把碳从电力部门抽走

发电是造成全球气候变化的温室气体排放的一个巨大因素，在全球产生了约25%的温室气体。这是因为世界上超过三分之二的电力仍然是由燃烧化石燃料产生的。但是，正如几位工程和经济学专家上周在麻省理工学院(MIT)本学年举行的六次气候变化研讨会的第三次会议上所概述的那样，在多个领域取得的进展可能会大幅减少这些排放。

这次名为“电力部门脱碳”的研讨会集中讨论了四个领域:太阳能和存储系统的改进、核能和核聚变技术的进步、电动汽车，以及发展中国家在控制排放的同时扩大电力供应。

麻省理工学院斯隆管理学院(MIT Sloan School of Management)经济学教授、研讨会联席主持人保罗·乔斯科(Paul Joskow)表示:“在全球范围内，我们正在实施一项创造清洁电力的重大脱碳战略。”但是，他说，减少其他主要行业的排放也很重要，尤其是交通和建筑行业。

麻省理工学院(MIT)数据、系统和社会研究所(Institute for Data, Systems, and Society)能源研究副教授、本次活动的另一位主持人杰西卡·特兰西克(Jessika Trancik)说，鉴于太阳能组件的价格自2000年以来已经下跌了90%，“太阳能代表着最大的成功之一”。但是，在今后几年中仍有很大的潜力取得进一步的重大进展。

莱斯特沃尔夫(Lester Wolfe)的化学教授芒吉巴文迪(Moungi Bawendi)描述了一些关于太阳能技术的有前景的研究，包括使用基于钙钛矿的太阳能电池，这种电池在给定重量的情况下具有更大的产出潜力。这项技术可能为太阳能电池板提供可能性，这些电池板可以集成到建筑外墙，包括透明的窗户。

Bawendi说，这种材料是可溶的，可以像印刷报纸一样采用卷到卷的方式生产，这可能使它更便宜，更容易部署。如今，在效率方面，“它已经接近于硅”。因为它吸收太阳能的能力是硅的100倍，“它可以被做得比硅薄100倍，但仍然可以收集同样多的光，”他说。但在扩大其产量和使其在水中更耐用方面仍存在挑战。“这是一个可以解决的工程问题，”他说。

至于储存，由于太阳能和风能成为世界发电能力的更大组成部分，这是至关重要的，在这方面也取得了重大进展。京瓷材料科学教授江业明(音)说，目前，电网中超过90%的存储容量是锂离子电池。但更划算的替代能源正在开发中，这可能会推动可再生能源的迅速扩张。

例如，他描述了开发基于比锂更便宜和更丰富的材料(包括硫和锌)的电池的努力。他建议，基于这种材料的一些电池的价格可能会降至每千瓦时1美元，而目前的锂离子电池大约是160美元。

他说，其他类型的电池也在开发中，它们强调在一定重量下的存储能力，这可能有助于将电池电力扩展到航空等领域，目前为止还没有在这些领域发挥作用。还有一些可能用于备份存储;这些可能不经常使用，但将长期保持稳定。

东京电力公司的核科学与工程教授Jacopo Buongiorno描述了他最近领导的一份关于核技术未来的报告，报告中发现了一些新的核电站设计领域，这些领域对未来的设施建设大有希望。但他表示，目前这种潜力主要存在于其它国家，因为国内公用事业公司目前对此兴趣不大。新的设计，包括那些模块化和标准化以降低建筑成本的设计，可能有助于振兴这个行业。

与此同时，麻省理工学院物理系的高级研究科学家厄尔·马尔马(Earl Marmar)表示，在核聚变能源方面的研究进展良好。其中一个关键是改进的超导体的发展，使核聚变工厂的规模大幅缩小，以产生一定数量的电力。这项技术是麻省理工学院和联邦融合系统正在进行的一个联合项目的核心。

另一个有助于摆脱化石燃料的因素是电动汽车的使用越来越多。Trancik说，如今，使用电动汽车平均每行驶一英里减少了约30%的排放，但这主要取决于在充电地点和充电时间电网使用的发电来源的组合。完全由太阳能充电的汽车将完全消除它们的排放。

麻省理工学院斯隆管理学院(MIT Sloan)系统动力学助理教授大卫•基思(David Keith)表示:“我的问题是，电动汽车能多快融入车队?他指出，在这个国家大约有2.5亿辆汽车，它们的平均寿命是15年，所以周转是一个缓慢的过程。目前，尽管几乎所有的汽车制造商都提供某种电动车型，但它们的销量只占总销量的很小一部分。

乔治·舒尔茨教授Christopher Knittel麻省理工学院斯隆管理学院,说已经有很大的进步在降低了成本的轻量级电池用于电动汽车,那些价格继续下跌,可能释放出电动汽车的普及率的快速增长市场。他说，电池价格很快就会达到一个临界点，不再导致电动汽车比汽油汽车更贵，这可能是一个转折点。

但是，随着全球电力使用量的增长，如果发展中国家的新发电能力遵循其他国家基于化石燃料的发展轨迹，那么工业化国家在减排方面取得的任何进展都可能被抵消。然而，这有时可能是最容易实现的选择，因此，在提高可靠电力供应的同时，找到控制排放的方法可能是一个挑战。

Nithio的联合创始人凯特?斯蒂尔(Kate Steel)描述了她的公司是如何解决这个问题的，方法是提供简单、低成本的太阳能装置，为那些还没有可靠的电网或任何服务的地区的人们提供照明和手机充电等基本服务。

麻省理工学院能源计划(MIT Energy Initiative)负责科学技术的副主任罗布·斯通纳(Rob Stoner)表示，目前全球约有8亿人无法使用电力。他说，虽然有一个到2050年实现普遍可及性的目标，但实现这一目标将是非常具有挑战性的。