近期研究表明,卫星技术有望使大幅减少排放成为可能。
应用领域包括航空、航运、公路、铁路、能源和土地利用。
挑战在于缺乏经济投资,且未能将太空和卫星技术纳入全球净零排放规划之中。
太空领域多年来在减排方面发挥了不可或缺但被忽视的作用。气象预报和气候监测等地球观测卫星只是其中一例。但近期研究表明 恰恰表明全球领导人忽视了卫星技术在助力减排方面的巨大潜力。该报告首次量化了主要工业部门(占全球碳排放的60%)通过使用卫星技术每年可节省的碳排放吨数。
研究发现,全面采用现有及正在开发的卫星技术,最早可在2040年实现净零排放,比计划提前10年。虽然这并不意味着太空是应对气候变化的主要解决方案,但该研究表明其潜力被大大低估。
以下仅列举部分示例:
1. 减少航空排放
目前全球商业航空排放量估计为9.2亿吨二氧化碳。随着消费者需求增长,预计到2050年该数字将几乎翻倍。然而,卫星通信技术可以提高运营效率,减少浪费的排放。
空中交通管制员可以选择更短或更高效的飞行路线,以提高燃油效率,从而减少排放。四维(4D)航迹管理和增强的数字能力可使管制员允许航班在更近的间距下安全飞行,同样可以减少燃油消耗。
改进规划和空中交通管制还可以帮助航班减少因高度、速度和天气造成的低效问题,这些因素约占航空业多余燃油消耗的75%。其余25%源于航路飞行延长,例如飞机被要求在降落前绕机场盘旋。所有这些都可以借助卫星提供的改进数据加以优化。
2. 优化全球航运
据估计,海运排放量为每年11亿吨二氧化碳。与航空业一样,预计到2050年该数字将比2008年水平高出90%至130%。太空技术可实现半自动化或受控航速,使船舶以最低碳影响的速度航行。根据我们的研究,自动驾驶系统还可额外节省1.6%的燃油消耗。天气航线规划和航程优化还可缩短航线距离和船舶在海上的时间。
在船上,卫星技术可实现诸多改进,例如纵倾优化、燃油消耗报告、资产监测和运动监测,为船员提供更多有关船舶性能的数据。这意味着船员可以主动修复机械或系统问题,其额外益处显而易见。
3. 变革公路与铁路网络
主要基于全球导航卫星系统(GNSS)和遥测技术的卫星通信技术,有望大幅减少排放。
能够识别驾驶行为,并提供行程中建议和行程后反馈的节能驾驶系统,可实现二氧化碳减排5%至20%。展望未来,全自动驾驶汽车不仅会让驾驶员脱离驾驶环节,还会让他们脱离地面。“城市空中出行”将使用小型、高度自动化的全电动飞机,在人口密集地区运送乘客和货物。无人机配送测试已经大规模推进。
铁路方面同样存在减排空间。实时通信和遥测技术可以提高通信的速度和效果。这有助于行程优化和规划,从而带来更好的可预测性,并提高燃油效率;就电动列车而言,则可提高能源使用效率。这一做法目前已被巴西 铁路运营商Rumo。
4. 打造更高效的能源系统
2019年,化石燃料生产排放约占能源行业供应排放的18%,主要来自甲烷泄漏。幸运的是,有办法大幅减少这些排放。这依赖于卫星通信技术所提供的实时信息与控制能力。
高价值资产的GPS追踪、用于设备监测、自动化和优化的机器对机器解决方案,以及远程泄漏检测等方法,都可产生巨大影响。利用远程摄像头、气体传感器、无人驾驶飞行器和卫星成像,可帮助该行业将其环境影响降低多达10%。
在电力配送和热力生产中,卫星技术可实现先进计量、分布式自动化,并推动智能电网的出现。
5. 重新定义农业与土地利用
卫星通信目前已使该领域减少或避免了3亿吨排放。然而,若实现普遍采用,这一数字可能提升至多达19亿吨,主要通过精准农业和保护地球森林实现。
改善农业包括使用由卫星连接的“物联网”(IoT)技术,通过智能传感器减少浪费并提高生产率,采用更节水的自动灌溉系统,甚至使用自动驾驶拖拉机或自动化作物侦察无人机。
世界经济论坛如何应对气候危机?
可变速率(VR)技术可以为农民提供关于如何管理单个田块的更好数据,从而减少所需农药和化肥的使用量。卫星提供的导航能力增强,还可为驾驶辅助及自动导引机械提供支持。
当然,太空领域自身也需努力减少其影响;这也是去年Inmarsat与科学碳目标倡议(Science Based Targets Initiative)合作,计划到2030年将其范围3(Scope 3)排放减少28%,并到2050年实现净零排放。
上述部分示例的实施难度低于其他示例,但采用的障碍并非技术层面。挑战在于缺乏经济投资,且未能将太空和卫星技术纳入全球净零排放规划之中。全球各国政府和行业领袖有必要重新评估其脱碳战略,并将太空视为应对气候变化的现实可行选项。






