2020年9月联合国大会,习近平主席向世界庄严宣布,中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,争取在2060年前实现碳中和。中国是全球最主要的温室气体排放国之一,习近平主席明确了中国“碳中和”的目标和时间表,无疑是人类应对气候变化的里程碑事件,为新一轮的全球气候合作注入了新动力。

“碳中和”在短时间里由一个陌生的术语变成了一个流行的名词。但是,什么是碳中和?为什么要碳中和?碳中和有多紧迫?能否实现碳中和?碳中和依靠什么技术?有什么障碍?这些恐怕是不少人很自然会想到、但又不是很容易就能找到答案的问题。

我就是带着上面的一些问题,翻开了美国微软公司创始人、盖茨基金会联合主席比尔·盖茨的新书《如何避免气候灾难-已有的解决方案和尚需的技术突破》,开卷即难以释手,拿起就不想放下。不是因为气候变化有多有趣,也不是因为盖茨写得有多生动,而是读这本书就像是在读一本自己身在其中、尚未有结局的惊悚小说,情况很危急,但时时处处的线索似乎也暗示有好莱坞式美好结局的可能。

盖茨与新书《如何避免气候灾难》

这篇读书笔记目的是记录书中的要点,建议对气候变化和碳中和感兴趣的人还是读原书。盖茨写此书不是一时兴起,他关注气候变化多年,接触过很多顶级专家,对气候变化紧迫性的认识非同常人,他和他的基金会也投资了多个与应对气候变化相关的企业和技术。盖茨本人是一个聪明、不再在乎虚名和白手起家把看似疯狂的想法变成过现实的人,因此他能把气候变化和碳中和这么一个大而复杂的话题写得清晰简洁、化繁为简、言之有物,又没有让人觉得他在布道或者为自己捞取政治商业利益。原书可读性很强,不需要任何基础,也不厚。

碳中和指的是温室气体的净零排放。温室气体中最主要也最广为人知的是二氧化碳,这也是“碳中和”一词中“碳”这个字的来历。

但温室气体远不止二氧化碳,二氧化碳也不是温室效应最强的温室气体,其它常见而且和实现碳中和密切相关的温室气体还有甲烷(天然气主要成分,温室效应为二氧化碳的28倍)、N2O(温室效应为二氧化碳的265倍)和氟化气体(常用制冷剂,温室效应为二氧化碳的万倍以上)。全部换算为二氧化碳,全球一年净排放的温室气体相当于510亿吨二氧化碳,其中370亿吨是二氧化碳,剩下的是其它温室气体。

中和就是净零排放,也就是由现在一年净排放510亿吨当量的二氧化碳变成0。净零排放不是零排放,地球可能永远也做不到温室气体零排放。没有人类活动,自然界也会产生温室气体,毕竟牛打个嗝都会释放甲烷。净零排放是指保持大气中的温室气体量基本稳定,新排放出来多少温室气体,就要通过各种方式消除等当量的温室气体,最后的结果是大气中温室气体增量为0。

这里有三层逻辑。

第一、温室气体排放导致全球变暖。1850年以来,因为人类开始大规模使用化石燃料等行为,大气中的温室气体由过去的基本稳定开始明显上升,导致全球变暖。

第二、没有碳中和,全球变暖还将继续。盖茨在书中举了一个浴缸的例子:向大气中排碳就像往浴缸里放水,减少排碳就像是关小水龙头,只要没有实现碳中和,大气中的温室气体还是会不断增加并导致气候继续变暖,就像水龙头虽然关小了但是没有拧紧,最后浴缸里的水还是会灌满溢出来。

第三、持续的全球变暖会最终导致气候灾难。地球现在的温度已经比1850年以前高了大约1摄氏度,如果什么都不做,到2050年地球温度可能会比1850年以前上升1.5-3摄氏度,到本世纪末上升幅度达到4-8摄氏度。

