比尔盖茨的新书把“碳中和”说透了

比尔盖茨新书《How to Avoid a Climate Disaster The Solutions We Have and the Breakthroughs We Need》

以下是摘录的一些笔记

一、为什么碳中和

温室气体阻止地球热量排出,导致地球表面温度升高。越多的温室气体,温度就升的越高。

现在排出二氧化碳中的20%在1万年以后仍然存在

温室气体包括:最常见的二氧化碳,一氧化二氮,甲烷等等,甲烷是天然气的主要成分,比二氧化碳的温室效应强烈28倍,但存在时间要短。

世界每年排放510亿吨准二氧化碳(包括370亿吨的二氧化碳和其他)

温室效应会带来更多非常热的天气,导致恶劣的风暴、土壤干燥、人的饮水量增大、更多更具摧毁性的野火、海平面升高(除了极地冰块融化,还有水的热胀冷缩),农作物动物海产品减产,人体温升高引发心脏病

升高2度意味着动物减少8%,植物减少16%,昆虫减少18%,珊瑚礁消失

温度上升带来的破坏性不是线性的,而是加速的。

二、温室气体的结构

全球排放出的510亿吨准二氧化碳中,工业(水泥、钢铁、塑料等)占31%,电力占27%,农业占19%,交通占16%,温度调节(空调等)占7%

1.电力

如果完全依靠储能,东京三天的电力需要1400万颗电池,这是全世界10年的产量,目前依赖大规模储能是非常难和昂贵的。

如果将其他碳排放严重的如产钢,开车等活动完全电化,那么2050年世界的电力供应需要翻倍甚至是现在的三倍(不考虑人口增长的话)。

光伏风电的间断性是麻烦,需要配合储能(但成本太高),以及其他能源

同样的发电量,光伏占地面积是火电的5-50倍,风电占地面积是光伏的10倍

核电:未来必不可缺,核电站比化石燃料杀死的人要少得多

核聚变:一直都离实现存在距离

海风:离大城市近,行业很景气,2019年只占总发电量的0.4%

地热:能量密度很低,只会是配角

2.储能:

电池:目前所有材料都被研究过,锂是最适合的电池材料,锂电池技术提升难度很大

蓄水储能:受限于地理因素效率低

热储能:在电价便宜将电转换为热,再由热转换为电,转换率大概50-60%,目前最适合的材料是熔盐

氢:燃料电池,氢气和氧气的化学反应,只需要水就可以提取,可以用间断性的光伏和风能制氢,压缩制作成燃料电池。问题是现在无碳排放制氢很昂贵,因为先需要用电制氢,然后再用氢发电,有损耗,另外氢分子小,也会从容器中跑出去。

3.碳捕捉:

一种是在工厂电厂中安装(点捕捉),这种已经存在了很长时间,但是购买和运营都很昂贵,可以捕捉90%都碳排放,但是业主没有好处,所以在用的很少,应该出台政策激励使用需求。

还有一种是直接从空气中(捕捉碳dac)。但是这个技术挑战更大,因为在空气中准二氧化碳含量低,工厂排放中10%是准二氧化碳,空气中含量是1/2500

4.节约用电:需要电力系统智能化

如果氢燃料有突破,那么就不用太过担心电池问题

三、工业:

绿色溢价下降的方法:(绿色溢价:用无碳替代品价格减去现有产品价格)

1.公共政策制造对清洁产品的需求,

2.在生产过程中降低碳排放:

2.1水泥:(水泥是最难的,水泥生产现在无法绕开碳排放),石灰石加热就会产生氧化钙和二氧化碳,一个办法是利用准二氧化碳循环,把二氧化碳加入到水泥中,目前只能减少10%,未来最终可以减掉33%。未来我们还是要依赖点捕捉

2.2电气化:在生产过程中用清洁电力替代煤炭,但运营在其他产品生产中,需要许多创新

2.3再生材料,循环利用,只能够起到帮助作用,无法解决问题,用料更有效率

四、农业:

畜牧是农业里碳排放占比最高的,种植业主要是排放甲烷,是二氧化碳的温室效应的28倍,一氧化二氮是二氧化碳的265倍,甲烷和一氧化二氮占农业碳排放超过80%,随着人口增加,经济富裕,排放量会增加。

生物燃料会占用粮食土地,人口增长,为应对粮食需求,森林砍伐会加剧,恶化温室效应。

19万头牛现在(包括羊,鹿,骆驼)打嗝和放屁排放的甲烷等同于20万吨的二氧化碳,占总量的4%

排泄物,主要包括一氧化二氮,还有甲烷等,有一半排泄物来自于猪,其他来自于牛,这个占比仅次于打嗝放屁

解决方案:

在饲料中加入药品,减少甲烷排放,但是需要每天喂,这对养殖户有挑战;

人造肉;

节约粮食,每年被浪费的食物腐烂后所产生的甲烷相当于33亿吨准二氧化碳排放。

最重要的是改变人的习惯。

化肥:

化肥中有一半以上的氮是过量,被农作物吸收不了的,多余的进入土地和水,造成污染,或者变成一氧化二氮进入空气,一氧化二氮的温室效应是二氧化碳的265倍。

2010年化肥的准二氧化碳排放的13亿吨,到2050年很可能会到17亿吨。现在没有很好的解决方法,可以在电化生产化肥的过程,但是会导致大幅抬高化肥价格(在美国这样做成本会上升20%)。

上述占了农业碳排放的70%,另外30%是因为森林砍伐。

当森林燃烧,他们会释放出二氧化碳,将树木从土地中拔出,土壤里的二氧化碳会排出。

解决方案:卫星监控,但这个不是技术问题,而是zz和经济问题。

森林的碳捕捉功能,目前是被高估了

1,    一棵树40年可以吸收4吨二氧化碳'(不考虑到这棵树被烧毁,会将储藏的二氧化碳释放回去)

2,    在哪里种这么多?

