小而可扩展的气候解决方案正带来减少碳足迹的新机遇。
其中包括热泵、电动滑板车和电动自行车,以及还能向电网输送电力的电动汽车。
但要应对气候危机,仍需推动政策和技术转变。
面对气候危机的严峻程度,人们很容易感到无所适从:危机影响全球,政府不愿采取行动,巨大的污染源所造成的影响远超任何个人或企业行动。
但如果我们不再寻找一剂灵丹妙药,而是着眼于许多小规模的解决办法,来应对这场危机呢?一批可扩展的技术或许能迅速带来实质改变。已有一些可扩展、能立即产生影响的创新符合这一方向。
热泵
近期俄罗斯对乌克兰发动的战争提供了一个初步思路。欧洲依赖俄罗斯能源(主要是石油),加上全球能源成本高昂,意味着行动刻不容缓——不是几十年或几年后,而是几个月内。为应对危机,世界开始寻找替代方案。
电动空气源热泵能够以极高效率为建筑供暖和制冷,很快成为优先事项中的重中之重。国际能源署估计,热泵“满足全球90%的供暖需求时,碳足迹可低于燃气冷凝锅炉。”此外,根据一份Rewiring America发布的报告,美国所有与能源相关的排放中,有42%来自家庭。
俄罗斯入侵乌克兰后,知名环保人士比尔·麦基本呼吁推出“热泵促进和平与自由”计划,并在美国援引《国防生产法》生产这项新兴技术。6月6日,乔·拜登总统政府明智地采取了这一行动;《通胀削减法案》的气候条款也纳入了热泵激励措施。据彭博社报道,热泵将电力转化为热能的效率极高。因此,即使电网完全依靠天然气运行(所幸这种情况正变得越来越少),使用电网电力的热泵耗能仍低于直接燃气供能的炉具;与此同时,电网正逐步全面转向可再生能源。
微型出行
第二种小型、可扩展的技术是微型出行,包括电动自行车和电动滑板车。与热泵一样,这些轻型交通工具效率极高,不过它们的作用是在人们的城市出行中提供便利。
凭借高效率,许多受欢迎的电动自行车充一次电可行驶超过2,000英里,花费却与一加仑汽油相同。《纽约客》专栏作家吉尔·勒波尔称自行车是“全球交通系统的主力”,并指出,骑自行车到达目的地的人比使用任何其他交通方式的人都多,步行除外。电动自行车和电动滑板车很容易取代三至五英里以内的短途汽车出行,因此有望大幅减少碳排放。
共享电动出行领域的全球领军企业 Lime 已帮助用户完成超过3.5亿次共享自行车和滑板车出行。全球用户平均有25%的出行方式从汽车转向其他方式,Lime 用户因此避免了超过7,900万次汽车出行。换个角度看,这相当于用户放弃乘坐的汽车首尾相连,足以形成一条环绕地球12圈多的全球交通拥堵长龙。
牛津大学近期的一项研究发现,在实现净零排放目标方面,骑自行车的重要性是电动汽车的10倍。电动出行的益处立竿见影,所需基础设施也很少。
政策制定者似乎已开始关注:旧金山正在向外卖配送员免费发放电动自行车,华盛顿特区则为教师购车提供200美元补贴。佛蒙特州是首个推出电动自行车计划并提供400美元返利的州,全球大多数主要城市也在积极推广广受欢迎的电动自行车和电动滑板车共享计划。
电动汽车双向充电
随着“万物电气化”逐渐普及,供暖、制冷和交通运输等领域也在其中,电动汽车双向充电技术——也称车辆对负载(V2L)或车辆对电网(V2G)充电——为减少碳排放提供了另一种潜在方案。
为汽车配备双向充电功能后,只需一个小型设备,就能把这些绝大部分时间(96%)停放不用的车辆变成小型、高度分布式的电力储能设备,帮助稳定电网。风能和太阳能等可再生能源供应具有间歇性,但其清洁电力可以轻松储存,并在能源需求高峰时释放,有效平衡电网,让可再生能源在发电中占据越来越大的比重。
公用事业公司都会向我们发送“用电高峰时段”提醒,建议在电价最贵时减少用电。这些时段的碳排放强度也最高。
例如,新英格兰电网的最高需求日碳排放强度也比平时高出45%。福特 Lightning 皮卡或现代 Ioniq 5 的双向充电功能,若与新兴的 V2G 逆变器技术配合使用,有望让普通电动汽车变成减少碳排放的移动电站,消除这些碳排放激增的用电高峰日。
Duke Energy和PG&E都在各自的电网上测试这一方案;Highland Electric 的校车通过 V2G 输送了7兆瓦时电量。今年夏天学校放假期间,这些校车在马萨诸塞州贝弗利市参与了测试。根据加利福尼亚州电网运营商的数据,电池承担了用电高峰时段6%的供电容量。彭博社报道称,2017年电网接入电池首次投入使用时,仅覆盖峰值需求的0.1%,如今增加了60倍。扩大电动汽车电池的应用,并配合公用事业公司向用户提供适当补偿的激励措施,或能进一步加快这一增长。
扩大未来气候解决方案的规模
创新生态系统中涌现出许多有助于进一步脱碳的小型技术。例如,Orange 正利用一款手掌大小的智能插座消除多户住宅充电的障碍;Kiwi 部署小型自主(电动)机器人,取代用于食品配送的2吨燃油车辆;Resonant Link 则有望通过一项紧凑型线圈创新,实现更快速、功率更大的无线充电,助力港口和配送中心实现电气化。
有时,技术似乎会在最需要的时候恰逢其时地发挥作用,例如手机摄像头为阿拉伯之春推波助澜。随着电气化领域不断涌现创新,我们或许正见证这样一场技术创新的汇聚:相对小型但可扩展的解决方案,带来了大幅减少碳排放的新机遇。
这些解决方案并非应对气候问题的万能药,也无法取代解决危机所必需的政策和技术转变,但它们为脱碳开辟了一条道路,而且能快速推进并扩大规模。