温度的上升并不是均匀的,有些地方会变得非常热,台风等自然灾害会变得更频繁猛烈,一些地方则会经历严重干旱,森林会更容易发生火灾,海平面会因为冰山融化和海水热胀冷缩而上升,导致很多沿海的城市和土地被淹没。适合动物生活的区域会缩小,现有的不少农作物产量会大幅下降,动物产奶产蛋也会下降,引发粮食和难民危机。海水变热的地方氧气会减少,不再适合原来的水生生物生存,珊瑚会大量甚至完全死亡。疟疾等热带疾病会扩大传播范围,害虫的分布地域也会扩大。人类死于心肌梗塞的几率会大幅上升。

更为重要的是,全球变暖带来的破坏力并不是线性的,气温上升2摄氏度与气温上升1.5摄氏度相比,破坏力不是增加33%,而是可能增加100%。盖茨在书中说,如果不改变现在的变暖趋势,到本世纪中叶,因气候变化而导致人类死亡的比例会相当于新冠疫情,而到本世纪末则会达到新冠疫情的5倍。而从经济损失说,全球变暖的危害相当于每10年就来一次新冠疫情。

所以,为了避免气候灾难,就要应对全球变暖,而应对全球变暖至少需要实现碳中和。

盖茨给出的答案:非常难(但还是可能的)。原因是:

第一,化石能源就像水一样无处不在。

盖茨在书中引用了一个寓言:两条小鱼碰到了一条老鱼。老鱼打招呼说:“早上好!水怎么样?”两条小鱼继续游了一会儿,对视一眼,其中一条终于忍不住问另一条:“水究竟是什么东西?”

盖茨引用这个寓言的意思是,化石能源(和因此而引发的碳排放)在人类的生产生活中已经无处不在,很多时候我们已经意识不到在使用化石能源。我们使用的能源最终绝大多数来自于化石能源,我们用的东西也或是需要以化石能源为原料制造(比如说各种塑料),或是需要使用化石能源生产(尤其是水泥和钢),我们吃的食品需要释放大量温室气体才能生产出来(从化肥到牛打嗝),取暖需要消耗化石能源、交通也需要消耗化石能源(电动车耗的电主要还是靠燃烧化石能源产生)。

第二,能源的消耗还要增长,而历史上的能源转型从来没有在几十年里完成过。

大量发展中国家还要发展,大量的人口还要从农村进入城市,因此能源消耗还会增长,盖茨认为这是一件好事,虽然给应对全球变暖带来更大的挑战。

从历史经验上看,能源转型是非常缓慢的,更何况目前化石能源整体上比清洁能源更便宜、更可靠。实现碳中和可能需要用30-40年的时间就基本淡出传统化石能源的使用,这是一个人类尚未实现过的事情。

第三,能源技术的改进不会是指数级的,而现有能源政策相对应对全球变暖的需要而言大多过时。

用盖茨的话说,就是能源技术不是芯片技术,技术进步带来的效率提升不太会是指数式的,提升的空间有限。同时,多数国家的能源政策和标准都是长期形成的,并没有考虑全球变暖的因素,有些政策和标准甚至是不利于应对全球变暖的,而改变这些政策和标准远非易事。

第四,应对全球变暖的共识还远未达成。

盖茨在书中虽然没有写,但个人认为证明此事的最好例证大概就是美国在2017年退出巴黎协定。这看似是一个总统的决定,但背后反映的,还是有相当多的人并不接受全球变暖的事实,或者全球变暖的原因,或者应对全球变暖的迫切性,或者是利益因素。当然,美国在2021年又重返了巴黎协定。

绿色溢价(Green Premium)是整本书中最核心的概念。绿色溢价的意思是使用零排放的燃料(或技术)的成本会比使用现在的化石能源(或技术)的成本高多少。

绿色溢价对不同的行业和技术是不一样的,有些算起来还很困难,而且随着技术和政策的变化还会不断发展变化。书中举的一个比较简单的例子是,目前使用的航空燃料,过去几年美国的均价是2.22美元/加仑,(零碳)高级生物燃料的价格是5.35美元/加仑,这里的绿色溢价超过140%(具体的计算是(5.35-2.22)/2.22=1.41)。

绿色溢价目前通常都是正的,也就是零碳排放的成本要高于当前使用化石能源的成本,当然也有极少的情形下绿色溢价已经为负。盖茨指出,实现碳中和最关键的就是要千方百计降低绿色溢价。

影响绿色溢价的因素很多,后文还将具体说。书中提及的,我个人觉得特别需要指出的有三个因素:

