丹尼尔·科曼:解决气候变化难题,需要最好的经济学家、科学家和哲学家通力合作战

来源:《财经》新媒体 2023-05-22 10:15:58

5月20日-23日,“一带一路”国际科学组织联盟发起、广东省人民政府主办的2023大湾区科学论坛在广州举行。在21日的主论坛上,对获得2007年诺贝尔和平奖的IPCC报告做出贡献者、美国加州大学伯克利分校教授丹尼尔·科曼(Daniel M. Kammen)表示,如果要解决气候变化带来的挑战和难题,那么就必须要由最好的经济学家、科学家和哲学家,让各个国家的学者都能进行密切合作。“如果我们不合作,如果我们没有资深研究员为年轻人开路,那么就不可能取得现在的成效。”他强调。

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丹尼尔·科曼表认为,人类需要一场新的工业革命,以更好地做好平衡,优化调整能源结构,让穷国、富国都可以实现碳中和目标。例如,可以建设更多的可再生能源电站,更好地利用清洁能源,利用更好的材料,便能看到更多机会。“我们希望大湾区的产业、欧洲和美国同行都可以合作起来解决这些问题。”丹尼尔·科曼表示。

以下为发言实录:

我们今天有三位物理学家,我是第三位物理学家,我非常喜欢自己物理学的背景,我们可以利用自己的训练来更新自己的领域,我无论是气候变化,还是生物,我特别感谢中国科学院,我们看到中国科学有很多的方法来解决现在面临的挑战。

我们现在面临着很多问题,我想来谈一谈我们如何通过基础研究、应用研究以及社会合作来应对气候变化及带来的挑战。

如果要解决气候变化,那就必须要由最好的经济学家、科学家和哲学家,让各个国家的学者都能进行密切合作,刚刚迈克尔·莱维特教授也说过如果我们不合作,如果我们没有资深研究员为年轻人开路,那么就不可能取得现在的成效。

我们在伯克利实验室里跟很多合作伙伴、很多机构都有合作,例如材料研究的实验室、薄膜研究的实验室、电网、金融机构、非盈利机构等等我们都有合作,不仅有来自发达国家的,还有来自少数族裔的以及女性的代表,大家都能参与到我们的合作中。

我们可以看到现在世界上各国的政策在发生变化,比如中国提出了3060目标,像其他国家例如挪威、肯尼亚等等都提出了2030年碳中和的目标。以及美国加州都提出了相关政策,但这些都不够,在本世纪中叶之前世界必须要实现零排放,现在因为燃烧和排放在大层当中、在海洋当中都产生了非常大的影响,我们需要一场新的工业革命,我们需要在几十年间推动这样一场工业革命,相信我们是可以实现这样的目标。    

这里有我们合作的一些企业,另外想向各位特别介绍我们合作的国家,我们希望能够更好地做好平衡,调整能源结构,应对挑战,让穷国、富国都可以实现碳中和。这是我们做的模型,比如我们对需求、对能储,对消耗等等都会进行建模,我们会有一个非常严格、一整套的实验。    

我们来看看现实的问题,例如如何去碳化,黑色的部分是碳的使用,虚线部分是能储,我们可以看到不同国家的能耗不一样,有些用核电,有些是用太阳能等等,每个国家的情况是不一样的,所以在每个国家我们都会有不同的模型,会去看看他们具体的需求是什么。

现在从物理学的角度来看,从物理学角度来看,这个问题可能很难解决,如果只是从分子学的角度来说,可能是很难的解决。所以我们有压缩曲线(如图所示),我们可以看到能源的需求是有两个波峰,一个是在早上时,一个是在晚上时,例如在晚上能量需求是比较大的,在白天可以看到需求反倒是降低的。如果说在屋顶上有更多太阳能电板,那就可以很好解决这个需求的问题,如果需求下降,只需要增加太阳能电板,那成本也会下降,这样就可以更好地来取代化石燃料。

