贝博bb平台体育-官网—都会为什么需要能源转型?

日期:2022-09-11 15:21:02 | 人气:

本文摘要:说到美国休斯敦,人们往往想到的是 “石油之城”。这个全美第四大都会,依赖石油、天然气而崛起、繁荣,而现在,休斯敦的市长 Sylvester Turner 却想 “摘掉” 石油标签,让其换上绿色新颜。曾经的石油与工业中心,现在已悄然成为绿色之城。

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说到美国休斯敦,人们往往想到的是 “石油之城”。这个全美第四大都会,依赖石油、天然气而崛起、繁荣,而现在,休斯敦的市长 Sylvester Turner 却想 “摘掉” 石油标签,让其换上绿色新颜。曾经的石油与工业中心,现在已悄然成为绿色之城。

图源:Inside Philanthropy 今年四月份,休斯敦市与美国最大绿色电力公司 NRG Energy Inc. 签订一份 7 年的合约,通过使用可再生能源,每年为全市市政设施供应 1 百万 MWh 以上的绿电,同时每年全市将节约凌驾 9 百万美金的电费账单。这也是为了响应休斯敦市的应对气候变化行动计划 Climate Action Plan,从而让这座都会朝着 100% 可再生能源目的与 2050 年 “碳中和 Carbon Neutrality” 目的又迈进了一步。

休斯敦在 2018 年获得 LEED 都会认证,而早在 2004 年,该市的市议会就确立将 LEED 作为政府持有的新建修建的尺度。像休斯敦一样,以 “能源” 作为突破口实现低碳甚至净零目的,已成为新的都会风向标。为什么这么说?在这期低碳都会主题文章中,你将看到:1. 地球能量收支平衡与温室效应2. 全球可再生能源使用概况3. 应对气候变化与《1.5℃控温特别陈诉》4. USGBC 如何加入这场行动?*5. 国际都会能源转型的实践案例*6. 海内低碳生长现状与都会案例*7. 后疫情时代,绿色经济苏醒的路径探讨* 其中 5-7 将在下篇文章中展开。

01 是什么导致 “全球变暖”?在我们谈论地球能源系统与碳排放时,应当聚焦于地球表层系统,因为地球表层系统是人类赖以生存的空间,同时也是人类能源与资源使用最猛烈的场所。图源:NASA Earth System Diagram 地球表层系统是经由地球亿万年的演化,通过各个地球外部圈层如:岩石圈、大气圈、水圈和生物圈之间举行大量的物质与能量交流所形成一个庞大的巨系统。地球表层系统在能量交流方面是充实开放的系统,每分每秒都在与它的外部情况举行能量交流。其中最主要的能量泉源于太阳辐射能,约占地球能量收入总量的 99.98%,而剩余的能量收入包罗来自地球内部的热能占 0.018%,由天体引力带来的潮汐能仅占 0.002%。

地球表层能量收支平衡图。图源:The NASA Earth’s Energy Budget Poster 地球表层净能量收支 = 太阳辐射收入 - 地表辐射支出 - 地表热量支出 凭据上图中基于科学家们恒久大量的研究与测算获得的数值,地球表层净能量收支为 0.6 (w/m2),靠近于 0,说明地球恒久以来处于能量收支平衡的状态。

当地球能量收支不平衡时,例如当温室气体增加,地表反向逆辐射增加,地表辐射能量不再平衡,导致温室效应加剧。我们所说的温室效应,到底是什么?只管在全球变暖的配景下,温室气体和温室效应在我们看来并不是一个 “正面” 的词汇。但事实上,正是因为温室气体的存在,将太阳辐射能吸收并将大部门能量通过逆辐射返还给地球外貌,才维持了地球适宜人类生存的温度,否则地表的平均温度将低至 - 15℃以下。

大气中的温室气体除水汽外主要有:二氧化碳(CO2)、甲烷 (CH4)、臭氧 (O3)、一氧化二氮 (N2O)、氢氟烃 (HFCs)、全氟化碳(PFCs)以及六氟化硫(SF6)等。我们通常习惯于将其他温室气体折算成二氧化碳当量(CO2 equivalent)。实际上大气中温室气体的含量都很低,例如 CO2 的含量仅为 355ppm,即百万分之 355,相比于大气中其他组分要低得多。

地球碳循环使得大气中 CO2 的含量恒久处于动态平衡的状态,每 20 年会完全更新一次。然而由于人类运动大量消耗化石燃料如煤炭、石油和天然气等,打破了碳循环平衡,使得回归到大气圈层的二氧化碳排放量增加,才导致过分的温室效应,引发全球变暖。02 可再生能源,都会能源转型的关键化石燃料占现在全球一次能源 * 需求的 80%,而 全球二氧化碳排放中有三分之二来自能源系统。

这也让能源问题成为解决日益激增的温室气体的重中之重。能源是人类从自然资源中获取的 “能量” ,尚未被开发使用的能源被称作资源,人类可开采的地球表层系统的资源总量的有限性决议了人类可使用的能源总量的有限性。

