技术创新助力实现气候目标的三种方式

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本文首发于财新全球。

  • 经济体和社会需要转向净零排放,以将全球变暖幅度控制在工业化前水平以上1.5ºC以内。

  • 由3D打印、人工智能、量子计算和基因编辑推动的创新将加快这一转型。

  • 但仅靠技术无法解决气候危机,企业和政府也要发挥重要作用。

为避免气候变化造成最严重的影响并确保更安全的未来,世界需要迅速转向低碳经济。

根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)最新的评估,温室气体排放必须在2025年前达到峰值,之后迅速下降,才能将工业化前水平以上的进一步升温幅度控制在1.5C以内。

实现气候目标的关键

实现这一目标,需要我们迅速扩大现有清洁能源解决方案的规模,开发清洁能源生产与储存的新方法,并探索扭转历史排放的途径。技术创新将在每个阶段发挥关键作用。

以下是实现气候目标的关键举措:

1. 扩大现有清洁能源解决方案的规模

创新已经发挥了重要作用,为我们带来风能、太阳能和核能等清洁且廉价的能源解决方案。要利用这些现有清洁能源,我们需要扩大其部署规模并持续提高效率。3D打印和人工智能(AI)的进步将发挥关键作用。

人工智能模型已用于优化风力涡轮机叶片的形状,并预测风能发电的不稳定性,以管理供需波动。

与此同时,3D打印使制造商能够生产更轻、表面积更大的太阳能板,从而提高太阳能发电效率并降低成本。这项技术还将使制造商能够设计下一代核反应堆的复杂结构,并快速制作原型、进行测试和推向市场。

2. 开发清洁能源生产与储存的新方法

扩大当今气候解决方案的应用,只能让我们在实现气候目标的道路上走到一定程度。实现净零排放需要尚未广泛普及或尚不具备经济可行性的新兴技术和解决方案。

如果要让风能和太阳能等间歇性可再生能源显著减少温室气体排放,就需要更好的储能解决方案。尽管电池技术近期的进步令人鼓舞,但我们仍需开发更安全、更轻便且不依赖稀有材料的电池。

目前还处于早期阶段,但量子计算或许有助于找到更优的材料属性组合和设计方案,用于制造下一代电池。

除了寻找新的储能方式,还需要开发核聚变等新的能源来源。核聚变长期以来被视为能源研究的“圣杯”,有望提供取之不尽、安全、可持续且高效的能源。

2022年达沃斯年会——气候行动始于家庭——原文
2022年达沃斯年会——气候行动始于家庭——原文
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现有核反应堆通过核裂变将铀和其他重原子分裂成较小的原子核,而核聚变则通过结合氢等较轻的原子,产生温度高于太阳核心的等离子体。

等离子体本质上不稳定,因此很难在反应堆内维持核聚变所需的过程。但DeepMind运用深度强化学习探索控制聚变反应的新方法等里程碑进展,让人们看到核聚变有望成为未来可行的能源来源。

仅靠现有及未来的可再生能源和电池,无法彻底实现净零未来。长距离运输需要能量密度极高的能源载体。

因此,航运和航空业仍依赖燃料,而非储存的电力。绿氢和合成生物燃料有助于这些传统上污染严重的行业转向更清洁的能源。

在基因编辑和合成生物学方面的进展,很可能带来提高生物燃料生产效率的新可能,例如调整用于生产生物燃料的植物基因。

3. 扭转历史排放,避免气候危机

即使大力推进能源转型,主动从环境中去除温室气体也很可能是抵消历史排放、以及抵消转型较慢行业排放的重要手段。

二氧化碳移除(CDR)涵盖多种方法,直接从环境中捕获二氧化碳(CO2),并将其储存在自然或人工蓄存库中,以实现负排放。

相关研究进展涵盖多个方面,从植物被设计成在根部储存额外的二氧化碳,到通过水处理技术将海洋中的碳储存在岩石中。但要让这些及其他CDR技术大规模部署,并及时满足应对气候危机的迫切需要,就必须进行巨额投资。

诸如地球卫士奖等碳移除倡议是良好的起点,但还需要更大规模的公私协同行动。

应对气候变化需要创新理念

世界经济论坛将创新型初创企业与更成熟的公司汇聚一堂,促进理念和解决方案的交流,推动能源领域及其他领域的转型。

我们很高兴在达沃斯技术先锋和全球创新者社群中迎来100多位专家和企业家,共同参加2022年年会。

论坛的第四次工业革命中心(C4IR)也通过促进初创企业、成熟企业、政府和民间社会之间的协作,参与塑造人工智能、区块链及其他技术领域的创新格局。

世界经济论坛如何应对第四次工业革命?

前沿技术与创新中心汇聚科学家、政策制定者和商界领袖,共同理解新兴技术及其对现实世界的影响。

通过推动协作和试验,该中心帮助合作伙伴将研究创新转化为实际应用,以应对共同的全球挑战。

了解该中心的工作

借助迅速扩大的国家和次国家级中心网络,C4IR帮助试点、迭代并扩大技术解决方案的规模,其中包括无人机配送卢旺达医疗用品,以及利用人工智能进行铁路轨道维护的巴西项目。

仅靠技术无法解决气候危机。实现雄心勃勃的气候目标,需要政府、企业和个人付出巨大努力。但我乐观地认为,创新能够帮助我们现在减少排放,并在不久的将来移除排放。

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