首個國際清潔能源日，向綠色低碳邁進(jìn)！

2024年1月26日，迎來首個國際清潔能源日（International Day for Clean Energy）。這一國際日的設(shè)立，旨在呼吁人們提高認(rèn)識，動員各方采取行動，以公正、包容的方式向清潔能源過渡，造福人類和地球。

Part.1

國際清潔能源日的設(shè)立

2023年8月25日，聯(lián)合國大會通過了一項(xiàng)決議，宣布每年1月26日為國際清潔能源日。1月26日是2009年國際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）成立的周年紀(jì)念日。自IRENA成立以來，能源轉(zhuǎn)型已成為應(yīng)對氣候變化、增進(jìn)人類福祉、推動緊急和系統(tǒng)性轉(zhuǎn)變的核心議題，有助于增加能源獲取、減少不平等、改善能源安全以及建設(shè)繁榮和更具韌性的經(jīng)濟(jì)和社會。

設(shè)立國際清潔能源日意義重大，它提醒著全世界的人們牢記普及清潔能源和實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》氣候目標(biāo)的承諾。

Part.2

面對氣候變暖，要保持冷靜！

根據(jù)2023年12月世界氣象組織發(fā)布的《十年期氣候狀況報(bào)告》，2011—2020年是人類有氣象記錄以來最熱的10年！

世界氣象組織近日正式確認(rèn)，2023年是有記錄以來最熱的年份！全年平均氣溫比工業(yè)化前水平（1850—1900年）高出1.45±0.12℃，大大超出此前最熱年份的升溫幅度，并進(jìn)一步逼近《巴黎協(xié)定》所設(shè)立的1.5℃控溫目標(biāo)。該組織還預(yù)計(jì)，2024年的平均氣溫可能會更高。

剛剛過去的2023年的夏天，也是地球上有氣象記錄以來最熱的夏天（圖片來源：聯(lián)合國微信公眾號）

1.5℃，看似只是很小的溫度變化，為什么如此重要？

根據(jù)2015年的《巴黎協(xié)定》，195個國家承諾“將氣溫升幅限制在工業(yè)化前水平以上1.5℃之內(nèi)”。該協(xié)定參考了一份實(shí)況調(diào)查報(bào)告，報(bào)告認(rèn)為，在長達(dá)數(shù)十年的時間里，即使只升溫1.5℃，也會給“某些地區(qū)和脆弱的生態(tài)系統(tǒng)”帶來如極端高溫和森林火災(zāi)等的高風(fēng)險。

極端高溫影響到人們的健康，并造成破壞性的山火。此外，強(qiáng)降雨、洪水、迅速增強(qiáng)的熱帶氣旋也帶來了一系列破壞、死亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。世界氣象組織指出，全球變暖的程度將對干旱和野火、糧食、海平面和生態(tài)系統(tǒng)等方面造成不同程度的負(fù)面影響。隨著變暖程度的加劇，負(fù)面影響帶來的后果就更嚴(yán)重！

長時間氣溫升高也增加了森林火災(zāi)的風(fēng)險。2023年加拿大野火季持續(xù)超過5個月，累計(jì)過火面積超過18萬平方公里，大火造成嚴(yán)重?zé)熿F污染，碳排放量超過4億多噸；2023年8月美國夏威夷州毛伊島野火導(dǎo)致上百人死亡，許多歷史遺跡與自然景觀受到嚴(yán)重威脅甚至化為灰燼，成為美國百年來死亡人數(shù)最多的野火事件；同月，希臘東北部持續(xù)十余天的野火造成數(shù)十人死亡。2023年10月下旬，隨著“非洲之角”地區(qū)進(jìn)入雨季，該地區(qū)的肯尼亞、索馬里和埃塞俄比亞均遭遇持續(xù)暴雨并引發(fā)洪災(zāi)。全球各地極端高溫天氣持續(xù)時間長，影響范圍大，歷史極值不斷被突破。

