气候经济的五大关键问题

在刚开始研究气候变化时，我总是遇到一些令人费解的事实。一个问题是各种数字太大了，大到令人难以想象。谁知道510亿吨气体是什么样子？

我看到的数据往往缺乏上下文，没有相关背景可查。比如，有称欧洲的一项碳交易计划每年可使航空部门的碳足迹减少1700万吨。1700万吨听起来的确很多，果真如此吗？它在总量中的占比是多少？

我为我正在学习的知识建起了一个思维框架，这个框架让我明白了多少是很多、多少是很少、某个东西可能有多贵，等等。它帮我梳理出最具前景的想法。

我发现这个方法大有助益：先试着掌握了整体情况，因为这可以让我获得相关的背景知识，便于我理解新的信息。另外，这也让我更容易记住这些信息，这个框架会帮助你厘清思路、直抵要害。

1、在510亿吨中占多大比例？ 

每当读到与温室气体排放量相关的数字时，我都会迅速换算一下，看看它在总计510 亿吨的年排放量中所占的比例。

开篇提到的航空部门的例子，那项计划一年可减少1 700 万吨的温室气体排放。用这个数字除以510 亿吨后换算成百分比，这一幅度的减排量约占全球年排放量的0.03%。

这是不是一个有意义的贡献？答案取决于这个数字可能会上升还是保持不变？如果该项目的起始点是1 700 万吨，后续还有巨大的减排潜力，这是一回事;如果该项目只能维持1 700 万吨的量，之后也不会发生变化，则是另外一回事。

令人遗憾的是，答案并不总是显而易见的，但这是一个很重要的问题。

我们为突破能源联盟资助的技术项目设定了门槛：在相关技术项目研发成功和全面实施之后，每年至少可以减少5亿吨的排放量，约为全球年排放量的1%。减排幅度永远都达不到1% 的技术，不应该占用我们为实现零排放目标而安排的有限资源。

对于这类技术的研发，可能还有其他很好的理由，但其中并不包括可以大规模减少温室气体排放量。

2、你在水泥方面有什么计划？ 

在谈论一个应对气候变化的综合方案时，需要考虑人类造成温室气体排放的所有活动，以及这些活动的方方面面。

有些东西（比如电力和汽车）会受到较多关注，它们只是话题谈论的浅层次。乘用车在交通运输排放总量中的占比不到50%，交通运输排放总量在全球温室气体总排放量中的占比仅为16%。

相比之下，钢和水泥生产过程中的温室气体排放量，在全球总排放量中的比例达到10% 左右。

表1是造成温室气体排放的所有人类活动的细分情况。不是每个人都会采用与之完全相同的分类，但我认为这种细分是最有帮助的。这也是突破能源联盟所采用的细分方法。

表1.源于人类活动的温室气体排放量的占比

实现零排放的目标意味着所有这些类别都要归“0”。

你可能会惊讶地发现，电力生产造成的温室气体排放量在全球总排放量中所占比例刚刚超过四分之一。

好消息是，尽管电力部门的温室气体排放只占总排放量的27%，但它所代表的解决方案的作用远超27%。有了清洁电力，我们就可以不再用碳氢化合物作为燃料。

要知道，燃烧碳氢化合物会释放二氧化碳。想一想电动汽车和电动公交车，我们家中和公司里的电力供暖系统和电力制冷系统，以及用电力而不是天然气生产产品的能源密集型工厂。

仅靠清洁电力本身，无法实现零排放的目标，但在实现这一目标的过程中，清洁电力是关键一环。

3、我们谈论的电能有多大？ 

这个问题主要出现在与电力有关的文章中。你可能会看到某座新建的电厂发电量将达到500 兆瓦，这个产能规模很大吗？兆瓦到底是什么？

1兆瓦等于100 万瓦特，而1瓦特等于1焦耳每秒。1瓦特是非常小的，一枚小小的白炽灯的功率为40 瓦特，电吹风的功率为1 500 瓦特。一座电厂可能会生产数亿瓦特。世界上最大的发电站——中国的三峡大坝，可以生产220 亿瓦特。

这些数字增长很快，使用一些简略的表达方式是很方便的。千瓦（KW）表示1 000 瓦特，兆瓦（MW）表示100 万瓦特，吉瓦（GW）则表示10 亿瓦特。表2 是一些粗略的对比，有助于提供一种直观印象。

表2.一个地理空间需要多少电能

当然，无论是以天还是以年为时间单位，这些类别当中都会存在相当大的差别。有的家庭的用电就是比其他家庭多。在有的季节，美国纽约市的用电超过12 吉瓦。人口超过纽约市的日本东京平均季度用电为23 吉瓦，在夏季用电高峰时段甚至超过50 吉瓦。

假设你想给一个需要1 吉瓦的中等规模城市供电，就建设1 吉瓦的发电站，你能保证这个城市的电力供应正常吗？不一定。这个问题的答案取决于你用的电源是什么，因为有的电源的波动性大于其他电源。

核电厂可以连续24 小时运营，只有在维修保养和换料时才会关闭。风并不是什么时候都在吹，阳光也不是什么时候都有，所以风电厂和太阳能发电廠的有效容量可能只有30%，甚或更低。平均而言，它们会生产你所需的30% 的电力。这意味着你还需要利用其他电源才能将这1 吉瓦的可靠电力的缺口补齐。

