如果你对气候变化做过任何研究,你几乎肯定对它很熟悉林曲线。锯齿波向上的曲线跟踪必然在地球大气中二氧化碳的增加,和增加的速度正比于化石燃料的消耗,(大约一半的我们发出的是被海洋吸收,使他们更酸,或植物在陆地下沉)。

自从1958年在莫纳罗亚天文台开始测量以来,基林曲线一直在追踪碳排放将我们从我们人类所习惯的前工业时代的大气带向人类世的大气有多远。

现在,夏威夷——莫纳罗亚的家——已经经过了新的法律试图阻止其排放攀登,目标是到2045年使该州达到碳中和。

科学家和决策者继续了解更多关于气候变化的影响,并讨论如何最好地解决这一问题——适应、减缓,甚至地球工程。但每个人都同意,碳排放量需要大幅下降。由地球上几乎所有国家签署的《巴黎协定》指出到本世纪下半叶人类活动和温室气体排放之间需要保持平衡。换句话说,世界需要实现碳中和。

夏威夷也加入了这一行列:马尔代夫的目标是到2020年实现碳中和,哥斯达黎加:2021年,挪威在2030年比如,冰岛到2040年,瑞典到2045年,新西兰到2050年。在马尔代夫和夏威夷的例子中,你可以看到动机;海平面上升严重威胁着马尔代夫建筑人工岛屿为人口提供住房。夏威夷的立法援引了最近的一份报告这意味着190亿美元的损失由于海平面上升,如果不采取任何措施来减少全球排放。其他国家,比如英国,有法律该计划承诺到2050年将净碳排放量减少80%。

在我们可以支配的短短几十年里,这些目标似乎显得雄心勃勃。在英国,仍有一半的电力来自发电通过燃烧化石燃料;而在美国,这个比例是63%——电力生产只是其中一个部门。然而,当目标是气温上升1.5或2摄氏度到2100年要求每个人都做到碳中和,这是领先的富裕国家需要的雄心勃勃的行动。在全球范围内,人们已经开始担心这些承诺远远不够即使每个人都兑现他们目前的承诺,到本世纪末,世界仍然很有可能升温3到4度。

令人担忧的是,许多计划都缺乏细节。做出到2050年或2100年实现的承诺是很好的,作为一名政治家,你知道如果不实现,你将无法为之买单。

例如,夏威夷已经制定了相关立法100%到2045年可再生电力(作为额外的好处,阿洛哈州将不需要依赖昂贵的石油进口——它的电力已经是是所有州中最昂贵的而那一代的大部分人都来自石油)。可再生能源占电力的份额是已经达到了25%,是美国各州中最好的但随着可再生能源的增加,这一比例就越来越难提高。在冬季和夜间,太阳能发电总是较少,风力发电也是断断续续的。将夏威夷最后四分之一的电力转换为可再生能源将是一个更大的挑战。

夏威夷已经在尝试解决这个问题电池的公园。去年3月,一个52兆瓦时(MWh)的电池系统开始运行,一个100兆瓦时的电池场开始运行今年开始建设。

在不超过100%的可再生能源的情况下,夏威夷需要多少存储空间?学术研究表明,这一点没有那么明确对整个美国来说,范围可以是8到16周的用电量。夏威夷的使用734000兆瓦所以这将相当于113,000至226,000兆瓦时。换句话说,还有上千个这样的电池农场,它们已经是世界上最大的电池农场之一了。当然,能源市场在变化,技术在进步,智能电网可能会降低存储需求。

但是脱碳不仅仅是发电的问题;在美国,这一行业占了很大比重只有三分之一的碳排放量。许多分析人士认为,考虑到许多生物燃料(如美国的生物燃料)的缓慢采用和环境问题hardly-green玉米生物乙醇、交通及工业将必须电气化。家庭供暖需要用电。工业过程,如生产纺织品和水泥,占5%对全球排放的影响-需要以碳中和的方式进行。

虽然电动汽车比燃烧化石燃料的同类汽车效率高得多(甚至可以帮助解决能源储存问题,如果部署得当)所有这些都意味着越来越多的电力消耗和对更大容量的需求。一个碳中性的夏威夷仍然需要比现在更多的电力。

事实上,在实现碳中和所需要的大量技术中太阳能电池板的进步令人印象深刻而近年来可再生能源的普及是一个例外。航空业和航运业尤其落后。电动汽车已经上路了。电动飞机还只是原型机。对夏威夷来说,这个州51%的能源消耗来自交通运输,而其中大部分消耗来自航空燃料,如果你想实现碳中和,这是一个严重的问题。

作为一个岛国,夏威夷州依靠航空和航运:该州90%的食物都是进口的,所以在当地种植和食用也是绿色目标。事实上,如果你用一次能源而不是电来表示,25%的能源转化为10%的可再生能源(包括生物质能,2015年,环境影响评价)。即使是乐观主义者也预计,电动飞机将在20到30年后成为主流——大约在夏威夷被认为是完全碳中和的时候。

在夏威夷的市长最近承诺到2045年逐步淘汰地面运输中的碳排放在美国,该计划缺乏细节。这可能意味着禁止新销售的化石燃料汽车目前还不清楚夏威夷的市长们能否通过这项法案。一些国家已经宣布了类似的措施,但还没有一个国家立法。考虑到普通美国人拥有一辆汽车6.5年,这项禁令不需要购回或更换汽车,但必须到21世纪30年代才会生效,但目前尚无迹象。

显然,即使对夏威夷这样一个相对富裕的州来说,实现如此规模的脱碳也是极具挑战性的。也许是对这一点的微妙承认,一项附带的法案提到了创建一个碳抵消计划,并讨论了造林和土壤管理作为可能有帮助的技术减少二氧化碳从大气中。然而,如果夏威夷通过与其他国家进行碳排放交易来达到“碳中和”的地位,它将无法制定一个世界其他国家可以希望遵循的路线图。虽然土壤固碳和造林可以帮助减少碳排放,但它们不是灵丹妙药,需要进行全面核算。

负排放技术可能最终会比消除工业上最后几处二氧化碳的残留更可取或更便宜,但需要大量的投资。夏威夷没有碳捕获和储存设施,从全球来看,这方面的进展已经停滞。

最近的法案给了新成立的温室气体封存工作组一个截止日期,即2023年,该工作组要制定一个夏威夷可以用来实现碳中和的计划。就像其他做出了这些大胆而必要的承诺的国家一样,世界将拭目以待他们会拿出什么来。

“我们很小,”州环境质量办公室主任斯科特·格伦说,快速公司“与加州的排放量相比,我们只是一个舍入误差。但[其他人]说,如果夏威夷能做到,我们也能做到。如果太平洋中部的一座岛屿能让这一切发生,那我们也能做到。这就是我们试图做的。这就是我们在全国对话中所扮演的角色。”

对于那些想要实现这个梦想的人来说,艰苦的工作从这里开始。

图片来源:肖恩·迈尔斯摄影/Shutterstock.com

托马斯·霍尼戈德是牛津大学物理系的学生。当他不去探究宇宙的时候,他主持了一个名为“身体吸引力”的播客,解释物理学——每次一句搭讪的话。

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