太阳能风能的价值 如何让全球经济“脱碳”?

来源:发布时间:2014-07-17 09:11:59

日前呈给联合国秘书长潘基文(Ban Ki-moon)的一份关于深度脱碳的报告,为各国如何避免危险的气候变化和实现可持续增长提供了新的视角。这篇报告由联合国可持续发展网络(UN Sustainable Development Network)指导的“深度脱碳道路项目”(Deep Decarbonisation Pathways Project)撰写,是来自15个国家的独立专家共同努力的成果,目的是按照国际社会在2010年达成的将地球气温升温幅度控制在2摄氏度以下的目标,为各国寻找建立在低碳能源基础之上的经济发展道路。这样的低碳道路是可行的,但要实现它们将需要全球紧密合作,也需要在2015年12月法国巴黎举行的第21届联合国气候变化大会上拿出设计新颖的气候协议。

国际社会达成的2摄氏度控温目标(与工业化时代以前的气温相比)反映了全球主要气候学家、生态学家、农学家以及经济学家们的警告。地球气温升温很有可能超过2摄氏度。已经在危害这个世界的干旱、洪水、热浪和极端风暴将会加剧,造成更多危险。更糟糕的是,全球气温升高2摄氏度以上可能引发大自然的回应(比如永久冻土融化释放出二氧化碳和甲烷气体),从而导致气候变化失控到世界无法自我调节的地步。

尽管各国就2摄氏度控温目标达成了一致、科学界也发出了越来越严厉的警告,但世界仍在继续以越来越快的速度勘探、开发、提炼和燃烧化石燃料。这些活动不仅足以让全球气温升高2摄氏度,还足以让全球气温到2100年升高4摄氏度,乃至更高。经济和政治方面的发展势头正将世界推向危险的边缘。留给我们转向低碳能源的时间至多也就是几年而已。

这15个研究团队在开始它们的研究时指出,到本世纪中叶,全球每年的二氧化碳排放量必须从目前的350亿吨下降至100亿-150亿吨,到本世纪后半叶某个时间,还必须下降至净零排放。

这样的大幅减排应该在全球经济增长的同时实现。全球经济增长能够帮助中低收入国家实现逐步赶上当今高收入国家的抱负。

但在世界经济增长的同时如何才能保持这样低的碳排放水平?研究团队发现了深度脱碳的4个主要支柱。首先,(根据各国具体情况,)转向由风能、太阳能、水电、核能和化石燃料混合产生的低碳电力,并采用碳捕集与封存技术(CCS)。其次,促使个人交通工具、建筑以及一些工业流程实现电气化,由低碳电力供电。第三,大规模提高能源效率,比如通过改进建筑设计来大幅降低利用外部能源取暖、降温和通风的需求。第四,在能源体系外部,将全球森林净砍伐和土地净退化转变为净造林和土地净复耕,从而让地球生物大气层成为一个净碳汇而不是净碳源。

每个研究团队都根据各国所处的发展阶段和抱负、能源蕴藏状况、工业结构和公众接受度,为各国选择了不同的道路。一些国家可能会选择核能,而另一些国家则可能会回避核能。一些道路可能会采用碳捕集与封存技术,而其他道路则可能会拒绝该技术。


画出这15条道路并不容易。一个主要问题是,维持低碳经济所必须的一些关键技术还未成熟到适合大规模推广。这些道路建立在假设未来10年到20年有足够多低碳技术能够完成大规模商业化的基础上。实际上,这些团队迄今还无法实现2050年150亿吨的排放基准,但如果有更多低碳技术可供选择使用,它们很可能可以实现这一愿景。

需要全球齐心协力地大规模定向投资的关键技术包括,间歇性风能和太阳能存储技术;碳捕集与封存技术;低碳交通工具电气化技术;住宅和写字楼的低碳化取暖、降温和通风技术;第四代核能技术;航空和货运用高级生物燃料技术;以及不同工业领域的加热流程电气化技术。

除了为我们带来2摄氏度控温目标仍有可能通过深度脱碳实现的亮眼消息以外,这份报告还为国际气候谈判提出了重要的建议。谈判的重点在于到2025年或2030年的减排承诺。然而,如果各国没有着眼于更长的期限,他们很可能采取远无法满足2摄氏度控温目标要求的策略。

因此我们有必要签署一个协议,让各国在做出具有约束力的2025年或2030年减排承诺的同时,画出着眼于2050年的深度脱碳道路。各国全都会同意画出这些道路,供国内和国际的协作和监督,但鉴于其中的技术不确定性,不必受其中的具体规定约束。这些针对不同国家、着眼于2050年的道路将建立在一项共同承诺的基础上,即:各国将共同承诺遵守2摄氏度控温目标,并开展必要的全球合作,包括开展技术合作、拿出资金支持、协调各自的政策。各国政府和企业将预先同意一份将目前未达到商业化阶段的低碳技术,发展为可在未来大规模使用的低成本低碳技术的路线图,并明确划定资金来源。

今日的报告让我们第一次了解了这一新思路。2015年上半年,“深度脱碳道路项目”将发布其第二阶段的工作报告,来衡量转向低碳经济的成本和收益,并研究如何让各个发展阶段差异极大的国家公平负担成本。然而,关于如何能够在2015年取得谈判的成功,并让地球在21世纪变得更加安全,如今我们已有了更清楚的路线。

(本文作者美国哥伦比亚大学地球研究所所长 杰弗里萨克斯)

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201407/17/214453.html

责任编辑:solar_robot
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
金泽大学实施钛矿太阳能电池的铅稳定技术实地测试来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-09 16:18:43

东芝能源系统公司主导该项目,长州工业株式会社、电通信大学和金泽大学共同实施。该试验涉及将叠层的钙钛矿太阳能电池与铅稳定技术集成到户外测试模块中。该活动计划于2025年8月8日至2026年12月举行。