為什么1.5℃至關(guān)重要？（圖片來源：聯(lián)合國微信公眾號）

面對氣候變暖帶來的諸多挑戰(zhàn)，人類應(yīng)該怎么做？當(dāng)然是降溫！而且要冷靜地降溫！

2023年12月6日，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署領(lǐng)導(dǎo)的降溫聯(lián)盟（Cool Coalition）發(fā)布《保持冷靜：如何在削減排放的同時滿足降溫需求》報(bào)告，報(bào)告規(guī)劃了三大領(lǐng)域的可持續(xù)降溫措施：被動降溫（如隔熱、自然遮陽、通風(fēng)和反射面等）、提高能效標(biāo)準(zhǔn)（2050年全球降溫設(shè)備的平均效率達(dá)到現(xiàn)有水平的3倍，節(jié)約30%的預(yù)估能耗）和快速逐步減少使用引發(fā)氣候變暖的制冷劑（氫氟碳化物）。

遵循這些方面的措施將實(shí)現(xiàn)60%的減排，再加上快速實(shí)施電網(wǎng)脫碳，就可以將降溫行業(yè)的排放減少96%。

《保持冷靜：如何在削減排放的同時滿足降溫需求》（圖片來源：聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署）

Part.3 凈零排放需要清潔能源

2021年，諾貝爾物理學(xué)獎頒給了2位通過地球氣候物理建模、量化變化來可靠地預(yù)測全球變暖的科學(xué)家，其中真鍋淑郎（Syukuro Manabe）的研究展示了大氣中二氧化碳含量的增加如何導(dǎo)致地球表面溫度升高；而克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann）的部分研究，則被用于證明大氣溫度升高是由于人類排放的二氧化碳。

使用化石燃料，如煤炭、石油和天然氣，是迄今為止全球氣候變化最大的促成因素，占全球溫室氣體排放量的75%以上，占所有二氧化碳排放量的近90%。因此，我們目前的任務(wù)就是尋找低碳或零碳排放的清潔能源及高效清潔利用化石能源。

化石燃料發(fā)電廠是溫室氣體的最大排放源之一（圖片來源：Unsplash/Ella Ivanescu）

面對氣候變化挑戰(zhàn)，清潔能源（《中華人民共和國可再生能源法》明確指出，可再生能源是指風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽艿确腔茉?，可再生能源是重要的清潔能源。）在減少排放方面發(fā)揮著舉足輕重的作用，同時也能惠及缺乏可靠電力供應(yīng)的社區(qū)。

至今，仍有6.75億人無法用上電，其中五分之四生活在撒哈拉以南的非洲地區(qū)。對于無法獲得清潔能源的人群來說，缺乏可靠的電力供應(yīng)阻礙他們獲得教育、衛(wèi)生保健和經(jīng)濟(jì)機(jī)會，而且，有很多發(fā)展中地區(qū)在日常生活中仍然過度依賴污染性的化石燃料。

化石燃料仍然主導(dǎo)著全球能源生產(chǎn)，但可再生能源的發(fā)電量目前已占全球發(fā)電量的29%左右。

太陽能是最豐富的能源，即使在多云天氣下也能利用（圖片來源：聯(lián)合國網(wǎng)站）

“十三五”時期，我國能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，低碳轉(zhuǎn)型成效顯著，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到15.9%，煤炭消費(fèi)比重下降至56.8%，非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量穩(wěn)居世界第一。2020年我國可再生能源利用總量達(dá)6.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占一次能源消費(fèi)總量的13.6%；其中，可再生能源發(fā)電量2.2萬億千瓦時，占全部發(fā)電量的29.1%。

Part.4 清潔能源，向綠色低碳邁進(jìn)的科技之路

2005年，在慶祝創(chuàng)刊125周年之際，《科學(xué)》（Science）雜志公布了125個最具挑戰(zhàn)性的科學(xué)問題。16年之后的2021年，Science雜志發(fā)布了“新125個科學(xué)問題”——《125個科學(xué)問題：探索與發(fā)現(xiàn)》。其中與未來能源和氣候變化相關(guān)的問題有：

（1）我們可以生活在一個去化石燃料的世界中嗎

（2）氫能的未來是怎樣的?

（3）能量存儲的未來是怎樣的?

（4）我們?nèi)绾瓮黄飘?dāng)前的能量轉(zhuǎn)換效率極限?

（5）冷聚變有可能實(shí)現(xiàn)嗎?

（6）我們可以阻止全球氣候變化嗎?

（7）我們能把過量的二氧化碳存到何處?

（8）如果地球上所有的冰融化會怎樣?

