绿色新政比你想象的更可行

毫无疑问，如果我们要阻止即将发生的气候变化带来的灾难性影响，就需要采取快速而深远的行动来遏制排放。这就是为什么许多政策（地方、州和国家层面）都在推进新目标，以满足我们对清洁和可再生能源的需求。

由国会议员亚历山大·奥卡西奥-科尔特斯和埃德·马基提出的《绿色新政》决议是最新的旨在改变能源系统的全国性提案。作为其十年计划的一部分，该决议的目标包括“通过清洁、可再生和零排放能源满足美国 100% 的电力需求，包括：(i) 大幅扩大和升级可再生能源；(ii) 部署新产能。”

这是一个雄心勃勃的目标，有人认为它在政治或经济上不可行，但这个想法并不新鲜。事实上，科学家们至少十年来一直在探索碳中和的近未来路线图。大多数技术手段已经存在。现在的问题是如何实现我们的碳减排目标。

我们现在的情况

根据美国能源信息署 2017 年的数据，目前，石油、天然气和煤炭供应了我们 80% 的能源。其余来自核能和可再生能源，分别占 9% 和 11%。

即便是我们目前的可再生能源结构也与“清洁”可再生能源的目标不完全一致。生物质——包括燃烧木材、植物废料和乙醇等来源——占美国可再生能源的 45%，尽管所有这些来源都会污染环境并排放二氧化碳。生物燃料作物（主要是玉米）将重新吸收这些排放，从生命周期的角度来看，它比化石燃料更接近碳中性，但种植和加工玉米成燃料会释放大量温室气体——总体而言，这比燃烧汽油有所改善，但碳排放仍然净增加。

这就是为什么使用“清洁”、“可再生”和“零排放”等术语如此重要，也是科学家和游说者争论不休的问题。将清洁和可再生作为目标会排除生物燃料和核能，而我们的选择主要集中在风能、太阳能和水力发电上。

我们的目标

尽管我们目前的能源结构以化石燃料为主，但这并不意味着 100% 可再生能源的目标不可行。“从技术和经济角度来看，到 2030 年实现这一目标都是可能的，”斯坦福大学土木与环境工程教授马克·雅各布森 (Mark Z. Jacobson) 在谈到向 100% 清洁可再生能源的过渡时表示。“但出于社会和政治原因，这可能需要更长时间，可能要到 2050 年。”

自 2009 年以来，雅各布森一直在制定向完全可再生能源过渡的计划。在 2015 年的一项研究中，他和加州大学伯克利分校的科学家得出结论，到 2030 年，美国可以通过风能、水能和太阳能满足 80% 的电力需求，到 2050 年可以满足 100% 的电力需求。该研究得出的结论是，2050 年的能源需求“将由 30.9% 的陆上风能、19.1% 的海上风能、30.7% 的公用事业规模光伏 (PV)、7.2% 的屋顶光伏、7.3% 的带储能的聚光太阳能 (CSP)、1.25% 的地热能、0.37% 的波浪能、0.14% 的潮汐能和 3.01% 的水力发电来满足。”

2017 年，雅各布森将这一分析扩展到 139 个国家，得出结论，这些国家 2050 年的电力需求完全可以通过风能、太阳能和水能来满足。2018 年，他进一步证明，尽管可再生能源具有间歇性和波动性，但仍可以满足电力需求。

这些发现看似遥不可及，但并非只有 Jacobson 团队才有。他的研究是 37 项研究之一，这些研究发现到 2050 年，几乎所有的电力需求都可以通过可再生能源满足。这些研究包括 11 个独立研究小组的研究结果，其中包括丹麦、哥伦比亚、日本和澳大利亚的科学家。Jacobson 说：“在实际分析了 100 个可再生能源系统的人中，他们几乎一致认为这是可能的。”

过渡可能是什么样子

为了在 2050 年实现 100% 清洁和可再生，我们需要关闭所有现有的煤炭和天然气发电厂，代之以可再生能源发电厂。所有家庭都需要改装电器，燃气供暖系统需要用热泵代替。我们的汽车、公共汽车和火车需要改用电力或氢能替代能源。雅各布森说，目前我们还没有开发电动飞机或船舶，这可能要到 2030 年以后才会实现，这是完全可再生系统面临的挑战之一。