第一就是以非化石能源技术为代表的新技术发展,这个决定了零碳技术在经济上能多有竞争力。非化石能源如果太贵,实现碳中和会非常困难。

第二就是碳的价格,化石能源能够如此“便宜”的一个关键原因,是排碳在多数情况下还是“免费”的。如果碳的价格能够反映对气候变化的负外部性(无论是通过碳交易还是通过碳税来实现),即使非化石能源技术不能变得非常便宜,使用化石能源成本的上升也可以降低绿色溢价。

第三就是碳捕捉和储存技术的成本。碳捕捉和储存的价格实际上是零碳技术成本的上限,因为在没有别的可行技术的情况下,总是可以通过排放-捕捉-储存来实现零碳排放。

比如说,直接空气捕获(DAC,直接从空气中把二氧化碳提取出来)技术虽然仍不成熟,但目前的成本大约是200美元每吨二氧化碳。盖茨觉得未来DAC成本比较现实的预测是可以降到100美元每吨。如果纯粹靠DAC技术,移除每年510亿吨的碳排放需要耗费5.1万亿美元,不是一笔目前全球能拿出来的钱,DAC也难以成为实现碳中和的主要方式。但我个人认为,DAC技术的成本有朝一日应该可以成为绿色溢价和碳价格的上限。

回答这个问题,首先需要知道碳排放的主要来源是什么,不同的排放来源,有时需要运用不同的技术路径来实现碳中和,虽然多数的技术路径最终都得着眼于减少化石能源的消耗,毕竟只要燃烧化石能源就要排碳。

区分碳排放的来源可以有很多种方式,盖茨把来源划分为5大类,并列出了它们对应的排碳占比:制造物品(31%),发电(27%),农林畜牧业(19%),交通(16%)以及取暖和制冷(7%)。

按照上面的划分,发电并不是目前排碳的最主要贡献者,但获取清洁的电力却很可能是实现碳中和最关键的因素,因此盖茨在书中是从发电开始依次讨论这5个领域如何实现碳中和。

1. 发电

发电高度依赖化石能源。根据书中数据,化石能源发电占全球发电量的62%(其中煤36%、天然气23%、油3%),剩下的来源为水力16%,核能10%,可再生能源11%,其它1%。

书中说的一件让人惊讶的事情是,水电虽然是最常见的不排碳的发电方式,但因为建水电站会淹没土地导致地层里甲烷的排出,水电取决于具体的情况,有时并不比火电造成的温室气体排放少。

解决发电的碳排放问题,不仅本身就是对减排的重要贡献,而且通过使用清洁电还可以帮助解决制造业、农牧、交通和取暖制冷的很大一部分碳排放问题,因此减少发电对化石能源的依赖可能是应对全球变暖最主要最必要的路径之一。

这里的好消息是,随着技术发展和大规模使用(这里有中国的巨大贡献),太阳能和风能发电的成本已经大幅度降低。根据盖茨的数据,发电的绿色溢价在美国和欧洲大约是15-20%,换言之使用可再生能源(如太阳能和风能)发电的电价仅比使用化石能源发电的电价高15-20%。只是,很多发展中国家和自然条件不允许的国家的绿色溢价要高于这个数字。

但是,降低太阳能和风能绿色溢价的最大障碍并非发电成本,而是随着越来越依赖太阳能和风能,就会遭遇所谓“间歇性诅咒”

风不是一直刮,太阳也不是一直照耀,季节会变化,还会有极端天气,这些都会带来风能和太阳能的不稳定,但是电却是一时一刻都不能停。当整个电网因为减排的需要高度依赖太阳能和风能时,保证不间歇供电就会变得格外昂贵,这就是“间歇性诅咒”。

“间歇性诅咒”中最难解决的是季节性问题,例如,德国太阳能的发电能力在冬季只有夏季的10%。如果按照夏天的需求安装太阳能板,冬天电肯定不够。如果按照冬天的需求安装太阳能板,成本就会大量上升,而且夏天会严重过剩。如果想把夏天的电存起来放到冬天用,即使有能够存放一个城市或者一个地区几个月电力的技术,也会无比昂贵。

