一直以來，落基山研究所都認為能源轉型基于現(xiàn)有技術是可以實現(xiàn)的，無需依賴新的技術。2014年，《重塑能源》一書為美國描繪了一條比照常發(fā)展模式減排80%并節(jié)約5萬億美元成本的發(fā)展路徑，并且“不需要任何新的發(fā)明創(chuàng)造”。六年后的今天，包括光伏、風電、電池儲能和電動汽車等新技術不斷加快的部署速度超出了許多人的認知。
但該書中指出的許多其他技術，尤其是那些處于初級階段的技術，要么仍停留在實驗室或大學研究階段，要么僅僅得到了有限的市場化開展——例如，低碳煉鋼、低碳水泥、低碳蒸發(fā)制冷、低碳智能窗、相變材料和新一代電機設計等。氣候技術要投入市場還需要更快和更可靠的發(fā)展路徑。盡管我們不需要全新的發(fā)明創(chuàng)造，新創(chuàng)意的出現(xiàn)對整個行業(yè)的技術發(fā)展當然也有推波助瀾的幫助。
為了解決技術走向市場的瓶頸問題，落基山研究所今年啟動了Third Derivative (D3)，一個創(chuàng)新氣候技術加速器項目。本篇博客將描述一些技術創(chuàng)新領域的最重要機遇，旨在確保全球發(fā)展軌跡符合巴黎氣候協(xié)議將溫升幅度控制在1.5℃以內(nèi)的目標要求。
已取得的成果
在過去十年里，太陽能光伏、風電、電池和LED照明技術的成本分別下降了大約90%、70%、80%和85%。成本大幅下降為這些清潔能源解決方案的規(guī)模化應用創(chuàng)造了財務和環(huán)境方面的可行性。如果沒有這些創(chuàng)新技術的飛速發(fā)展，全球每年將會增加12.5億噸排放。
即使政府補貼逐漸降低，這些成熟技術的成本目前也足以與傳統(tǒng)發(fā)電方式競爭。在許多國家和地區(qū)，風能和太陽能發(fā)電已經(jīng)成為成本最低的發(fā)電方式，吸引了大量的投資（圖1）。這為擴大應用規(guī)模，進一步改進技術、制造工藝和簡化部署流程創(chuàng)造了良性循環(huán)的發(fā)展模式，進而將促成更快的成本下降和吸引更多的投資。電池和電動汽車也正在接近，甚至或許已經(jīng)跨越了類似的拐點。
目前，全球清潔能源投資已達到每年3000億美元的規(guī)模，其中大多數(shù)投資都集中在風電和光伏領域。這至少達到了，按多數(shù)研究所預計的，碳排放占全球總量近30%的電力部門脫碳所需的投資量級。
圖1：風電和光伏等成熟的氣候技術正在吸引大量投資
創(chuàng)新缺口與機遇相比而言，其他氣候技術部門的進展卻非常有限。這些部門有時被稱為“脫碳困難領域”，其溫室氣體排放目前超過全球總量的2/3（圖2）。2019年，這些脫碳困難領域吸引到的氣候技術投資總額還不足10億美元，其中部分原因在于這些領域的技術還不夠成熟。
即便在電力部門，當風電、光伏和其他波動性可再生能源不可用時，電網(wǎng)仍然需要進一步的創(chuàng)新技術來平衡供需負荷（尤其在季節(jié)性和長效儲能領域）。其他部門脫碳的關鍵性技術挑戰(zhàn)還包括長途交通運輸（特別是貨運與航空）和重工業(yè)。
圖2：如果沒有技術創(chuàng)新來提供經(jīng)濟可行且可規(guī)模化部署的解決方案，全球2/3的排放都屬于“脫碳困難領域”
其中的大部分理念都有潛力取得與當前路徑相當?shù)牡慕?jīng)濟可行性，并能夠快速擴大規(guī)模。如先進電池、合成燃料和氫能等一些重要新技術涉及多個不同部門，可以實現(xiàn)多個部門的同步減排。
圖3：我們并不缺乏有前景的、具備經(jīng)濟可行性潛力的且可以規(guī)模化應用以應對所有領域碳排放的創(chuàng)意
企業(yè)家和早期投資者已經(jīng)在努力將這些創(chuàng)意中的一部分從實驗室?guī)蚴袌觯㈤_拓可規(guī)模化發(fā)展的商業(yè)模式，推動現(xiàn)實世界中的實際應用，但這些進展依然緩慢，而且很多重要技術仍處于停滯不前的狀態(tài)。大多數(shù)研究人員都認為，為了避免氣候變化帶來的一些最糟糕的后果，未來十年必須大幅削減碳排放。即使得到足夠的投資和其他支持，這些對于脫碳困難部門減排至關重要的早期技術距離大規(guī)模部署，還需要5到10年時間開發(fā)和早期應用。然而，與醫(yī)藥技術等成熟行業(yè)相比，氣候技術領域的風險投資依舊舉步維艱，這為應對全球氣候變化帶來了主要障礙。
我們認為，現(xiàn)在就必須做出改變，因此，落基山研究所啟動了Third Derivative項目，旨在加速這些工作的落實。
