譯者序　留給我們的碳排放空間不多了，我們需要立即行動起來

馬麗群

國家能源集團科環集團海外業務部主任

國家重點研發課題負責人

我們聽過風的聲音經過我們的耳畔，

我們見過雨后的云印在我們的眼底，

我們知不知道，

在我們未親歷的格陵蘭島的洋底，

暖流正慢慢消融著冰川，

那是十分之九，冰川下，我們未曾見過的世界。

我們熟悉而陌生的地球，用了45億年講述自己變遷的故事，我們從而知道了生命從哪里來。而如今的地球，正在以極其罕見的速度變化著。冰川在融化，海平面在上升、海水在酸化，動物的棲息地在改變。接連發生的高溫、暴雨、洪水、旱災，影響了全球數百萬人。

氣候變暖問題引人注目。但是，我們更關心的是這種變化發生的速度。一旦氣候不可逆變化的臨界點到來，我們將可能失去地球系統的穩定性。

留給我們的時間不多了。

1897年，科學家發現大氣溫度與二氧化碳的排放量近線性關系；1959年，科學家開始觀測這種變化規律；2015年，聯合國氣候變化大會通過《巴黎協定》，將21世紀末2100年的氣候變化長期目標，鎖定在全球平均氣溫比工業化前水平高2℃以內，并努力控制在1.5℃以內。2022年，全球年平均氣溫已經比工業化前高出了1.15℃。

我們要減排多少二氧化碳呢？

在地球上，碳的總量是恒定的，并在巖石、土壤、海洋和大氣之間進行著百萬年計的慢循環，在生物圈中進行著年月日計的快循環。地球生命在地下花了百千萬年甚至上億年形成的化石燃料，如今被大量開采、燃用，大量的二氧化碳被排放到大氣中進入了碳的快循環。2022年全球能源相關的碳排放已達368億噸！而在5 600萬年前的地球古新世·始新世極熱事件期間，每年也僅排放數億噸碳。距離《巴黎協定》的碳預算目標只剩下3 800億噸。

留給我們的碳排放空間不多了。我們需要立即行動起來！

在能源供給側，我們可以大規模地利用多樣性的低碳或零碳清潔能源，并加快利用風、光、水、核、生物質等零碳能源發電。在能源消費側，我們可以盡可能使一切能量流電氣化，以消納和穩定大規模的清潔能源負荷。零碳世界中電氣化的東西越多，能源系統平衡電網也就越容易。

我們還需要重新定義個人或者集體的供能和用能基礎設施，比如能源互聯網、智能電表、生物燃料輪船和飛機、電動車、熱泵等。我們還需要在金融工具和法律法規方面做出大膽改變，比如提供氣候貸款、重新書寫規則，使每個人成為氣候解決方案的一分子。

仔細審視我們的世界，其實我們擁有很多：陽光、風、水、生物質、地熱能、核能、創新的意志與協作的精神。我們需要行動起來，去運用它們。

零碳未來中，與維護生物多樣性一樣，我們也需要根據資源稟賦，大規模地利用多樣化的清潔能源。這些清潔能源的好處很多：互補、豐富、廉價且對環境友好。

零碳未來中，為克服清潔能源供應的間歇性和波動性，最好的辦法就是通過消費側能量流的電氣化，轉移負荷，獲得系統靈活性和穩定性，實現能量供需匹配。電氣化帶來的節約，遠遠超出我們的估計。通過替代傳統能源，可以消減近1/4我們認為需要的能源；減少了化石能源的勘探、開采和提煉，可以節約11%的能耗；交通運輸電氣化可節省15%；零碳建筑可節省6%～9%。在節約的同時，我們的環境也更加宜居。通往零碳未來的路上，我們改變了能源系統，能源系統也改變了我們。

零碳未來中，儲能是靈活性響應和平抑波動的必要手段。有人推測，當屋頂太陽能和電池儲能的總成本擊敗目前電網的成本時，能源的游戲規則將發生徹底的改變，這可能也意味著能源奇點的到來，意味著從根本上改變能源經濟的發展形勢。到那時，不需要大量投資，就可以逐步建立起化學儲能的基礎設施，并取得更好的氣候效果。

化學電池不能為我們過冬的需要儲存能量，但是生物燃料、氫能可以彌補不同季節能量需求的差異，成為季節性能源供應的一部分。電動汽車，是巨大的移動儲能機會，如果全部電氣化，足以平衡電氣化世界每天的能量需求波動。實現電網級儲能需要更多的參與者。也許，能源奇點的到來只是時間問題。

零碳未來中，可以去想象一個不是由稀缺性而是由豐富性驅動的世界。需求響應技術比儲能電池更便宜；工業系統擁有的幾十年應用經驗的產能過剩技術，將成為提供安全、清潔、可靠能源的最便宜的方式之一。

零碳未來中，將需要大量的遠距離輸電基礎設施——能源互聯網。這樣，一邊的日出就能為另一邊的早餐供電，一邊的日落就能為另一邊的晚間電視供電。人們便可以真正地、大規模地分享所有需求響應的可能性，以及家庭和汽車上的所有儲能和電池機會。

零碳未來中，需要重新思考工業系統。作為應對氣候變化挑戰與其他環境問題沖突最集中的行業，工業系統的零碳過程中隱藏著不可思議的商業和研究機會。我們將考慮每個物質中的碳足跡；將找到更好的、提供高溫熱量的能源；將開發無碳鋁；將制造出在整個壽命周期內能吸收二氧化碳的水泥；更好地管理森林；研究全新的方法來制造塑料，以獲得一種能像樹葉那樣可快速生物降解的新型聚合物，避免塑料充斥海洋。我們將致力于大力降低許多可再生能源關鍵部件和設備的成本，并為太陽能電池、儲能電池、電機和碳纖維開發強大而高效的回收途徑。

零碳未來中，我們每個人都可以成為一個好的氣候公民，在做出選擇的時候，盡量少地浪費能源，盡可能少地排放二氧化碳。

通往零碳未來的路上，既需要“發明更好的技術”，也需要“大量生產”；既要投入資金提高“研究學習”的能力，也要花時間“邊做邊學”。堅持對創新進行大量投資，并堅持擴大其應用規模，塑造學習曲線，才能最大限度地降低零碳能源技術的長期成本，改善零碳未來的經濟性。

索爾·格里菲斯教授沒有期盼奇跡的發生，取而代之的是總結數十年的研究數據和經驗，提出利用現有技術和資源就可以快速應對氣候變化的零碳行動方案。《零碳未來》為我們的思考和應用提供了很好的參考。希望各行各業的人們，都能讀到它。為了建設我們共同的綠色家園，讓我們一起做出改變：

一起腳踏實地！

一起仰望星空！

2023年7月