解决间歇性诅咒的可能办法包括改进电网和传输技术,从而可以实现更大规模更高效率的跨区调度电力、发展可以大规模的储电技术(比如能储存一个城市几天的用量)、设立备份的火电(对应的碳排放还得另想办法解决)或核电厂等等。

书中例举了一些非常有意思、但未必都能成功的技术和方案(也是书中我觉得最好看的部分):

新型核裂变技术。核电是非常成熟可靠的不排碳的发电方式,使用的是核裂变技术。最大的担心来自于安全性(如三里岛、切尔诺贝利和福岛)和乏燃料处理的成本。

盖茨在书中大力推荐了自己投资的公司开发的“行波堆”,这种技术可以使用多种核燃料(包括别的反应堆产生的乏燃料)、产生很少的废料、可以完全自动化、可以建于地下,而且从设计原理上就使得行波堆不可能发生堆芯融化甚至爆炸这些事故,因此不会重复三里岛、切尔诺贝利和福岛的问题。

这种技术已经在超级电脑上模拟成功了,现在需要的就是落地试验。根据媒体的公开报道,中国核电曾经希望能和盖茨的公司合作在中国建立首个示范堆,但最终这一合作被特朗普政府喊停。

核聚变技术。太阳能的最终来源是核聚变,氢弹是破坏性的核聚变。可控核聚变如果能够成功,其“燃料”-氘和氚可以从海水中提取,取之不尽、用之不竭。但核聚变需要极高的温度,花费巨大的能量,不仅无比困难,可能还需要先大量排碳,有时核聚变产生的能量还赶不上产生核聚变需要的能量。

总而言之,可控核聚变的实现非常困难。欧洲正在进行的可控核聚变工程ITER要到2030年代后期才能开始运作,其它的一些新的方案也在不断尝试中,但盖茨说了个笑话:距离核聚变还有40年,并且永远都是40年。

海上风电。海上风大,有的是地方,可以安装巨大的风能发电装置,而且离很多大城市很近。美国的海上风电如果完全开发,理论上就能满足当前美国的电力需要。中国的海上风电发展很快。

地热。不是所有地方都有地热,能量的密度也比较低,但是能用还是要用。

电池。锂电池虽然有不少缺点,但电池技术的改进空间有限,盖茨觉得似乎看不到能把电池储能提高50倍的材料,他觉得能提高到现在的3倍就不错了。不过一些人正在尝试一些更加新颖的做电池的方法,比如说使用液态金属。

抽水蓄能。电多的时候把水抽到高处,缺电的时候用水发电,北京的十三陵水库就是这样一个蓄能的电站。抽水蓄能需要有落差,需要盖水库,需要有水,不是所有地方都能实现,因此还有人在尝试抽鹅卵石蓄能,尝试把水注到地下产生高压然后需要的时候发电。

热能储存。电多的时候先转化为热,再把热存住,需要的时候再用这些热来发电。盖茨投资的公司尝试的材料是熔盐,熔盐可以比较高效率的储存大量的热,而且可以储存较长的时间。

便宜的氢能。如果有了便宜好用的氢能,也许一切对化石能源的依赖就可以迅速不复存在,因为氢可以燃烧放出大量能量,产生的却是水。但现在大规模的使用氢能还有两个巨大障碍,一个是通过电解水制氢成本巨大而且耗能(如果这些能源来自于化石能源,那制氢也会产生大量排碳),一个是氢不好储存,如果加压存在一个铁罐里,因为氢分子太小,氢气会慢慢从铁罐子里泄露出来。

碳捕捉技术。便宜好用的碳捕捉技术也可以是应对碳排放的终极解决方案,不管排多少碳,再“捕捉”回来就是,而且还可以把历史上排的碳也“捕捉”回来。

碳捕捉的一种是所谓的“节点捕捉”,就是在发电厂这种排碳大户的源头安装捕捉装置,这样可以捕获约90%的碳排放,问题是会增加发电厂的成本。

另一种碳捕捉是前面提过的直接空气捕获(DAC),就是从大气中直接把碳捉住。DAC难度要比节点捕捉难很多,因为节点捕捉通常是在二氧化碳浓度达到10%的情况下捕捉,而DAC则要在大气中每2500个气体分子中搜寻那唯一的一个二氧化碳分子。目前的DAC技术还不成熟,无法大规模使用,而且还十分耗能。

