5月20日-23日,“一帶一路”國際科學組織聯盟發起、廣東省人民政府主辦的2023大灣區科學
論壇在廣州舉行。在21日的主論壇上,對獲得2007年諾貝爾和平獎的IPCC報告做出貢獻者、美國加州大學伯克利分校教授丹尼爾·科曼(Daniel M. Kammen)表示,如果要解決氣候變化帶來的挑戰和
難題,那么就必須要由最好的經濟學家、科學家和哲學家,讓各個國家的學者都能進行密切合作。“如果我們不合作,如果我們沒有資深研究員為年輕人開路,那么就不可能取得現在的成效。”他強調。
丹尼爾·科曼表認為,人類需要一場新的工業革命,以更好地做好平衡,優化調整能源結構,讓窮國、富國都可以實現
碳中和目標。例如,可以建設更多的可再生能源電站,更好地利用清潔能源,利用更好的材料,便能看到更多機會。“我們希望大灣區的產業、歐洲和美國同行都可以合作起來解決這些
問題。”丹尼爾·科曼表示。
以下為發言實錄:
我們今天有三位物理學家,我是第三位物理學家,我非常喜歡自己物理學的背景,我們可以利用自己的訓練來更新自己的領域,我無論是氣候變化,還是生物,我特別感謝中國科學院,我們看到中國科學有很多的方法來解決現在面臨的挑戰。
我們現在面臨著很多問題,我想來談一談我們如何通過基礎研究、應用研究以及社會合作來應對氣候變化及帶來的挑戰。
如果要解決氣候變化,那就必須要由最好的經濟學家、科學家和哲學家,讓各個國家的學者都能進行密切合作,剛剛邁克爾·萊維特教授也說過如果我們不合作,如果我們沒有資深研究員為年輕人開路,那么就不可能取得現在的成效。
我們在伯克利實驗室里跟很多合作伙伴、很多機構都有合作,例如材料研究的實驗室、薄膜研究的實驗室、電網、金融機構、非盈利機構等等我們都有合作,不僅有來自發達國家的,還有來自少數族裔的以及女性的代表,大家都能參與到我們的合作中。
我們可以看到現在世界上各國的
政策在發生變化,比如中國提出了3060目標,像其他國家例如挪威、肯尼亞等等都提出了2030年碳中和的目標。以及美國加州都提出了相關政策,但這些都不夠,在本世紀中葉之前世界必須要實現零排放,現在因為燃燒和排放在大層當中、在海洋當中都產生了非常大的影響,我們需要一場新的工業革命,我們需要在幾十年間推動這樣一場工業革命,相信我們是可以實現這樣的目標。
這里有我們合作的一些企業,另外想向各位特別介紹我們合作的國家,我們希望能夠更好地做好平衡,調整能源結構,應對挑戰,讓窮國、富國都可以實現碳中和。這是我們做的模型,比如我們對需求、對能儲,對消耗等等都會進行建模,我們會有一個非常嚴格、一整套的實驗。
我們來看看現實的問題,例如如何去碳化,黑色的部分是碳的使用,虛線部分是能儲,我們可以看到不同國家的能耗不一樣,有些用核電,有些是用太陽能等等,每個國家的情況是不一樣的,所以在每個國家我們都會有不同的模型,會去看看他們具體的需求是什么。
現在從物理學的角度來看,從物理學角度來看,這個問題可能很難解決,如果只是從分子學的角度來說,可能是很難的解決。所以我們有壓縮曲線(如圖所示),我們可以看到能源的需求是有兩個波峰,一個是在早上時,一個是在晚上時,例如在晚上能量需求是比較大的,在白天可以看到需求反倒是降低的。如果說在屋頂上有更多太陽能電板,那就可以很好解決這個需求的問題,如果需求下降,只需要增加太陽能電板,那成本也會下降,這樣就可以更好地來取代化石燃料。
