为什么我们需要一项全球阿波罗计划来应对气候变化

为什么我们需要一项全球阿波罗计划来应对气候变化
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只要做到一件事,就足以遏制气候变化:如果清洁能源的生产成本低于化石燃料能源,化石燃料的使用就会停止。因此,解决气候变化问题的关键在于通过研究、开发与示范(RD&D)降低清洁能源成本。1

挑战

这必须成为全球科学家和技术专家的首要任务。时间所剩无几。一旦全球气温超过工业化前水平2˚C,重大危险便会迫近。例如,最终海平面上升6米将变得极有可能。保险的基本原则告诉我们,应当避免这些危险。因此,世界各国领导人于2010年达成共识,将可能的气温升幅限制在2˚C以内。

图1展示了这一挑战。预测线是国际能源署(IEA)根据现行政策作出的预测;所需路径则是将升温控制在2˚C以内所需的路径(IEA 2013a)。我们必须希望,各国能在最终于12月巴黎举行的COP谈判中共同承诺遵循这一路径。但各国将如何兑现承诺?

一个关键要求是降低清洁能源的生产成本,使其足够便宜,能够胜过高污染能源(即使没有补贴和税收的帮助)。要以这种方式降低成本,就需要大规模、协同一致的RD&D努力——正如我们在最近发布的论文中所主张的: 《应对气候变化的全球阿波罗计划》 (King等,2015)。

图1 能源相关的CO2排放

150609-能源相关二氧化碳排放 voxeu图表

当前的科研投入

那么,我们做得怎么样?还远远不够。成本正在下降,但下降速度不足以及时解决问题。

信不信由你,全球公共资金资助的RD&D中,只有2%用于解决如何以低成本获得清洁能源的问题。这包括所有研究,不仅涉及风能和太阳能发电,也包括电力储存与输送以及电动汽车。对于这些重大问题,全球每年仅投入60亿美元。正如政府间气候变化专门委员会(IPCC)和IEA所指出的,这一缺口令人震惊(IPCC 2014,IEA 2015)。

过去,面对威胁时,世界各国曾发起大型公共部门研究计划,例如曼哈顿计划或阿波罗计划。科学界也交付了所需成果。但要解决当前的问题,我们主要依赖私营部门。

我们每年投入1000亿美元补贴清洁能源供应(IEA 2013b)。这样做是正确的,但未能激发足够的成本下降,无法在现有时间内解决问题。研究投入实在不足。即使在制造太阳能光伏组件和风力涡轮机的大型跨国公司中,研发投入占销售额的比例也不到2%;相比之下,消费电子行业超过5%,制药行业则为15%(Laleman和Albrecht 2012,Grubb等,2014)。

因此,我们需要一种全新且互补的方法:由公共部门通过一项涵盖竞争前期研究阶段的大型计划,补充私营部门的工作。

技术

主要有四项重大技术挑战。首先,太阳能和风能发电成本必须下降。近年来,光伏太阳能电池板的成本大幅下降(如图2所示)。2 这并不令人意外,因为它们由半导体构成。但成本还必须进一步下降,同时也要降低其余“系统平衡”部分的成本。

在许多阳光充足的地区,太阳能已具竞争力;在许多风力充沛的地区,风能在运行时也已具竞争力。但若要让太阳能和风能能够提供全天候、24小时的基荷电力,我们就需要廉价的电力储存方法,以及更好的方式将间歇性电力输送到电网(采用智能电网和更好的互联线路)。此外,为进一步减少CO2排放,我们需要实现所有陆路交通电气化,这意味着要降低移动式储电的成本。

图2 随着装机容量增加,硅基光伏组件的价格如何下降

这些都是科学挑战。我们的共同作者、科学家和商界人士David King、Martin Rees和John Browne认为,我们已有足够知识,能够看出只要齐心协力开展研究,这些挑战就可以在十年时间内解决。这些问题就像“让人登上月球”一样,只要妥善组织并提供资金,就能攻克。因此,我们提出一项为期十年的全球阿波罗计划,尽可能让世界各国参与其中。