节电和科学用电。节电的重要性不需要赘述。科学用电的潜力还需要更加充分的开发,最简单的一个例子就是错峰用电。我个人感觉,考虑到可再生能源有时不像化石能源那么可靠,更加智慧的用电也许可以使得一个城市电网的需求更具弹性,从而适应可再生能源发电的波动性。

盖茨认为,上面提及的所有这些技术和方案不需要每个都成功,只要有一个或者几个技术路径取得突破,实现碳中和就会发生重大转机。但既然目前不知道哪条路径能够成功,而且气候变暖的灾难性后果如此巨大,所以现在应该所有的路径都努力尝试。

2. 制造

盖茨是以水泥、钢铁和塑料为例来说制造业的碳排放问题的。他先列了一组对比数字:美国在1901-2000年的100年生产了43亿吨水泥,中国在2001-2016年的16年里生产了258亿吨水泥。

钢铁。把铁矿石加热到1700度,需要排很多碳。炼铁和炼钢的过程中,需要碳和氧发生化学反应,反应的产品就是二氧化碳。现在的工艺生产1吨钢要排放1.8吨的二氧化碳。生产水泥主要的工艺是煅烧石灰石,水泥需要的是石灰石里的钙,但石灰石里的碳在煅烧过程中就会变成二氧化碳。生产1吨水泥会产生1吨二氧化碳。

塑料的制造来源于化石能源,但和水泥和钢铁不同,塑料的制造工艺本身并不会把化石能源里的碳给释放出来。

总而言之,制造业的排碳大概分为三部分,一部分是耗电,发电最终需要排碳;第二部分是获得高温,需要燃烧化石能源;第三部分是制造的工艺本身需要有产生二氧化碳的化学反应。

盖茨认为,应对制造业的排碳主要就是四步:1.能用电的尽量用电,这需要对现有的工艺进行很多创新;2.电力的来源要改为清洁能源;3.用碳捕捉来减少生产过程中无法避免的排碳;4.更有效率的使用各种材料。

当然,盖茨还是提了一些有意思的技术构想,比如说把生产水泥产生的二氧化碳回收后再注入水泥里,这种技术可以减少10%的排放;比如用海水和捕捉发电排放的二氧化碳来生产水泥,如果成功可以减少70%的排放;比如用一种叫熔融氧化物电解法(Molten Oxide Electrolysis)的工艺炼铁,有点像生产电解铝一样,但这个工艺的副产品是氧气而不是二氧化碳;比如,我觉得最为神奇的一个想法是,用从电厂捕捉来的二氧化碳和别的原料一起制造塑料,这样生产塑料的排碳可以由正转为负,成了一种碳汇的方法。

3. 农林畜牧业

农林畜牧业竟然是净排放二氧化碳,而且产生了全球近20%的碳排放本身就是挺让人吃惊的。这里的原因是农林畜牧业会产生很多的甲烷和N2O,前者主要是因为牛打嗝放屁,后者主要是因为猪拉屎和使用化肥,甲烷导致全球变暖的能力是二氧化碳的28倍,N2O是265倍。

牛消化要依靠肠道发酵,发酵的过程就会产生甲烷,然后牛通过打嗝等方式把甲烷释放到大气中。羊、鹿和骆驼也会有同样的问题。全球每年因为牛打嗝产生的温室气体相当于20亿吨二氧化碳(约相当于中国全年排碳的20%)。

南美的牛要比北美的牛多释放5倍的温室气体,原因是北美的牛种不同、饲料质量更好等。家畜的粪便分解过程中则会释放N2O,也有一些甲烷、氨气等,因为家畜粪便导致的温室气体排放中有一半是来自于猪。

