可再生能源，减缓气候变化所需的技术创新

减缓和适应气候变化是本世纪最紧迫的两个问题。能源问题，或者更具体地说，整体能源使用和对化石燃料的依赖，是这些问题的根源。为了成功控制全球变暖，世界必须以更有效的方式利用能源，依靠绿色能源进行运输、供暖和制冷。

政府最近发出警报：大气中的 CO 2浓度 处于过去 200 万年来的最高水平，而温室气体(甲烷和二氧化氮)处于过去 80 万年来的最高水平。因此，与过去 2000 年相比，地球温度在过去 50 年中以前所未有的速度上升。

麻省理工学院大气科学教授克里·伊曼纽尔说：“在过去 50 年左右的时间里，全球气温升高和气候的某些其他方面无疑是由人为温室气体排放量增加造成的。” 伊曼纽尔在接受EE Times采访时说，其中一个后果是政治不稳定导致的武装冲突，主要是由于食物和水的短缺。“这也是美国国防部的观点，这就是为什么他们认为气候变化是当前最重要的国家安全风险之一。”

关于气候变化的现实及其后果正在形成共识，但公众的理解仍然存在差距。伊曼纽尔指出，意识形态和错误信息普遍存在，损害了整个地球。

二氧化碳排放

二氧化碳 (CO 2 ) 由一个碳原子共价键合到两侧的氧原子上。由于这种结构， CO 2具有许多振动和旋转状态，这使其成为一种有效的温室气体。在正常情况下，这是至关重要的。CO 2颗粒基本上起到过滤器的作用;它们对阳光是透明的，但会吸收行星发出的辐射并将其转化为热能。人类活动引入了过量的 CO 2， 使地球变暖。森林通过从大气中吸收 CO 2来帮助调节气候，但伐木和畜牧业也会导致极端的温室效应。

应对全球变暖需要持续降低大气中存在数千年的CO 2 和其他温室气体的浓度。脱碳之路需要全球清洁能源供应链和技术创新。

尽管如此，鉴于许多其他紧迫的挑战，对气候变化的关注已被证明是困难的。

“我同意，”伊曼纽尔回答说，“但几乎所有这些主要问题都是重叠的。一个例子是，[世界卫生组织]估计每年有 870 万人过早死亡，原因是化石燃料燃烧引起的呼吸问题。与此作斗争需要许多相同的战略和新技术来应对气候变化。”

人口控制是另一个例子。“预计温室气体排放量增加的很大一部分来自人口的增加，但经验表明，人均财富的增加会降低人口增长，[例如]通过女性教育。增加人均财富需要增加人均能源消耗，我们又回到了与全球变暖问题的强烈重叠，”伊曼纽尔补充道。“无碳能源不仅要取代现有的发电方式，还要吸收预计的电力消耗的大幅增长。”

比利时、法国和瑞典是少数几个成功实现发电完全脱碳的国家之一。他们在大约十几年内很快就做到了，”气候专家指出。“这是为了应对第一次中东石油危机，旨在实现能源安全，而不是解决全球气候变化问题，当时没有人真正注意到这一点。

“这主要是通过核电和水电的结合来完成的，”伊曼纽尔继续说道。“原则上，我们现在可以在更全球的范围内做同样的事情，但将核能与其他可再生能源[如]太阳能和风能结合使用。但我们必须比这些早期的例子走得更远，使交通、工业和农业脱碳。”

政府现在可以在两个方面采取行动。“首先是对化石燃料明显的健康和气候外部性征税，以便其成本更准确地反映生产和燃烧这些燃料的实际成本。但这还不够。政府还必须激励能源生产和储存以及碳捕获和储存方面的创新，以刺激无碳能源和碳捕获技术的快速开发和部署。

“他们必须以旨在真正克服问题的方式这样做，而不是倾向于意识形态驱动的解决方案。仅市场的反应就太慢了，”伊曼纽尔断言。

为避免温室效应进一步加剧，我们必须开始一场真正的脱碳革命，其中涉及基于可再生能源的低碳或零碳能源转型。这一进化过程不仅必须发生在技术层面，还必须发生在文化和社会层面，这些步骤需要我们的日常生活发生重大变化。

能源相关的温室气体排放也可以通过节约能源和提高能源效率来降低总体能源消耗，例如通过增加家庭绝缘或使用更高效的交通方式。速度至关重要：为了避免气候变化的最坏影响，我们必须立即行动。排放到大气中的温室气体越多，我们就越不可能遏制气候变化的最坏影响。

气候变化是我们这一代人面临的最大挑战。减少温室气体排放可以通过全球层面的切实和共同承诺来实现，并且必须得到技术创新的支持。