第21屆聯合國氣候變化大會11月30日在法國巴黎開幕，國際社會就如何減緩和適應氣候變化展開熱烈討論。應對氣候變化的長期方案中，不可缺少的是世界能源體系去碳化，即逐漸減少乃至不使用會造成大量溫室氣體排放的化石能源，轉向低碳能源。實現這一轉變需要多長時間？如何加速這一轉變？學者從基礎設施去碳化的角度展開了討論。

基礎設施低碳化是關鍵

美國密歇根大學信息學院及歷史系教授保羅·愛德華茲（Paul Edwards）表示，能源體系去碳化的一個關鍵組成部分是基礎設施低碳化。

基礎設施涉及能源生產、交通、照明、加熱、制冷、烹煮食物等工業生產和居民生活的方方面面；化石燃料基礎設施既包括油井、天然氣井、煤礦、油氣管線、油輪、煉油廠，也包括汽車、加油站、油庫、發電廠、運煤列車、爐灶等。據美國非營利組織阿斯彭研究所（Aspen Institute）統計，全球能源供應的75%以上來自燃燒煤炭、石油、天然氣，化石燃料主導的世界能源體系的重置成本約為10萬億美元。即使低碳能源成本與化石燃料成本持平，一個規模如此龐大的體系也不可能被迅速取代，更何況目前很多情況下化石燃料仍是最易獲取、價格最低的能源來源。研究發現，2010—2060年間，如果我們不再建設新的排放溫室氣體的能源基礎設施，只是等待現有設施的使用年限自然到期，那么，全球氣溫上升幅度將控制在1.3攝氏度左右，大氣中的二氧化碳濃度將低于430ppm，均在政府間氣候變化專門委員會提出的升溫不超過2攝氏度，以及大氣中二氧化碳濃度不超過450ppm的目標范圍內。但問題是，各國并沒有停止新的建設，而是在用同類物替換已經或即將使用壽命期滿的化石燃料基礎設施。

低碳化“起飛期”有加速潛力

愛德華茲介紹，通過研究基礎設施的演變歷史，可以看到各類基礎設施的發展均呈現出相似的三段模式：緩慢的“創新期”，新技術體系快速建成并在某一區域內全面采用的“起飛期”，穩定的“完成期”。以美國為例，研究顯示，美國的運河、鐵路、輸油管道、電報、鋪面公路的“起飛期”持續了30年至100年，廣播、電視、電話、互聯網的“起飛期”各持續了30年至50年。

那么，低碳基礎設施的“起飛期”能否加速呢？愛德華茲認為，這有一定的可能性。首先，就發電而言，只需將能源來源從化石燃料改變為可再生能源，電網、電纜等輸電設施雖然也需要改變管理方式，但并無需從零建起。現在，全球可再生能源發電的“起飛期”已經開始并將快速推進，其中，太陽能發電和風力發電是進步最快的。根據21世紀可再生能源政策網絡（REN21）發布的《2015年全球可再生能源現狀報告》，2009—2014年間，全球太陽能發電和風力發電產能年均增速分別為50%和18%。結合電動汽車、更高效的LED照明、地熱供暖等技術，可再生能源發電可大幅減少碳排放，使我們更快實現碳中和。其次，發展中國家可以借助可再生能源大步跳過傳統的基礎設施建設階段，直接建成新一代低碳基礎設施。類似的“跨越式”發展情形在過去十幾年中已經出現。例如，自2000年起，移動通信網絡在發展中國家快速普及，很多地區直接跳過固定通信網絡建設階段。同理，為建筑物供能也可采用無需長距離輸電線、可就地安裝的便攜式太陽能電源或小型風車。

能源體系面臨無“零碳”挑戰

愛德華茲談到，當前，全球能源體系去碳化在技術和社會層面均存在困難。就當下及可預見的未來而言，沒有一種能源來源是真正“零碳”的，因為我們仍需使用以化石燃料供能的設備，開采制造業所需的原材料并運輸制成品，包括將可再生能源轉化為電力的太陽能電池板和風力渦輪機等。而且，雖然太陽能和風能可算是“取之不盡”，用于將其轉化為動力的能源卻并非如此。如果我們淘汰化石燃料，對稀有金屬的需求量將會上升，許多綠色和高新技術的應用都離不開稀有金屬，如風力渦輪機、計算機芯片、電池等的制造。

美國自然資源戰略專家大衛·亞伯拉罕（David Abraham）近日表示，隨著人們越來越多地利用可再生能源替代化石燃料，必須開始重視稀有金屬資源供應問題。現在美國能源部和歐盟均擔憂，不久后科技創新速度將超過可持續開采稀有金屬能力發展速度。存在于地球上的94種天然元素中，有44種將面臨供應風險。同時，稀有金屬開采量難以快速增加，受礦產資源法規、開礦成本、環境風險、開采技術水平等因素限制，供應鏈可能需要10—15年才能建成。現在已有企業因擔心稀有金屬供應不足而放棄一些大有前途的綠色技術，這會導致能源效率無法提高，溫室氣體排放無法減少。

學者表示，能源體系去碳化不僅依賴于技術創新，也依賴于政治、金融、社會承諾和行動，而這些領域相互影響且各有其利益訴求和內部分歧，對去碳化構成障礙。一方面，在許多國家，除了基礎設施，經濟發展模式、專業技術人才資源、國民生活方式等，也都長期依賴于化石燃料，迅速大幅轉向可再生能源的難度較高。煤炭、石油、天然氣等產業將在這一轉變過程中遭受巨大損失，因此會在政治上施壓阻撓。另一方面，全球能源和經濟低碳轉型需要更密切、更深入的國際合作，所以人們也非常期待此次氣候變化巴黎大會能在促進低碳能源研發及應用方面取得一些成果，如資金、政策和市場支持機制等。