如何减少这些非常“自然”的排放?一种方法是给牛“吃药”,帮助消化少打嗝;一种方法是改进牛的种类和饲料;还有一种方法是用别的方式来获得肉,这又分两大类,一种是植物肉,现在星巴克卖的星膳食里用的就是植物肉。我本人吃过用植物肉做的汉堡,个人感觉味道和真肉接近但还不如真肉,但按照盖茨的说法,植物肉的进步很快。一种是像种粮食一样把肉给种出来。这种方法产生的肉是真肉,只不过不是通过牛吃草的方式长出来而已。最后,就是要减少浪费,这里包含人为的浪费,也包含整个产业链中不可避免的浪费,前者需要改变生活习惯,后者也有科技可以帮助改进。

农业的另一大温室气体排放来源就是氮肥的生产、运输和使用。生产和运输的过程要耗能,使用氮肥分解后会释放出N2O。农作物生长需要氮,因此使用氮肥产生的温室气体排放很难避免,目前正在尝试的方法主要是通过基因工程等方法使农作物或者微生物可以自己固氮从而减少对氮肥的依赖。

林业的温室气体排放主要原因是森林砍伐。树木如果是被烧了,立刻就会释放碳。森林砍伐导致温室气体排放的最主要原因还是因为森林的土壤里有很多温室气体,这些温室气体会因为森林砍伐而被释放出来。森林砍伐的原因很多,但毁林种地或者种棕榈树(为了棕榈油)是盖茨着重指出的。盖茨书中说的一件令人吃惊的事情是,种树未必一定会有利于减少全球变暖,在寒带种树可能还会加剧全球变暖,原因是树的颜色比雪的颜色深,种树之后反而会吸收更多的热。

4. 交通

交通导致的碳排放中47%来自于小汽车,30%来自于卡车和公交车,10%来自于轮船,10%来自于飞机,剩下3%为其它。这些交通工具的共同特点就是他们的燃料主要是油。

解决小汽车的碳排放有两个路径:

第一条路径就是电动汽车,然后确保电的来源是清洁的。这个不用赘述,唯一需要做的就是大幅度加快电动车在新车销售中的比例。

第二条路径是使用替代燃料。替代燃料的一种是生物燃料。目前使用的生物燃料原料主要是玉米和甘蔗,生产玉米和甘蔗是要排碳的,而且还会影响粮食供应。盖茨提到的生物燃料则是用柳枝稷等非粮食作物作为原料的生物燃料,这样就不存在用玉米和甘蔗的问题。

替代燃料的另一种是电燃料,也就是用(清洁)电来生产燃料,原料是水和空气中的二氧化碳。替代燃料的好处是现在的燃油车都可以直接使用,缺点是目前替代燃料都很贵,绿色溢价要高达106%-237%。

解决小卡车和公交车碳排放的办法和小汽车类似。解决跑长途的卡车,飞机和轮船的问题,用电池就不可行了,原因是那样需要携带过重的电池,所以跑长途的卡车、飞机和轮船只能依靠生物燃料或者电燃料,而目前的问题都是生物燃料或者电燃料的绿色溢价过高。所

以,对于交通盖茨的解决方案就是一句话:能用电的都用电,剩下的都用(便宜的)替代燃料。现在的替代燃料还很贵,使用电动汽车还不够便捷,因此需要很多投资和创新来改变这一现状。

5. 取暖和制冷

制冷带来的排放问题主要是两方面,一个是耗电,一个是制冷剂氟化气体是非常强劲的温室气体。取暖的排放问题来自于直接燃烧化石能源或者用电。

因此解决取暖和制冷碳排放的办法也比较直接,第一就是都用清洁电,特别是不再用煤、气、油取暖;第二是开发替代氟化气体的新型制冷剂;第三就是提高取暖和制冷系统的能源效率。

这里有为数不多的绿色溢价已经为负的技术-热力泵。热力泵完全用电,工作原理就像电冰箱,夏天的时候把屋里的热抽到室外,冬天的时候从室外的热抽到室内,热力泵可以在除了纬度特别高的广大地区使用。为什么热力泵的绿色溢价为负?因为热力泵的效率比现在的空调和取暖设备的效率高,改装之后可以少花电费和取暖费。当然,并不是所有人都愿意把家里的取暖设施换了,对于这些家庭前文提到的替代燃料就可以发挥作用了,只不过现在这些替代燃料还很贵。

