环境及气候
研究发现：碳捕捉成本高于可再生能源
研究表明，到2050年，大多数国家通过风能、太阳能、地热和水力发电满足所有能源需求，将降低能源需求和成本，改善空气质量，并减缓气候变化。这比实施碳捕捉技术更具成本效益。
根据《环境科学与技术》上的一项研究，到2050年，全球大多数国家如果完全依靠风能、太阳能、地热和水力发电，将能够减少能源需求和成本，改善空气质量，并帮助减缓气候变化。
研究作者指出，这些好处可以通过比实施从空气中去除二氧化碳(CO2)和从工业烟囱等固定排放源捕捉二氧化碳的技术更低的成本实现。
“如果你花1美元在碳捕捉上，而不是在风能、水能和太阳能上，你就增加了二氧化碳排放、空气污染、能源需求、能源成本、管道和总社会成本。”斯坦福大学可持续发展学院和工程学院的土木与环境工程教授Mark Jacobson说。
即使是零排放能源系统为碳捕捉技术提供动力，这一点也成立，Jacobson补充道。
“使用清洁可再生能源进行直接空气捕捉，而不是替代化石燃料的二氧化碳来源，这总是一种机会成本，就像用它进行人工智能或比特币挖矿一样。你阻止了可再生能源替代化石燃料来源，因为你增加了对这些可再生能源的需求。”他说。
Jacobson及其合著者比较了在未来25年内，149个国家在所有领域实施两种极端情况的年度能源成本、排放量、公共健康影响和社会成本。
一种极端情况是完全转向使用风能、太阳能、地热和水力发电来满足所有能源需求，同时在能源效率方面取得一些进展；通过改善公共交通、增加自行车出行和远程办公来减少能源需求；以及商业化氢燃料电池用于长途航空和航运。
在这种情况下，研究人员假设氢气将使用可再生能源的水和电力生产，而不是像今天大多数氢气那样使用化石燃料。
另一种极端情况是各国保持目前对化石燃料的依赖，同时增加一些可再生能源、核能和生物质能，并在能效方面取得与全可再生能源情况相同的改进。
在第二种极端情况下，所有149个国家还将添加设备从工业烟道中捕捉二氧化碳，并使用被称为合成直接空气碳捕捉的技术从环境空气中提取二氧化碳。
通过比较这两种“不切实际的极端情况”，作者写道，可以提炼出投资于碳捕捉和直接空气捕捉的气候、健康和社会成本，而这些资金本可以用于电气化和风能、水能和太阳能。两种情况都没有考虑增强碳汇(如湿地、森林、土壤和海洋)的潜在成本或效益。
Jacobson及其合著者发现，如果149个研究国家通过可再生能源和效率改进成功地在2050年前消除化石燃料和生物质燃烧，它们可以将其最终能源需求减少超过54%。
作者得出结论，年度能源成本将下降近60%。每年与能源相关的数百万种疾病和500万例死亡，无论是由于木材燃烧炉灶和煤油灯，还是由于燃气发电站，都可以避免。
“当你添加风力发电机来替代燃煤电厂时，你不仅消除了二氧化碳，还消除了燃煤的污染。”斯坦福大学环境研究所的高级研究员Jacobson说。
Jacobson表示，广泛的电气化通过提高电热泵和电动车的效率，降低了能源需求，而传统的空调和内燃机则不然。其他能源节约来自于消除提取、运输和精炼石油、天然气、煤炭和铀所需的能源。
“你可以有最有效的方法从空气中去除二氧化碳，但这并不改变燃烧的效率。你保持了这种低效的能源基础设施。”Jacobson说。
“用电力或可再生能源提供的热量来替代化石燃料来源，成本更低，效率更高。”
作者在研究中写道，促进可再生能源扩展以及碳捕捉和直接空气捕捉以应对化石燃料和生物质排放的气候政策“无法区分好坏解决方案”，任何促进碳捕捉和直接空气捕捉的政策“都应被放弃”。
他们补充说：“消除能源中的所有空气污染物和温室气体颗粒的唯一方法是消除燃烧。”
研究的合著者包括Danning Fu，生物医学数据科学硕士；Daniel Sambor，土木与环境工程系的博士后学者；以及Andreas Mühlbauer，大气/能源硕士，能源系统博士。Fu现为剑桥大学的博士生。
本文译自 techxplore，由 BALI 编辑发布。