目标

目标是在十年内,使新建可再生能源设施提供的基荷电力,成为全球成本低于新建燃煤电站的电力来源。

规模

按当前价格计算,登月计划每年耗资150亿美元,持续十年。这相当于当今全球GDP的0.02%,为全球阿波罗计划(GAP)提供了适当的最低规模。因此,任何加入该计划联盟的政府,都将承诺从2016年至2025年,每年平均将GDP的0.02%作为公共支出用于该计划。资金将由各国自行决定如何支出。我们希望所有主要国家都能加入。这是许多国家计划的升级、扩展并进行国际协调的版本。

路线图委员会

该计划将逐年制定明确的路线图,列出各阶段维持成本下降步伐所需的科学突破,思路与摩尔定律相似。这种安排在半导体领域成效卓著:自20世纪90年代以来,国际半导体技术路线图(ITRS)一直在确定进一步降低成本的科学瓶颈,并阐明RD&D竞争前期阶段所需的进展。该路线图由多个国家的行业主要参与者组成的联盟制定,并由每个主要地区的2至4名代表组成的委员会指导。随后,所需RD&D由各国政府和私营部门出资。

全球阿波罗计划将沿用这一模式。计划将设立一个委员会,由每个成员国各派一名代表组成;委员会之下将设立路线图委员会,由约20名资深技术专家和商界人士组成,逐年制定并修订路线图。该委员会将与位于巴黎的国际能源署共同办公,但当然也会纳入许多非IEA成员国。计划发现的所有成果都将向公众开放,但可申请专利的知识产权将受到保护,并归发现者所有。

结论

要减少温室气体排放,还需要采取许多其他措施——提高能源效率、增加核电,并对碳排放征税,直至化石燃料最终不再使用。但我们坚信,就投入产出而言,全球阿波罗计划是任何认真应对气候变化风险的努力中不可或缺的一环。没有它,减排目标将极难实现。但全球阿波罗计划的成本相对较低,却能有力推动建设一个更安全、更美好的世界。它将增强能源安全,并减少化石燃料造成的污染;如今,化石燃料每年导致数百万人死亡。它甚至可能节省足够的能源成本,完全抵消自身开支。我们希望到今年年底,所有主要国家都已决定加入。

编者按:本文根据以下论文编写: 《应对气候变化的全球阿波罗计划》, 作者为David King、John Browne、Richard Layard、Gus O’Donnell、Martin Rees、Nicholas Stern和Adair Turner,论文于今日发表(可在以下网址获取: www.globalapolloprogramme.org)。6月7日至8日举行的七国集团政府首脑会议上,也在讨论一项相关提案。

参考文献

Grubb, M,与J-C Hourcade和K Neuhoff(2014), 《行星经济学:能源、气候变化与可持续发展的三大领域》,牛津:Earthscan,第321页。

IEA(2013a) 《世界能源展望特别报告:重绘能源—气候图景,新政策情景》,巴黎:OECD/IEA,图1.16,第34页。

IEA(2013b), 《2013年世界能源展望》,巴黎:OECD/IEA,第95页。

IEA(2015), 《能源技术展望》,巴黎:OECD/IEA。

IPCC(2014), 第三工作组第五次评估报告。

King, D、J Browne、R Layard、G O’Donnell、M Rees、N Stern和A Turner(2015), 《应对气候变化的全球阿波罗计划》。

Laleman, R和J Albrecht(2012),“比较欧洲光伏和风能的推动与拉动措施”,《可再生能源》 61卷,第33–37页。

尾注

[1] 清洁能源的总成本需要低于高污染能源的边际成本。

[2] 参见 http://en.wikipedia.org/wiki/Swanson%27s_law

本文由 VoxEU合作发布。本文的发布并不意味着世界经济论坛认同其中观点。

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作者:伦敦政治经济学院经济学荣休教授Lord Layard教授,直至2003年,他曾担任经济绩效中心创始主任。 Gus O’Donnell 任Frontier Economics主席;曾任内阁秘书和英国文官系统负责人。 Nicholas Stern 任伦敦政治经济学院IG Patel经济学与政府学教授。  Adair Turner 任英国金融政策委员会成员;新经济思维研究所高级研究员。

图片:2013年12月9日,山西省太原市一座供热厂的烟囱冒出滚滚浓烟,太阳映照在其后。路透社/Stringer。

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