2023年10月22日，在第二十五屆中國科協(xié)年會主論壇上，中國科協(xié)隆重發(fā)布2023重大科學(xué)問題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題。其中與能源相關(guān)的問題有：

（1）如何突破新能源廢料清潔高值化利用？

（2）如何在沙漠戈壁荒漠地區(qū)構(gòu)建千萬千瓦級新能源基地并實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定送出？

（3）適用于新型電力系統(tǒng)的長周期儲能方式是什么？

（4）如何實(shí)現(xiàn)可控核聚變的穩(wěn)態(tài)燃燒？

2024年1月8日，《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）發(fā)布2024年“十大突破性技術(shù)”。其中與清潔能源相關(guān)的技術(shù)就多達(dá)三個：

熱泵：一種將低位熱源的熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源的裝置。

增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)：一種深部地層高溫巖體地?zé)崮艿奶崛∨c利用關(guān)鍵技術(shù)。

超高效太陽能電池：如鈣鈦礦層疊太陽能電池，由傳統(tǒng)的硅材料與具有獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)的材料相結(jié)合而成。

基于全世界對上述清潔能源領(lǐng)域科學(xué)問題的長期探索，現(xiàn)已形成一個全新的前沿交叉學(xué)科方向——綠色碳科學(xué)。該學(xué)科的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)碳的中性平衡，包括綠色碳資源的開發(fā)與利用、化石碳資源的綠色轉(zhuǎn)化與利用、排放碳資源的高效固定與利用，以及多尺度碳循環(huán)的分析與管理等四個層次。對應(yīng)于綠色碳科學(xué)，一本由中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所創(chuàng)辦的科學(xué)雜志《綠碳》（Green Carbon）應(yīng)運(yùn)而生。

Part.5 結(jié)語

清潔能源已經(jīng)走進(jìn)生活，綠色低碳理念已經(jīng)深入人心。在國家雙碳政策的號召下，“低碳生活漸成風(fēng)尚”。今天就是清潔能源日，每天都是清潔能源日！

參考文獻(xiàn):

1. 世界氣象組織：《2022年全球氣候狀況報(bào)告》（State of the Global Climate 2022）

2. 世界氣象組織：《十年期氣候狀況報(bào)告》（The Global Climate 2011-2020: A Decade of Accelerating Climate Change）

3. 聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署：《2023年排放差距報(bào)告：破紀(jì)錄——?dú)鉁卦賱?chuàng)新高，但世界（再度）減排未果》（Emissions Gap Report 2023: Broken Record – Temperatures Hit New Highs, Yet World Fails to Cut Emissions (Again)）

4. 聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署：《保持冷靜：如何在削減排放的同時滿足降溫需求》（Keeping It Chill: How to Meet Cooling Demand, While Cutting Emissions）

5. 國際可再生能源機(jī)構(gòu)網(wǎng)站：IRENA endorses UN resolution proclaiming 26th January as International Day of Clean Energy, calling it a meaningful step towards achieving a just and inclusive energy transition

6. 聯(lián)合國網(wǎng)站：國際清潔能源日（1月26日）

7. 諾貝爾獎網(wǎng)站：2021年諾貝爾物理學(xué)獎

8. 聯(lián)合國：可再生能源——為更安全的未來提供動力

9. 聯(lián)合國微信公眾號：2023年打破全球氣溫紀(jì)錄 今年更熱？

10. 中國新聞周刊微信公眾號：中國平均氣溫，去年升了0.8℃？

11. 《科學(xué)》：125個科學(xué)問題：探索與發(fā)現(xiàn)

12. 中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會網(wǎng)站：2023重大科學(xué)問題、工程技術(shù)難題和產(chǎn)業(yè)技術(shù)問題

13. 《麻省理工科技評論》：2024年“十大突破性技術(shù)”

14. 世界經(jīng)濟(jì)論壇：為什么我們要把全球變暖控制在1.5℃以內(nèi)？

15. 生態(tài)環(huán)境部：《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》

16. 國家發(fā)展改革委、國家能源局：《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》

17. 國家發(fā)展改革委、國家能源局：《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》

18. 國家發(fā)展改革委、國家能源局、財(cái)政部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中國氣象局、國家林業(yè)和草原局：《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》

19. 《中華人民共和國可再生能源法》

20. Green Carbon雜志：《主編寄語》

作者：辛洪川（中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所 副研究員）

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