大规模扩张我们目前稀缺的可再生能源基础设施听起来令人望而生畏，但雅各布森指出，现有的致力于实现碳中和的城市和州就是例子。例如，本月早些时候，洛杉矶市长埃里克·加塞蒂取消了三座天然气发电厂的计划，敦促该市的电力部门追求清洁和可再生基础设施。此举是在加州通过到 2045 年完全使用零排放能源的目标后不久做出的（尽管该措施的措辞允许使用核技术）。总体而言，雅各布森表示，联邦授权（例如更严格的排放法）和财政激励措施的结合可能会推动全国范围内的类似变化。

新能源系统的成本

雅各布森表示，全国范围内的能源转型总共将花费 15 万亿美元。但他补充道：“这比目前的系统便宜得多——社会成本只有八分之一，直接能源成本只有一半，所以不这样做真的很愚蠢。”

说到降低能源成本，电力比内燃机更高效。在燃气汽车中，只有约 20% 的燃料能量用于转动轮胎，其余能量则以热量的形式损失。在电动汽车中，约 80% 的能量用于行驶。“因此，如果交通运输实现电气化，所需能源将减少四分之一，”雅各布森说道。这一减少——加上将燃气加热换成更高效的热泵、减少提炼和运输化石燃料所需的能源以及其他效率升级——将在未来几年内将能源成本降低约一半。

至于雅各布森所说的“社会成本”，包括医疗保健成本（例如每年因空气污染导致的 62,000 人死亡）以及气候变化相关损害的成本，如果我们摆脱化石燃料排放，这两项成本都会减少。

此外，政府不会一次性花掉这些数万亿美元。相反，这些钱可能会分几十年花掉，“30年后你就能收回来，”雅各布森说。“当我说花费15万亿美元时，这并不是政府要支出的数额，”雅各布森补充道。“政府将拿出其中的一小部分来激励人们，因为这些东西自己就能赚钱。”

潜在障碍

阳光和风速随时间和地点而变化，因此很难保证稳定的能源供应。雅各布森在著作中提出了不同的解决方案，包括建造额外的太阳能电池板和涡轮机以满足供应不足时的需求，以及用电池建立存储容量。在一些国家，地热能和水力发电可以为变化无常的燃料来源提供稳定、持续的后备。

研究美国能源路线图的研究人员倾向于认为，快速、大规模地改变我们的能源供应是可能的，从而让我们走向碳中和的未来。但有些人对大量使用可再生能源和电池存储的计划持怀疑态度。非营利性清洁空气工作组的高级顾问和执行董事斯蒂芬·布里克和阿蒙德·科恩在《国会山报》最近的一篇专栏文章中写道：“有些人认为电池或其他能源存储可以解决这个问题。但电池通常在 4-10 小时内储存和释放电力，而不是所需的几周和几个月。”

可变性是研究人员对绿色新政等零排放目标的措辞以及如何使用“清洁”和“可再生”等词语产生争议的原因之一。可再生能源不包括两项关键的零排放技术，即核能和碳捕获化石燃料燃烧。清洁不包括污染性可再生能源，如生物燃料。“平衡风能和太阳能与核能、碳净化化石电厂等更稳定的技术，以及水力发电、地热能和生物质能等‘稳定’可再生能源，可以避免浪费过剩能源或大量储存能源的高昂成本，”布里克和科恩写道。作者还认为，绿色新政的文本以及马基参议员自己的话都表明，我们对各种有助于加快我们走向零碳未来的技术持开放态度（文本本身没有提到核能或碳捕获）。

美国电力研究所首席技术负责人约翰·比斯特林表示，大量建设风能和太阳能发电设施将使价格大幅下降，这些行业将无法盈利，因此难以维持。比斯特林表示：“我们大量工作得出的一个结论是，很难看到经济本身推动可再生能源发展的情景。”他补充说，美国电力研究所的研究结果支持使用核能和碳捕获等“技术包容性”选项。

另一方面，雅各布森没有将核能纳入考虑范围，因为核电站的建设时间太长，他说，平均而言，建造和启动一座新核电站需要 15 年时间。因此，依赖这种技术将延长化石燃料的使用时间：“如果你今天计划 [建造核电站]，那么它要到 2034 年才能准备就绪，因此它甚至不可能帮助实现绿色新政的 2030 年目标。”他补充说，核能和碳捕获技术都比可再生能源更昂​​贵。此外，雅各布森表示，推广核能和技术修复的智库往往与这些行业有经济联系。事实上，电力研究所 2016 年的一份税务表显示，该组织薪酬最高的独立承包商大多是专注于核能的能源公司。

如果绿色新政目标继续获得支持，那么争论的焦点似乎将不再是我们是否能够大幅减少排放，而是我们应该如何实现这些目标。