为什么我们需要投资能源创新

为什么我们需要投资能源创新
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大约250年前,时任格拉斯哥大学科学仪器制造师的詹姆斯·瓦特, 构想出了分离式蒸汽冷凝器 。1765年5月一个春日的早晨,他漫步于格拉斯哥绿地时产生了这一想法。如果说有某一个时刻能够追溯到化石燃料消费的兴起,那无疑就是这一刻。

瓦特极其出色的洞见,是将蒸汽动力的效率提高了三倍,可以说让英国提前60年迈入未来。但瓦特的新机器不仅能够在生产中替代人力,还能高效地从矿井中抽水,从而加速煤炭的开采和消费。煤炭原本仍主要是18世纪工业和取暖所用的小众燃料,到19世纪末和20世纪初,却成为推动英国工业发展的首选燃料。

如今,鉴于长期消费化石燃料带来的21世纪气候风险,撤资运动正敦促机构 撤出投资 ,远离化石燃料行业。但那些最积极呼吁全面撤出所有化石燃料的人,往往忽视以往能源转型的细微差异,低估挑战的规模,有些人甚至反对核能等已得到验证的低碳技术的发展。

如果气候是问题所在,而碳是问题根源,那么或许令人惊讶的是,几个世纪以来,我们的能源经济实际上一直在相对意义上不断脱碳。并非所有燃料都一样,从木材到煤炭,再到石油、甲烷和核能的历史性能源转型,带来了 持续下降 的单位能源供应碳排放量。

以往这些能源转型背后的共同脉络,是燃料能量密度不断提高,例如从富碳煤炭转向富氢甲烷, 后者按重量计算能释放更多能量。当然,这一时期累计排放量持续增长,但这是因为快速工业化期间, 经济增长与能源消费之间存在紧密联系 。

因此,务实的能源政策应以加速这些历史上持续数十年的能量密度提升为基础。此类计划应包括大规模从富碳煤炭转向富氢甲烷和无碳核能,两者都能按需供电。

可再生能源无疑将在未来发挥重要作用,但其分布分散,因而功率密度较低,而且只能间歇性运行,这与长期历史趋势背道而驰。核能往往能够直接替代煤炭,而风能和太阳能仍需要化石燃料发电厂,以确保在无风、阴云密布的日子里电力持续供应。

工业规模的电池或其他储能系统可以提供部分解决方案,但为应对间歇性而增加的资本成本,以及所需的储能规模,都是 巨大的。

不过,变化也可以来自化石燃料行业内部。只有石油和天然气行业同时具备资本和工程专业知识,能够通过碳捕集与封存使煤炭更清洁,或以富氢甲烷部分替代富碳煤炭。事实上,在近期可实现的能源转型中,从煤炭转向甲烷作为首选燃料,是最容易、最具成本效益的转型之一。近年来, 美国排放量显著下降 清楚地体现了这一点,这主要是由于廉价页岩气取代了煤炭。

给撤资者的问题

美国页岩气行业在经济和排放方面都取得了切实成功,这暴露出撤资运动对所有化石燃料采取不妥协立场所面临的一个问题。

就实际发生的撤资行动而言,值得注意的是,挪威规模庞大的主权财富基金调整了能源投资组合的配置,完全撤出煤炭投资,同时审慎地重新投资石油和天然气。同样,壳牌近期收购天然气公司BG Group,凸显了以天然气替代煤炭的趋势,这顺应了从富碳燃料转向富氢燃料的长期历史脉络。

撤资运动还需要正面应对其对核能常常自相矛盾的看法。资深气候科学家吉姆·汉森表示,认为仅凭可再生能源就能迅速摆脱化石燃料,等同于“相信复活节兔子的存在”。他还严厉批评许多主要环保组织,指出它们不妥协的反核立场是减排面临的最大障碍之一。

同时呼吁撤出所有化石燃料并终结低碳核能,表明至少对某些人而言,撤资运动不仅关乎气候,还关乎更广泛的议程。

投资能源创新

如果我们认真对待在为所有人提供现代能源服务的同时减少碳排放,就需要聚焦创新。我们应当记住,詹姆斯·瓦特高效的新型蒸汽机开始取代托马斯·纽科门早先的机器时,并不需要自上而下的政治目标或国家激励措施来推动新技术的应用。瓦特的发明之所以成功,只是因为它只需三分之一的煤炭,就能完成同等数量的机械功。

如果未来几十年我们能够开发出比化石燃料更便宜、更清洁且真正可大规模推广的替代能源,那么随之而来的能源价格下降将惠及发展中国家的同胞,他们正承受长期能源紧缩的影响;而作为副作用,气候问题最终也将自行解决。

最后,在纪念詹姆斯·瓦特发明250周年之际展望未来时,我们亟需重新发现他启蒙时代的创造力,重拾进步、人本主义的未来观。在詹姆斯·瓦特之前漫长的木柴燃烧时代暮色中,我们为能源劳作;如今,能源为我们服务,让我们得以追求现代文明中一切美好的事物。

我们还需要明确,长远来看,能源与气候这两个深度交织的问题不会由气候科学解决,而将由工程科学解决;全球能源贫困则将通过降低而非抬高能源价格来解决。

詹姆斯·瓦特名字的首字母印在每个灯泡上,用来衡量灯泡提供的功率,同时也提醒我们他带给世界的思想之光和巨大进步。与其执着于撤资的象征意义,我们需要投资的正是这些。

本文由 The Conversation合作发表。阅读 原文。本文发表并不意味着世界经济论坛认同其中观点。

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作者:科林·麦金尼斯是格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特讲席教授、工程科学教授。

图片:一棵树上挂满了彩灯。路透社。

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