Solar photovoltaic modules on a hillside in a village in Chuzhou STR/AFP/Getty Images

中国大胆的能源愿景

北京——实现2015年巴黎气候协定所制定目标的最大胆的计划来源于中国的手笔。巴黎协议要求世界各国政府承诺将全球变暖控制在比前工业化水平低两摄氏度的范围内(3.6华氏度)。上述目标主要通过到2050年将世界主要能耗来源从碳基化石燃料(煤炭、石油和天然气)转移到可再生的零碳能源(风能、太阳能、水电、地热、海洋能及生物质能)以及核能来实现。中国的全球能源互联计划(GEI)为实现这一能源转型目标描绘了激动人心的愿景。

鲜有政府对这一转型的规模具备充分的认识。气候学家经常提到“碳预算”——也就是人类未来可以排放的二氧化碳总量,而上述总量以将全球变暖控制在比前工业化水平高两摄氏度以下为前提。目前的估计显示世界碳预算的中点约为6000亿吨。人类目前每年排放大约400亿吨二氧化碳,这意味着世界必须在本世纪中叶甚至更早淘汰化石燃料,并彻底转向零排放的主要能源来源。

下面的任务需要我们来完成。目前主要靠燃烧煤炭和天然气来发电;这些热电企业需要被逐步淘汰,并以利用太阳能、风能、水电、核能以及其他非碳能源发电的电力企业来实现替代。今天的建筑采暖主要采用锅炉、散热器以及以石油和天然气为燃料的采暖炉;这些都需要由通过电力采暖的建筑来取代。今天的车辆运行依靠石油产品;这些都需要由电动汽车来取代。

今天的船舶、重卡和飞机同样全部依赖石油产品;未来,他们需要使用以再生二氧化碳和可再生能源制造的合成燃料,或以可再生能源制造的氢气为燃料来源。而今天为工业生产,如钢铁制造提供动力的化石燃料,也将必须由电力来取代。

因此,简单的答案就是必须大规模使用零碳能源,尤其是风能和太阳能等形式的可再生能源发电。世界有足够的零碳能源用来推动整个全球经济的发展——事实上,零碳能源可以推动的全球经济规模可以远大于今天。

关键的一步是要向有需求的人口中心提供零碳能源。中国的宏伟愿景就在这里呈现。近年来,中国国内一直面临能源转型挑战。中国最好的可再生能源供应(尤其是风能和太阳能)均位于国家西部,而大部分人口和能源需求均集中在东部的太平洋沿岸。中国一直试图通过建设大规模超高压输电网(UHV)来解决这一问题,超高压输电网可以尽可能降低在传送过程中的电能损耗。长距离超高压输电经济高效,而中国在开发这项技术方面已经取得了重大进展。

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现在中国提出用超高压全球电网联通整个世界。像在中国一样,可再生能源集中度最高的地方(如日照和风力最强的地方)往往远离人们的居住地。必须将太阳能从沙漠输送到人口中心区。偏远地区风力发电的潜在能力也往往最高,其中包括海上风电。巨大的水电潜力可以在流经无人山区的偏远的河流流域被发现。

中国提出全球连通电网背后的逻辑是可再生能源具有间歇性的特点。太阳只在白天发光,而即使在白天,浮云也会打断太阳能抵达光伏板。同样,风力的强度也在不断波动。如果能将这些间歇性的能源连接在一起,就可以实现平滑能源波动的目标。当云层影响某个地区的太阳能时,人们可以用来自其他地区的太阳能或风能来发电。

从宏观问题着眼,中国已经创建了一个令人惊叹的组织——全球能源互联发展与合作组织(GEIDCO)——目的是将国家政府、电网运营商、学术机构、发展银行和联合国机构召集到一起,启动建设全球可再生电网的工作。在3月举行的全球会议上,全球能源互联发展与合作组织邀请了远在阿根廷和埃及等国的代表,共同合作实现全球清洁能源互联。

中国正在采取几项进一步举措,全球能源互联发展与合作组织正在加紧研究几项关键技术挑战,如大规模能源存储、超导输电以及利用人工智能来管理电力系统的大规模互联。全球能源互联发展与合作组织还在提出全新国际技术标准,目的是让各国电网能在无缝全球系统中实现互联。而中国正大规模投资于低成本可再生能源发电的研发,如先进的光伏发电和高性能电动汽车等终端应用。

美国和欧盟同样应参与解决能源问题,两者均应与中国和其他国家合作,以加速实现向零碳能源转型。令人遗憾的是,在唐纳德·特朗普总统领导下,美国政府及其监管机构已经完全掌握在化石燃料游说团体的手中,而欧盟仍在与煤炭生产国就何时以及以何种方式淘汰煤炭争论不休。

因此中国提出的以可再生能源、超高压输电和智能电网为基础的全球能源互联代表了世界各国政府实现巴黎气候协定目标最大胆、最激动人心的全球行动。该战略非常适合应对我们这代人所面临的前所未有的能源转型规模。

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