适应措施要求金钱改变,而生产力和经济产出却没有相应增加。
另一个例子。路易斯安那州的一个小镇,岛上的堤道在海平面上长了20年。它有300所房屋。现在,它有30多个被占用的房屋。要搬走剩下的家庭,这将花费近5000万美元。在这种情况下,花钱的价值主张到底在哪里?或者由于气候变化而面临根除的阿拉斯加城市,破坏了河岸,每年侵蚀70米。这只是强制性的,昂贵的更改。
在某些地方,适应是有意义的。纽约市就是一个这样的例子。经济高效,富裕。他们有能力建立各种类型的海上防御系统,以使其在面对超级风暴桑迪的情况下更具韧性。他们有能力在失败时进行清理。他们有能力阻止不断上升的海洋。珠江三角洲可能是另一个这样的地方。不列颠哥伦比亚省温哥华市可以轻易负担得起将5,000万加元用于在Burrard街大桥下修建洪水屏障以保护昂贵的False Creek房地产的费用。
但是,这些只是具体而狭窄的适应,而不是广泛的影响。是的,它们在某些地方会很有用,但是在接下来的5至10年中,它们基本上是不必要的,并且对实际的问题也不会做任何事情,只需将绷带包在昂贵的肉上即可。
在潜在投资的三个主要领域中,很明显,在未来几年中花费大部分资金的地方是为了避免这一问题。我们有解决方案。我们只需要迅速建立它们。