Joule:用可印刷碳阴极增强p-i-n型钙钛矿太阳能电池的可行性:极性反转的起源来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:10:16

可印刷的后电极是钙钛矿太阳能电池规模化应用的关键技术。碳电极在n-i-p结构中已广泛应用,但其在p-i-n结构中的应用因界面能量失配而受限。

天津大学叶龙AM:一种通用弹性体增韧剂用于解决高效有机太阳能电池的脆性问题来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 14:08:39

兼具高光电效率与机械弹性的有机太阳能电池对于可穿戴设备至关重要。本文天津大学叶龙等人引入一种广泛适用的策略,使用弹性体SEEPS,其通过精细调节与受体的相容性来实现OSCs的增韧。SEEPS诱导显著的次级弛豫以耗散应变能,使断裂应变提高超过11倍。

吴素娟&李永&刘治科AM:硫代羧酸盐介导的缺陷抑制与碘分子清除:实现22.16%高效稳定CsPbI₃钙钛矿太阳能电池来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:57:01

AP中的硫代羧酸盐基团可强螯合欠配位Pb,钝化缺陷并抑制铅泄露;其含氮部分与I形成氢键,抑制碘空位形成。本工作证明了AP作为高效界面调控剂的有效性,并为稳定高效全无机PSCs的多功能分子工程提供了新思路。高效缺陷抑制与能级优化:AP处理显著提升薄膜结晶质量、降低陷阱态密度,并优化钙钛矿/空穴传输层能级对齐,实现高达22.16%的转换效率与1.29V的高开路电压。

李晓东&方俊锋AM:ITO纳米颗粒稳定倒置钙钛矿太阳能电池中空穴传输层的自组装来源:知光谷 发布时间:2025-12-09 13:43:55

近年来,随着自组装分子的应用,倒置钙钛矿太阳能电池的效率迅速提升,但SAM分子易脱附的问题严重制约了器件稳定性。本研究华东师范大学李晓东和方俊锋等人引入功能化的氧化铟锡纳米颗粒,以促进并增强SAM在基底上的自组装。与ITO基底上传统物理吸附、易脱附的OH不同,INPs上的OH基团键合稳定,能耐受溶剂冲洗和长期老化,从而抑制器件老化过程中SAM的脱附。

无机钙钛矿太阳能电池以950小时运行达到迄今为止的最高效率来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:38:39

无机钙钛矿太阳能电池实现了超过21%的创纪录效率。团队成功解决了长期存在的难题,发明了一种在完全无机钙钛矿太阳能电池上制造耐用保护层的方法。解决退化问题限制钙钛矿太阳能电池采用的主要障碍是快速降解,暴露于湿度、温度或压力等波动的大气条件下,会导致钙钛矿材料在效率和材料性能上迅速下降。

离子液体提高钙钛矿太阳能电池的长期稳定性来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:34:30

尽管单结钙钛矿太阳能电池的光电转换效率已突破27%,其商业化进程仍受限于长期运行稳定性的瓶颈。然而,即便在隔绝水与氧等外界应力的条件下,钙钛矿太阳能电池的寿命仍显著短于硅基器件。研究组设计并开发了一系列含乙二醇醚侧链的离子液体,以协同提升钙钛矿太阳能电池的效率与稳定性。该离子液体优先富集于钙钛矿底部,可显著抑制碘化铅的聚集及空隙的形成。

高度透明的钙钛矿太阳能电池效率为18.22%来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:31:49

印度的一个研究团队研究了基于室温工艺制备的非晶铟锌高导电透明电极在钙钛矿太阳能电池中的应用,这些器件可用于叠层和建筑集成光伏应用。其中包括在钙钛矿太阳能电池的后部透明电极中使用a-IZO。事实上,原型机的效率超过了基于c-ITO器件的15.84%功率转换效率。

Joule:钙钛矿太阳能电池的回收利用来源:知光谷 发布时间:2025-12-05 09:52:48

钙钛矿太阳能电池实现了高效率和低成本制造,但面临着铅管理和有限使用寿命的挑战。近日,香港科技大学ZhouYuanyuan、香港浸会大学GuoMeiyu等人回顾了能够有效回收PSC的材料、设备和工艺特性。研究亮点:1)作者总结了技术经济分析和生命周期评估,这些分析和评估表明,通过多轮材料回收,成本和环境影响大幅降低,并比较了器件架构和功能层的回收途径。

郑州大学张懿强AM:双模式分子调控钙钛矿结晶,实现高效稳定的FAPbI₃太阳能电池与组件来源:知光谷 发布时间:2025-12-04 10:34:21

本研究引入二苯基碳酸酯作为双功能分子调控剂,可同时调控FAPbI薄膜的成核与生长过程。这种协同调控机制获得了均匀、大晶粒的钙钛矿薄膜,并显著降低了缺陷密度。因此,基于DPC的钙钛矿太阳能电池实现了26.61%的冠军效率,优于对照组器件。

周二军&于润楠&谭占鳌Nat Commun:通过晶界缓冲调控拉伸应变实现柔性钙钛矿太阳能电池的高效稳定来源:知光谷 发布时间:2025-12-03 09:24:30

本研究嘉兴学院周二军、北京化工大学于润楠和谭占鳌等人通过引入金属螯合物,调控钙钛矿薄膜的纳米力学性能。该策略不仅聚焦于薄膜的纳米力学特性,还揭示了其物理性能与机械柔韧性之间的内在联系。纳米力学-光电性能协同调控:系统阐明了金属螯合物通过静电作用与氢键调控薄膜模量与应变,同步提升载流子寿命与器件稳定性,为柔性光电器件设计提供新思路。