如果要吸收美国的二氧化碳排放,需要对应种2500万平方英里的树,这相当于地球陆地的一半面积(并且还需要保证他们永远在那)

所以没有办法通过种树来解决燃烧化石燃料导致的碳排放

五、交通

占比16%

乘用车占50%,由于乘用车有超过13年的使用周期,美国要在2050年全部都是电动车,现在开始每年汽车销量的100%都得是电动车,但是目前少于2%

其他类型的燃料:

乙醇,问题是:生产乙醇可能不是低排放的,农民可能被迫砍伐树木去种更多的玉米,种更多玉米也意味着更多的化肥

第二代生物燃料,可能用不作为食物的植物来生产,但目前还很早期

也可以用氢和空气中的碳,制成碳氢化合物燃料,但是非常贵(尤其是无碳排放的制氢过程)

船只,经济上,很难被其他能源替代,研究核动力货船

其他解决方案:生产车辆,多用些低碳材料;用油更高效

对乘用车,绿色溢价最终会到0

如果路上都是电动车,那么我们需要很多清洁能源,

需要非常努力去研究先进并且便宜的生物燃料和清洁能源生产燃料

六、取暖和制冷

1.耗电

2. 制冷剂氟化气体是非常强劲的温室气体

整本书读完对碳排放的认识会相当全面,且这本书是2021年刚出版的,数据都很新。

===============================================

最后额外补充一些目前全球政策的情况

目前提出碳中和的国家有126个,占总碳排放量的51%。绝大多是政策宣示,尚未完成立法。

上述国家产业政策主要有

1       发展清洁能源,降低煤电依赖

2       发展新能源交通工具

3       发展碳捕捉和碳储存,减少工业碳排放

4       植树造林

5       绿色建筑

值得注意的是外汇储备管理机构的调查问卷显示,50%已经将esg纳入储备管理,41%表示已经投资了绿色债券。

(0)

相关推荐

  • “碳达峰、碳中和”科普小知识

    何为"碳达峰"? 我国承诺2030年碳排放达到峰值,之后排放净值逐步降低. 何为"碳中和"? 碳中和是指企业.团体或个人测算一定时间内,直接或间接产生的温室气体 ...

  • 如果马上停止二氧化碳排放,地球多久能降温?科学家的答案很悲观

    毫无疑问,全球变暖已经成为了地球环境恶化的罪魁祸首,是导致地球宜居性降低.生物灭绝的最主要原因.而导致全球变暖的原因,就是二氧化碳等气体带来的温室效应. 为了保护地球,世界各国已经纷纷同意节能减排.开 ...

  • 吃肉也会导致温室效应?科学家这样解释

    文/姿势分子 近些年来,温室效应似乎越来越严重,导致全球气候变得愈发恶劣. 温室效应的诱因有很多,大家熟知的有汽车尾气排放.工业废气排放.焚烧秸秆.耗电量增加等. 如果我告诉你,你吃肉都是在间接加剧温 ...

  • 关于低碳那些需要解释的名词

    气候变化 根据<联合国气候变化框架公约>的定义,气候变化是指:"经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接的改变大气组成所引起的气候改变."气候变化 ...

  • 谨慎吃牛,拯救地球,牛:温室效应干我什么事?

    全球变暖,是人类目前最需要担心的一件事情.随着二氧化碳排放量的逐年增加,地球的平均温度越来越高,几乎每一年都能突破历史纪录,达到新高.海平面不断上升,许多生物因此面临灭绝的风险甚至已经灭绝. 所有这一 ...

  • 每年排放增加5000万吨,甲烷逐渐成为主角,它已严重影响人类生活

    前几天国际气象组织发布关于未来五年地球平均气温的预测评估报告,该报告预测今年将会打破去年创下的纪录,成为人类历史上最热的一年,而且接下来5年的气温还会继续上升. 大多数人都会认为导致地球平均气温上升的 ...

  • 碳中和丨什么是碳达峰、碳中和?

    什么是碳达峰.碳中和? 我们在"碳减排"."碳交易"."碳足迹"."低碳"甚至"零碳"中所说的碳,指 ...

  • 碳盘查与碳核查有什么区别?

    随着过去一段时间一系列碳市场政策文件的陆续出台,全国碳市场预计会在6月份启动.对于参与碳市场的控排企业以及刚接触碳市场的新人,在接触碳盘查和碳核查两个概念时,经常容易混淆,更有甚者将碳盘查说成碳排查. ...

  • 吃大米都能加剧温室效应?还让不让人活了?

    众所周知,温室效应是目前威胁地球生物最严重的因素之一.随着温室气体的不断排放,地表的热量越来越难以散去,以至于地球温度升高.这种温度上升不仅会直接杀死一些生物,融化的冰川所抬升的海平面也会吞噬大量沿海 ...

  • 惊天骗局?科学家发现即便没有人类,也无法阻止全球变暖

    据 2020年11月12日发表在<自然>子刊<Scientific Reports>上的一篇论文显示,科学家认为,即使在2020年所有人为的温室气体排放都归零,那么全球变暖也无 ...