4、你需要多大的空间？ 

有些电源比其他电源更占空间，所以考虑这个问题很重要，原因也很明显：全球土地和水资源有限。当然，空间远不是唯一的考虑因素。

在这里，功率密度是一个相关数，是指在给定数量的土地（或水域，如果你在海上装有风力涡轮机的话）上不同电源可产生的功率（见表3）。

表3.每平方米土地（或水域）所能产生的功率能源。瓦特/平方米*理论上讲，太阳能的功率密度可达到100瓦特/平方米，不过至今还没有实现这一点。

需要注意的是，太阳能的功率密度远高于风能。如果想使用风能而不是太阳能，那么同等条件下需要更多的土地。这并不是说孰优孰劣，而是说使用它们有不同的条件，这些条件应该成为对话的一部分。

5、这需要投入多大成本？ 

全球之所以会排放如此多的温室气体，原因就在于现有的能源技术基本上是最便宜的，当然前提是忽略了它们造成的长期损害。要将庞大的能源经济从造成污染的、产生碳排放的技术转向零排放技术必然要投入一些成本。

成本有多大？在某些情况下，我们可以直接给出差价。

相比于化石燃料解决方案，大多数“零碳”解决方案成本投入更大。这在某种程度上是因为化石燃料的价格并没有反映出其所造成的环境损害，使它们看起来比“零碳”解决方案更经济。

这些额外的成本，即我所称的“绿色溢价”（Green Premiums）。

绿色溢价不止一种，它包括很多种：针对电力的溢价，针对各种燃料的溢价，针对水泥的溢价，等等。绿色溢价的规模取决于你要替代的是什么，以及你用什么来替代它。比如，“零碳”航空燃油的成本同太阳能电力的成本并不是一样的。

在过去的几年里，美国国内航空燃油的平均售价为每加仑2.22 美元，在可获得的情况下用于飞机的先进生物燃料的平均售价为每加仑5.35 美元，那么“零碳”燃料的绿色溢价就是这两个价格之间的差额，即每加仑3.13 美元，溢价幅度超过140%。

也有一些比较罕见的情况，绿色溢价为负值，也就是说，转向绿色能源可能比坚持使用化石燃料成本更低。比如，依据居住地的不同，用电热泵系统取代天然气炉和空调系统可能会让你省钱。在奥克兰，采用电热泵系统可帮你节省14% 的开支，在休斯敦，这个数字是17%。

绿色溢价为负值的技术肯定早已经被世界各地采用。整体上来说是这样的，但在新技术的引入和新技术的部署之间通常存在滞后性，尤其是像家用炉一类的设备，居民更换频率并不是很高。

在计算出所有重大的“零碳”选项的绿色溢价后，就可以在各类物品的权衡取舍方面展开严肃的对话了。我们愿意为绿色环保投入多大成本？我们会购买价格是航空燃油的两倍的先进生物燃料吗？我们会购买价格是传统水泥的两倍的绿色水泥吗？

就像一个神奇的透镜，绿色溢价在决策领域发挥着特别重要的作用。在它们的帮助下，我们的时间、精力和金钱都会得到充分的利用。通过了解各种不同的绿色溢价，我们可以决定现在应该部署哪些“零碳”解决方案，以及我们应该在哪些领域追求突破，因为清洁能源替代方案的成本在这些领域内还不够低廉。

绿色溢价理念，可以作为一个测量体系，展示人类在阻止气候变化领域取得的进展。

梅琳达和我刚开展全球健康工作时遇到一个问题。专家告诉我们全世界每年有多少儿童死亡， 但并没有说是什么原因导致的。我们知道一定数量的儿童死于痢疾，但一开始我们并不知道是什么导致他们患上痢疾。如果我们不知道儿童的死亡原因，那么我们又怎么能知道哪些创新可以拯救他们的生命呢？

我们与世界各地的合作伙伴一道资助各种研究，力求找出导致儿童死亡的原因。最终，我们追查到了与儿童死亡相关的更多信息，而这些信息为我们实现重大突破指明了道路。

比如，我们发现肺炎是造成每年大量儿童死亡的原因之一。虽然市面上已经有肺炎疫苗，由于它的价格过高，也不知道有多少儿童死于这种疾病，贫穷国家不会采购它。

不过，在看到相关数据及捐助者同意支付大部分费用后，这些国家马上将该疫苗列入其卫生计划。之后，我们又资助研发了一种更便宜的疫苗。

在温室气体排放方面，绿色溢价也可以发挥类似的作用。计算得出各种能源的绿色溢价后，我们可以从排放量的原始数据中得出不同的洞见。

使用现有的“零碳”工具要负担多大的成本？哪些创新对排放量的影响最大？针对这些问题，绿色溢价给出了答案，并对各部门实现零排放的成本进行测算，着重指出了我们需要開展创新的领域——就像相关数据显示我们需要大力推广肺炎疫苗一样。

本文节选自《气候经济与人类未来》，比尔·盖茨著，陈召强译，中信出版集团出版，经授权刊载。