无论碳中和的前景如何,盖茨指出人类都要为全球变暖可能带来的变化做好准备。盖茨在书中说了很多可以做的事情,这里我只想列四条我觉得有意思的。

第一,开发更多的能够适应气候变化条件下的粮食作物(耐旱、耐洪水浸泡、耐虫等);

第二,城市的规划和建设要打入气候变化的考虑,比如说要考虑到海平面会上升,风暴会更大;

第三,种很多很多的红树林,这可以应对海平面上升对陆地的侵蚀和洪水;

最后也是最有意思的,就是开发极端情况下的“备胎”技术。

如果碳中和没法实现,如果全球变暖的趋势无法改变,人类还能做什么?盖茨说,可以搞“地球工程”。

事实上,如果把太阳照射到地球上的能量减少1%,就可以对冲温室气体造成的影响,给人类赢得更多的时间。这里盖茨说了两个构想:

第一种构想是在高空喷洒非常微小的颗粒,这些颗粒可以反射阳光,从而减少地球吸收的热量;

第二种构想是“美白”云彩,具体的方法是在云上喷盐,让云变得更白更亮,进而反射更多的阳光。

根据计算,只要把地球上10%的云变白10%就可以减少1%的太阳照射。这种技术的好处是喷一次盐就管一个星期,如果有不良的影响可以很快逆转。

不少人担心“地球工程”是拿地球做试验,因此不太赞成,盖茨反驳的理由是人类已经在拿地球做大型试验了,那就是往大气里排放那么多温室气体。

盖茨说,作为微软的创始人,他曾经被政府的反垄断调查搞得死去活来,但是他现在却支持政府发挥更大的作用。政府应该做的包括:

第一、加大对气候变化相关技术的投资。因为很多技术都未必能成功,也未必有商业前景,私人部门的研发投入是不足的,政府需要补足这个缺口。

第二、保持公平竞争。现在太多化石能源产品的价格太便宜了,因为价格里并没有考虑对气候的影响,这也使得很多新技术即使开发出来,也无法和现在的化石能源竞争,所以要逐步增加碳的价格。

第三、消除非市场壁垒。很多好的技术没有为市场所接纳,并非是成本因素,可能就是相关信息不够,没有足够的人才等,这些政府都能发挥作用。

第四、及时更新政府政策和规章。盖茨举了一个例子,一些低碳水泥还没法进入市场的原因是因为政府对水泥质量标准的规章已经过时,必须更新。

第五、保证转型过程的公正。向碳中和的转型对不同的人群影响不同,煤炭的矿工可能会因此失去工作,石油产地可能会遭受重大的经济冲击等等,政府需要有所作为,帮助弱势群体。

第六、啃硬骨头。实现碳中和的很多技术很困难,需要制定特别的政策来取得突破并进入市场。

第七、技术、政策和市场三管齐下。光靠技术和政策是不够的,最终的成功还需要市场配合。

盖茨花了最后两章写这两个问题,主要写的都是针对美国政府和美国人民的。看完之后,我觉得细节比较多,和前面写的也有较多重复,只对一件事留下了非常深刻的印象,也适用于中国考虑碳达峰和碳中和的问题。

盖茨说,仅仅以2030年降低碳排放(对中国而言可以换为碳达峰)为目标的政策未必都是好的,因为降低碳排放有很多方式。比如说,关闭一个燃煤电站同时新建一个天然气电站可以在短期降低碳排放,但这个天然气电站在未来几十年还都要继续排碳,使实现碳中和更加困难了。盖茨认为,只有那些以碳中和为最终目标的减排措施才是要做的。

盖茨说的这些对中国如何实现碳达峰也是有参考价值的。在有了2060年碳中和的目标之后,中国的碳达峰策略也应该是以2060年为约束和最终目标。比如说,未来10年上马的任何一个火电项目可能都会增大2060年实现碳中和的难度。碳达峰和碳中和虽然时间上有先后,但制定政策的时候恐怕不能有先实现碳达峰,以后再考虑如何实现碳中和的心态了。

碳中和也许是未来30-40年人类面对的最大挑战,盖茨的书是一部倾注了心血和热情的著作,也是对全球的一份公共产品。希望全球变暖会是一本以惊悚开场,但是却以快乐结局收尾的科幻小说。

本文作者:郭凯,来源:中国金融四十人论坛