另外一個問題是晚上(的能源需求),在晚上我們需要能量,但我們必須要儲存好白天的太陽能發電,否則就必須要開新的發電機(來供能)。要解決這個問題,針對這個問題是需要根據性的解決方案。如果我們現在有更多的清潔能源,比如風能和太陽能,我們是可以來發展更多的電動汽車,比如中國在美國、在加州已經有很多的電動汽車,每輛電動汽車上都有電池,為了更好解決剛剛所說的曲線問題,我們可以用更多的儲能電池,比如在白天時去充電,到晚上的時候可以把這個電再輸出來,進行家用。比如寶馬、
深圳的比亞迪,他們可以針對來做出一些改變,例如我們可以對全球電動汽車的規則進行改變,可以對他們的太陽能電池進行調整,可以讓他們白天充電儲存在電池里面,晚上再輸出這個儲能來使用。
我們的根本想法是,這個學習曲線或摩爾定律,這是非常簡單的
電力規律,我們可以看到這兩條曲線,對于大規模生產的技術,成本是需要慢慢降低的,比如風力渦輪機、太陽能電板等等。所以這不僅是單純個經濟學問題,或者是個物理學的問題,可以看到風能、太陽能、太陽能電池都是一樣的情況,我們都進行了建模,可以看到現在建可再生能源電站成本是更低的,會比現在的化石燃料電廠的成本更低,綠色能源的經濟效益是需要比傳統產生污染的能源是更有優勢的。
我們發現如果我們建設更多可再生能源電站,那可以看到會有更多的機會,比如在中國有海上風電,海上的風電可以幫助制造綠氫。
我以前的一個學生在成都成立了一家企業,他們需要做的是用電車來取代燃油
出租車,一年時間他們做到了,這一年時間內成都的電車、出租車達到了2.1萬輛。但司機發現充電是個問題,需要等很長時間,因此有很多新企業來開發小程序告訴他們哪里有充電的空間,這樣就可以減少他們充電等待的時間,也能更好提高他們的收入,也能鼓勵當地更多使用電車。
這張圖是我們做了優化后的效果(見PPT),這背后是美國和中國在大數據方面的合作,比如廣州現在是電力、
公交車方面的領軍者,我們希望能夠利用信息技術,來更好的利用資源。
最后我想跟大家談一點不同的,我們現在在加州所做的一件事情,我們在巴黎、在約翰內斯堡,在阿姆斯丹都在做同樣的事情。在房屋上裝太陽能電板,但并不是為了給家庭提供電力,還能給充電樁、充電站提供電源,因此我們可以更好利用清潔能源的綜合效用。
最后一點,我們還需要和其他的新興國家進行合作,例如通過“一帶一路”的倡議,比如在老撾、印尼、泰國,我們可以在這些國家進行合作,讓他們可以跨越式的實現能源轉型。
其中一個非常重要的領域是,利用低成本的清潔能源,例如太陽能、風能、水能,我們可以利用這些資源來解決現在面臨的問題,我們現在在非洲有67%的公共醫療結構,他們用不上電,或者他們用電是不可靠的,25%根本是沒有電的,清華的同事跟我正在合作一個項目,我們在合作實現用太陽能給醫療機構提供電力,美國的對外援助署在跟英國在一起提供了30億美元,我們希望在非洲能建立10萬多個mini電網,能更好利用和部署清潔能源發電,我們希望能大規模的部署。
但我們在材料方面必須要有大的進步,我們知道有些原材料,比如鋰、鈷,但我怕需要有其他的原材料,有些企業比如特斯拉、寶馬等企業,他們現在都在開發新燃料電池,從而實現電池生產鏈的綠色,所以我們希望能夠實現清潔的產業鏈。
我們現在看到有很多的機會,我們可以更好的利用清潔能源,我們可以利用更好的材料,不僅讓富國、窮國,都能滿足他們的能源需求,我們希望大灣區的產業、電池產業、歐洲、美國同行都可以合作起來解決這些問題。
以上是我跟大家介紹的合作項目,非常感謝邀請我參會。
謝謝大家!