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太阳热能和生物燃料即将腾飞

在巴黎气候峰会讨论限制煤炭使用的同时,全球各国都应该拥护现已有的可替代能源技术。

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(图片来源:Greens MPs

在巴黎气候峰会召开之前,这次会议似乎与2009年哥本哈根大会一样,引起人们的不安,却无法给出任何遏止气候变化的有效方案。尽管发展中大国的态度在两次大会之间发生了大转弯,但这一点似乎并不会改变。发展中大国带着捍卫其按照《京都议定书》所享有的合法权益的决心前往哥本哈根,认为发达国家要求他们为了解决一个根本就不是他们制造的问题而放弃,或者至少是限制自身的发展是不合理的,这样的观点的确有其道理。

如今,这些发展中国家全部在会谈之前就做出了颇具诚意的减排承诺。中国提出要在1990年基础上将每单位GDP温室气体排放降低60%到65%,并在2030年达到温室气体排放峰值。印度提出将其排放降低30%到35%,印度尼西亚则提出到2030年将温室气体排放在现有基础上降低29%。

但这其中仍有陷阱存在。虽然经济合作与发展组织(OECD)国家纷纷承诺降低总排放量,但除巴西之外的发展中国家都仅仅承诺降低其GDP增长的“碳密度”。

明确来说,这意味着如果中国和印度在接下来15年中分别取得年均6%和7%的增长率,那么他们的温室气体总排放量就将再增加50%和65%。其他发展中国家的排放量将类似地增长,增长幅度依经济增长幅度而不同。这样一来,即便每个国家都兑现了其承诺,但未来十五年中年均温室气体排放量仍将增长三分之一或者更多。到那时,我们将非常临近所谓的“转折点”。除了祈祷上苍开恩,我们已经几乎什么也做不了了。

巴黎大会恐面临失败的原因与哥本哈根一样:人们都坚信,没有其他能源可以取代化石燃料。当然,各国政府表面上并不是这么说的。但根据世界资源研究院的统计,全球规划或者已经建设了1199个新的火电厂,发电能力为美国现有火电发电能力的四倍。这足以让我们了解各国政府的真实想法。

如果这种高煤炭强度的方案真的成为现实,巴黎大会就将成为一次失败的会议,富裕国家也会更加盯着发展中国家使用的煤炭不放。

但如果巴黎大会可以迈出勇敢的一步,提出富有雄心的减碳目标,有几十种较为成熟的低碳能源技术可供选择,就可以使世界在大约四十年的时间里基本脱离化石燃料。

其中最为重要的两种技术,一种是太阳能发电(集中式太阳能发电,或者简称CSP),另一种就是生物质通过热化学转换成为交通燃料以及石化产品通过气化转换成为我们需要的任何交通燃料。

印度目前尚未建成大规模太阳能电厂,但基于西班牙Gemasolar电厂技术参数的计算表明,虽然印度利率非常高,但如果可以在拉贾斯坦邦的沙漠里建立太阳能电厂,其供能的成本将与西班牙不相上下。

另一方面,生物燃料可以在商用航空燃料以及遏制航空燃油排放等方面发挥重要的作用——航空燃油燃烧正是目前主要的、且在很大程度上未经有效监管的温室气体排放来源。

2012年,英国航空公司与美国Solena Fuels公司签订了一份长达11年的能源购买协议,以市场价收购以伦敦垃圾为原料、按照上述方法生产的航空燃油。Solena Fuels公司预计2017年开始生产航空燃油和柴油。坎塔斯航空公司、北欧航空公司和汉莎航空公司等另外三家航空公司也与Solena签订了意向备忘录

利用生物质生产交通燃料包括两个化学反应过程:用气化方式生产一氧化碳和氢气,之后再生产两者的化合物。过程中要在不同温度和压力条件下用到不同的催化剂。

英国航空签订市场价能源购买协议,表明了Solena的生产工艺无需补贴。太阳热能和光伏电池板技术也是如此,而这两种技术在全球许多地区都与火电直接竞争。此前,印度安德拉邦曾举办500兆瓦太阳能发电厂招标,来自美国的SunEdison公司以4.63卢比(不到7美分)的单位价格成功中标。

这两项技术另外一个重要的优势在于它们都可以简单地接入现有的全球能源基础设施。与光伏发电不同,太阳热能发电厂需要使用现代火电厂同样要使用的超临界蒸汽轮机。采用费托合成法利用生物质生产的交通燃料相比乙醇和棕榈柴油等第一代生物燃料同样有优势,因为它们可以利用种类更丰富的农作物和工业废料生产。

因此,利用气化方法生产生物燃料可以将农基工业的生产效率提高两倍,甚至三倍。这将相应地增加农场收入;而在发展中国家,这将很大程度上减轻干旱的影响。这是因为当农民因旱灾失去粮食作物收成的时候,他们仍可以将价值较高的粮食作物残留物卖给生物燃料生产企业。

这两项技术可以帮助我们顺利平稳地实现从煤炭向低碳能源的转变。美国大约70%的火电厂以及其他国家大约一半的火电厂都已经运行了超过30年时间,并将在接下来十到十五年中接近自然使用寿命的终点。

世界各国只需征收合理的碳税——特别是针对煤炭、石油和天然气——就可以加速这一转变进程,并为这一过程提供足够的资金支持。



译者:子明 

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