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为了气候安全,召唤工程师

纽约—本月的波兰卡托维兹联合国气候变化会议(COP24)成功地产生了实施2015年巴黎气候协定的规则手册。每个联合国成员国都在上面签了字。但这并不足以阻挡气候崩溃。我们应该召唤工程师。

COP24取得了令人瞩目的外交成功,因为化石燃料行业在不停地进行肆无忌惮的游说和拖延。外交官们阅读了科学文献,了解到真相:如果不迅速地在本世纪中叶实现零碳全球能源体系,人类就将岌岌可危。近几年来,数百万人遭遇到极端热浪、干旱、洪水、飓风和灾难性森林大火的侵袭,原因就在于地球温度已经比前工业化平均水平高1.1摄氏度。如果变暖幅度在本世纪后期超过1.5或2摄氏度——这是整个10,000年人类文明史上前所未有的温度——世界将变得非常非常危险。

巴黎协定要求国家政府将温度保持在“远低于前工业化水平以上2℃以内,并(采取)措施将升温幅度限制在前工业化水平以上1.5℃以内。”现在,我们有了测量温室气体排放、共享知识、衡量从富裕国家到贫穷国家的金融转移的规则手册。但我们还缺少促使到世纪中叶实现世界能源体系向可再生能源的转型的计划。

当然,外交官不是技术专家。下一步需要全世界发电、输电、电动汽车、氢燃料电池、能源系统管理人工智能、能源效率和公共交通的城市设计等方面的工程专家和相关专业人士。在过去24年中,站在联合国气候峰会前排的不是工程师,而是外交官。让工程师占据中央舞台的时候已经到了。

巴黎协定要求各政府与本国工程师协商制定国家能源战略,193个联合国成员国都要产生一个独立的计划。该方针深深地误解了全球能源转型必须如何发生。我们需要国际层面上一致而协调的方案,而不是逐国方案。

全球工程体系要求全球协调。以民用航空为例,它便是全球协调工程的胜利。2017年,全球共飞行4,180万个航班,没有发生一起致命客机事故

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民用航空系统之所以运转得如此优秀,是因为所有国家都是用由几家全球性公司制造的飞机,有共同的巡航、空中交通管控、机场和飞机安全、维护、保险和其他业务标准操作流程。其他全球系统也具有类似的协调性。美元银行转账日均余额高达2.7万亿美元,但通常都通过标准化银行和通讯协议结算。每天,世界都会产生数十亿计的互联网活动和手机电话,之所以能够实现,是因为共享协议。这些全球连通的高科技系统的规模和可靠性都堪称卓越,并且它们都依赖国际而非逐国层面实施的方案。

如果世界各国政府最终将工程师推向最前沿,那么向可再生能源的转型可以大大加速。回忆一下1961年5月,肯尼迪总统要求美国在这个十年结束之前将人送上月球并安全返回地球。美国宇航局(NASA)很快就动员了数十万名工程师和其他专家,并在1969年7月完成了登月,满足了肯尼迪的雄心勃勃的时间要求。

我最近和三位经济学家以及一位资深商业部门工程师在一个委员会共事。在经济学家们谈论了谈价格、外部性的内部化、上网电价、碳抵消等话题后,工程师进行了言简意赅的发言。“我其实不理解你们这些经济学家刚才说了些什么,但我有一个意见,”他说,“告诉我们工程师想要的‘参数’和时间线,我们会完成工作。”这绝非虚张声势。

这里有一些参数。要将变暖限制在1.5℃,世界能源体系必须在世纪中叶实现去碳化。这要求大规模动员零碳能源,如风电、太阳能电和水电,即电力系统要能够利用间歇性能源资源(如日照时间、风力大小、水流速度等)。

这些零碳电力将充入电动汽车,取代内燃机汽车。零碳电力还将用来生产零碳燃料,如船用氢气和合成航空碳氢燃料。我们将用零碳电力,而非煤炭、石油或天然气来为住房和办公楼供暖。能源密集型行业,如钢铁业和铝业,也将用零碳电力和氢气代替化石燃料。

这些零碳方案超过了任何一个国家的边界。成本最低、最充足的可再生能源往往需要到远离人口中心的地方寻找,比如沙漠缓和山区,或离岸风电场。因此,这些能源需要长途输送,通常需要跨越国境,使用高压输电线路。全球能源联动发展和合作委员会(Global Energy Interconnection Development and Cooperation Organization)强烈强调国际连通的远程输电系统的优势。该委员会是中国国家电网公司在2016年发起的全球性工程公司和演技所合作项目。

在可行的全球去碳化计划中,许多现今化石燃料出口国和公司将成为明天的零碳能源出口国和公司。波斯湾的产油国应该利用广袤的阿拉伯沙漠向欧洲和亚洲输出太阳能。产煤的澳大利亚应该应该通过海底电缆向东南亚出口其广袤内陆的太阳能电。加拿大应该增加向美国市场出口的零碳水电,并最终停止出口高碳油砂制品出口。

在卡托维兹气候会议上,外交官们及时地如约制定了气候规则手册——这是一项重大成就。下一个大动作属于工程师。为了气候安全的能源转型便是我们二十一世纪的登月工程。明年9月,当各国首脑在联合国开会时,世界工程师领袖们应该用全球行动的尖端框架迎接他们。

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