也就是说,人类所能开采的自然资源如化石燃料:煤炭、石油和天然气终将被人类消耗殆尽,是不行再生的能源。* 一次能源,即天然能源,指在自然界现成存在的能源,如煤炭、石油、天然气、水能等。与其对应的是二次能源,指由一次能源加工转换而成的能源产物,如电力、煤气、蒸汽及种种石油制品等。而可再生能源主要是来自于地球表层系统的外部情况(大气圈以上的宇宙空间以及岩石圈以下的地球内部圈层)的能源,例如太阳能、风能、潮汐能(由太阳和月球万有引力作用发生)、地热能等,可再生能源可以连续不停地从情况中增补,是一种取之不尽,用之不竭的能源。

作者按:凭据热力学第二定律,一个伶仃系统在无外力做功或供能的情况下,一定是自发趋向于熵增(“熵” 是对系统杂乱度的形貌,系统熵增意味着其杂乱度增加),而要使得这个系统变得越发有序、实现熵减,必须依赖外部系统做功或供能。地球自己作为一个开放系统,它孕育了生命、降生并生长了人类文明,这相对于整个宇宙而言是一个局部熵减的历程,那么这个历程的发生一定要借助或依赖地球系统的外部情况供应能量或做功,那么更充实、有效地使用包罗太阳能在内的可再生能源即是实现地球和人类永续生长的关键。世界能源平衡表:1990-2017 年世界规模各种一次能源供应总量(单元:ktoe)图源:国际能源署 (IEA) 注:此处不包罗电力和热力生意业务,煤碳包罗了泥炭和油页岩。可再生能源具有庞大的减缓气候变化的潜力,能够带来更广泛的经济和情况效益。

现在,全球各国都在加速结构可再生能源应用。凭据国际能源署 (IEA) 公布的 2019 世界能源展望,已往十年全球可再生能源的使用率有显著的提升,尤其是光伏与风力发电。2018 年可再生能源发电量增加了 450 TWh,相比 2017 年增加 7%,同年可再生能源发电装机容量增加了 180GW,这归因于光伏与风力发电技术成本的下降,可见可再生能源技术的投资对于能源转型将发挥庞大的推行动用。

现在,全球可再生能源的投资已凌驾 3,000 亿美元。03 气候变化与 “后巴黎时代”说到能源转型,都会首当其冲。为什么?一是世界人口急剧增加,人类对能源与资源的需求迅速增加。

1650 年世界人口仅为 5 亿,1800 年上升到 10 亿,1930 年突破了 20 亿,到本世纪人口已爆炸式地增长至 70 亿人,预计到 2100 年世界人口将突破 100 亿人。而这个数字,被许多科学家认为是地球的最大承载负荷。世界人口 1800-2100 回首与展望 图源:Our World in Data 二是都会化希望加速。在工业革命后的 200 年间,由于人类的生产力水平显著提高,快速的工业化与城镇化历程导致人类对地球资源与能源的消耗进一步提升,改变自然情况的速度和规模也迅速增加,人类运动对气候的影响日益广泛和严峻。

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占全球未被冰川笼罩的陆地面积不到 3% 的都会区域,集中了全球凌驾 50% 的人口,百万甚至千万人口以上的大都会不停增加,都会修建物的兴建、门路的铺设使得大量的地表成为不透水下垫面,其粗拙度、反射率、辐射性能和水热收支状况发生庞大的变化。都会作为人类社会、经济运动最焦点的地域,全球 75% 的能源消耗发生在都会,60-70% 的温室气体排放及 90% 以上的大气污染物均来自都会的人类运动。因此,都会是应对全球气候变化与能源系统转型的焦点。

麋集的都会人口 图源:National Geographic 能源、资源、人口、全球变暖…… 面临这些关乎人类生死生死的问题,人们也希望 “未雨绸缪”。政府间的团结行动至关重要,《巴黎协定》的签署就是一个全球性的答应。2015 年 12 月 12 日,196 个缔约方在巴黎召开的第二十一届团结国气候变化大会 (COP21) 上通过了《巴黎协定》,取代《京都议定书》,以期能配合遏阻全球暖化失控趋势。

这是继《团结国气候变化框架条约》与《京都议定书》后,人类历史上应对气候变化的第三个里程碑式的国际执法文本,也是有史以来首个具有普遍性和执法约束力的全球气候变化协定。《巴黎协定》共 29 条,当中包罗目的、减缓、适应、损失损害、资金、技术、能力建设、透明度、全球盘货等内容。其中,协议的第二条指出将通过以下内容增强《团结国气候变化框架条约》:◉ 把全球平均气温升幅控制在工业革命前水平以上低于 2℃之内,并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上 1.5℃之内,同时认识到这将大大淘汰气候变迁的风险和影响。◉ 提高适应气候变化倒霉影响的能力并以不威胁粮食生产的方式增强气候抗御力和温室气体低排放生长。