另外一个问题是晚上(的能源需求),在晚上我们需要能量,但我们必须要储存好白天的太阳能发电,否则就必须要开新的发电机(来供能)。要解决这个问题,针对这个问题是需要根据性的解决方案。如果我们现在有更多的清洁能源,比如风能和太阳能,我们是可以来发展更多的电动汽车,比如中国在美国、在加州已经有很多的电动汽车,每辆电动汽车上都有电池,为了更好解决刚刚所说的曲线问题,我们可以用更多的储能电池,比如在白天时去充电,到晚上的时候可以把这个电再输出来,进行家用。比如宝马、深圳的比亚迪,他们可以针对来做出一些改变,例如我们可以对全球电动汽车的规则进行改变,可以对他们的太阳能电池进行调整,可以让他们白天充电储存在电池里面,晚上再输出这个储能来使用。

我们的根本想法是,这个学习曲线或摩尔定律,这是非常简单的电力规律,我们可以看到这两条曲线,对于大规模生产的技术,成本是需要慢慢降低的,比如风力涡轮机、太阳能电板等等。所以这不仅是单纯个经济学问题,或者是个物理学的问题,可以看到风能、太阳能、太阳能电池都是一样的情况,我们都进行了建模,可以看到现在建可再生能源电站成本是更低的,会比现在的化石燃料电厂的成本更低,绿色能源的经济效益是需要比传统产生污染的能源是更有优势的。

我们发现如果我们建设更多可再生能源电站,那可以看到会有更多的机会,比如在中国有海上风电,海上的风电可以帮助制造绿氢。

我以前的一个学生在成都成立了一家企业,他们需要做的是用电车来取代燃油出租车,一年时间他们做到了,这一年时间内成都的电车、出租车达到了2.1万辆。但司机发现充电是个问题,需要等很长时间,因此有很多新企业来开发小程序告诉他们哪里有充电的空间,这样就可以减少他们充电等待的时间,也能更好提高他们的收入,也能鼓励当地更多使用电车。

这张图是我们做了优化后的效果(见PPT),这背后是美国和中国在大数据方面的合作,比如广州现在是电力、公交车方面的领军者,我们希望能够利用信息技术,来更好的利用资源。

最后我想跟大家谈一点不同的,我们现在在加州所做的一件事情,我们在巴黎、在约翰内斯堡,在阿姆斯丹都在做同样的事情。在房屋上装太阳能电板,但并不是为了给家庭提供电力,还能给充电桩、充电站提供电源,因此我们可以更好利用清洁能源的综合效用。

最后一点,我们还需要和其他的新兴国家进行合作,例如通过“一带一路”的倡议,比如在老挝、印尼、泰国,我们可以在这些国家进行合作,让他们可以跨越式的实现能源转型。

其中一个非常重要的领域是,利用低成本的清洁能源,例如太阳能、风能、水能,我们可以利用这些资源来解决现在面临的问题,我们现在在非洲有67%的公共医疗结构,他们用不上电,或者他们用电是不可靠的,25%根本是没有电的,清华的同事跟我正在合作一个项目,我们在合作实现用太阳能给医疗机构提供电力,美国的对外援助署在跟英国在一起提供了30亿美元,我们希望在非洲能建立10万多个mini电网,能更好利用和部署清洁能源发电,我们希望能大规模的部署。

但我们在材料方面必须要有大的进步,我们知道有些原材料,比如锂、钴,但我怕需要有其他的原材料,有些企业比如特斯拉、宝马等企业,他们现在都在开发新燃料电池,从而实现电池生产链的绿色,所以我们希望能够实现清洁的产业链。

我们现在看到有很多的机会,我们可以更好的利用清洁能源,我们可以利用更好的材料,不仅让富国、穷国,都能满足他们的能源需求,我们希望大湾区的产业、电池产业、欧洲、美国同行都可以合作起来解决这些问题。

以上是我跟大家介绍的合作项目,非常感谢邀请我参会。

谢谢大家!