◉ 使资金流动切合温室气体低排放和气候适应型生长的路径。2020 年 2 月,所有《团结国气候变化框架条约》的缔约方都签订了巴黎协定,它的签订组成了 2020 年后的全球气候治理格式,也真正意义上体现了 “人类气候运气配合体”。虽然《巴黎协定》所有缔约国均答应将全球升温控制在 1.5-2℃以内,可是全球要如何实现上述控温目的,以及如果无法实现会有怎样的结果?这些重要问题都有待解答。

2018 年 10 月 8 日,团结国政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 在韩国仁川公布《全球升温 1.5ºC 特别陈诉》,陈诉分析了如何实现全球升温控制在 1. 5℃以内的目的以及升温将带来的影响,其中的关键结论包罗:◉ 从工业化前时期到现在,人类运动发生的碳排放造成的升温将连续数百年至数千年,并将继续造成气候系统进一步的恒久变化,如海平面上升。观察的全球温度变化和对程式化人为排放及强迫路径的模拟响应。

观察的全球月均外貌温度(GMST)(至 2017 年的灰线,来自 HadCRUT4、GISTEMP、Cowtan–Way 和 NOAA 数据集)变化和估算的人为全球升温(至 2017 年的橙色实线,橙色阴影表现评估的可能区间)。橙色虚线箭头和横向橙色误差条划分表现中间估值以及如果继续现在的升温速率,到达 1.5°C 的时间可能区间。

◉ 全球升温 1.5℃对人类和自然会带来比现在更严重的气候风险,但低于升温 2℃。这些风险取决于于升温的幅度和速度、地理位置、生长水平以及懦弱性,也取决于适应和减缓方案的选择和实施情况。◉ 在全球升温限制在 1.5 ℃的模式路径中,到 2030 年人为的 CO2 净排放量相比 2010 年水平上淘汰约 45%(年均 250-300 亿吨 CO2 当量),到本世纪中叶到达净零排放。

◉ 在全球升温限制在 1.5℃的路径中,需要在能源、土地、都会和基础设施(包罗交通和修建)和工业系统方面举行快速而深远的转型。因此,人类在低碳技术和能效领域的投资必须显著提升。其中,全球的能源系统将在 2050 年使用 70-80% 可再生能源发电,同时二氧化碳捕捉和封存(CCS)技术在化石燃料发电历程的应用将越发广泛。◉ 气候变化的影响和对策与可连续生长密切相关,而可连续生长可平衡社会福祉、经济繁荣和情况掩护。

控制全球升温 1.5℃的目的与实现团结国可连续生长目的 (SDGs) 有很强的协同作用,特别是对可连续生长目的 3(康健)、7(清洁能源)、11(都会和社区)、12(卖力任的消费和生产)和 14(海洋)。而减缓方案若对可连续生长目的存在负面影响,各国则应举行权衡取舍,挑选适用于其国家配景的适应性方案实现 1.5℃控温目的。

气候变化减缓方案的部门组合与可连续生长目的(SDG)之间的潜在协同作用和权衡取舍。◉ 国家、都会、私营部门和小我私家等所有各方都必须连忙增强行动。如果全社会不举行厘革、不迅速接纳雄心勃勃的减排行动,那么在实现可连续生长目的的同时,将升温控制在1.5°C以内的目的将难以实现。

04 USGBC 的绿色都会行动应对气候变化的挑战,全球规模各个国家与地方政府、私营企业、研究机构及非盈利组织等都在努力地响应,探索合理、有效的减排路径与节能计谋,从而实现全球 1.5℃的控温目的。USGBC 在行动。2016 年底,USGBC 推出 LEED 都会与社区认证体系,致力于从都会能源、水、交通、废弃物、经济与社会等多个维度的顶层计划设计,并强调基于数据评估支持治理者的决议制定,勉励都会与社区多方利益相关者的到场,从而推动全球都会的可连续生长,提升住民生活品质。

“能源与温室气体排放” 板块是该认证体系所评估的焦点内容之一,占总得分 1/3 的权重。以下是这个板块涵盖的部门条款要求:◉ 为所有住民提供稳定、可靠的电网系统◉ 凭据国际认可的温室气体核算协议,如 2019 IPCC Guidelines, BEI (Covenant of Mayors), GPC (WRI), IEAP (ICLEI), PAS 2070 (UNEP and World Bank),体例都会温室气体排放清单◉ 提升都会公共区域能效水平,如照明、水泵以及漫衍式能源系统◉ 勉励可再生能源的使用,包罗园地内和园地外可再生能源、可再生能源证书 (RECs) 的购置以及碳生意业务等形式◉ 勉励低碳经济的生长模式◉ 提倡智能电网系统,通太过时电价、需求侧响应等方式实现电网协调,提升供电效率和使用率停止到 2020 年 6 月,全球规模共有 180 多个都会与社区到场该认证体系,凌驾 110 个都会与社区获得正式认证。这些都会与社区都划分体例了温室气体排放清单,并制定了相应的减排目的和应对气候变化的计谋。


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