比尔盖茨的新书把“碳中和”说透了

来源：TL海外研究（ID：investment_note）

比尔盖茨新书《How to Avoid a Climate Disaster The Solutions We Have and the Breakthroughs We Need》

以下是摘录的一些笔记：

一、为什么碳中和

温室气体阻止地球热量排出，导致地球表面温度升高。越多的温室气体，温度就升的越高。

现在排出二氧化碳中的20%在1万年以后仍然存在。

温室气体包括：最常见的二氧化碳，一氧化二氮，甲烷等等，甲烷是天然气的主要成分，比二氧化碳的温室效应强烈28倍，但存在时间要短。

世界每年排放510亿吨准二氧化碳（包括370亿吨的二氧化碳和其他），温室效应会带来更多非常热的天气，导致恶劣的风暴、土壤干燥、人的饮水量增大、更多更具摧毁性的野火、海平面升高（除了极地冰块融化，还有水的热胀冷缩），农作物动物海产品减产，人体温升高引发心脏病。

升高2度意味着动物减少8%，植物减少16%，昆虫减少18%，珊瑚礁消失。

温度上升带来的破坏性不是线性的，而是加速的。

二、温室气体的结构

全球排放出的510亿吨准二氧化碳中，工业（水泥、钢铁、塑料等）占31%，电力占27%，农业占19%，交通占16%，温度调节（空调等）占7%

1.电力

如果完全依靠储能，东京三天的电力需要1400万颗电池，这是全世界10年的产量，目前依赖大规模储能是非常难和昂贵的。

如果将其他碳排放严重的如产钢，开车等活动完全电化，那么2050年世界的电力供应需要翻倍甚至是现在的三倍（不考虑人口增长的话）。

光伏风电的间断性是麻烦，需要配合储能（但成本太高），以及其他能源。

同样的发电量，光伏占地面积是火电的5-50倍，风电占地面积是光伏的10倍。

核电：未来必不可缺，核电站比化石燃料杀死的人要少得多。

核聚变：一直都离实现存在距离。

海风：离大城市近，行业很景气，2019年只占总发电量的0.4%。

地热：能量密度很低，只会是配角。

2.储能

电池：目前所有材料都被研究过，锂是最适合的电池材料，锂电池技术提升难度很大。

蓄水储能：受限于地理因素效率低。

热储能：在电价便宜将电转换为热，再由热转换为电，转换率大概50-60%，目前最适合的材料是熔盐。

氢：燃料电池，氢气和氧气的化学反应，只需要水就可以提取，可以用间断性的光伏和风能制氢，压缩制作成燃料电池。问题是现在无碳排放制氢很昂贵，因为先需要用电制氢，然后再用氢发电，有损耗，另外氢分子小，也会从容器中跑出去。

3.碳捕捉

一种是在工厂电厂中安装（点捕捉），这种已经存在了很长时间，但是购买和运营都很昂贵，可以捕捉90%都碳排放，但是业主没有好处，所以在用的很少，应该出台政策激励使用需求。

还有一种是直接从空气中（捕捉碳dac）。但是这个技术挑战更大，因为在空气中准二氧化碳含量低，工厂排放中10%是准二氧化碳，空气中含量是1/2500

4.节约用电：需要电力系统智能化

如果氢燃料有突破，那么就不用太过担心电池问题。

三、工业

绿色溢价下降的方法：（绿色溢价：用无碳替代品价格减去现有产品价格）

1.公共政策制造对清洁产品的需求。

2.在生产过程中降低碳排放：

2.1水泥：（水泥是最难的，水泥生产现在无法绕开碳排放），石灰石加热就会产生氧化钙和二氧化碳，一个办法是利用准二氧化碳循环，把二氧化碳加入到水泥中，目前只能减少10%，未来最终可以减掉33%。未来我们还是要依赖点捕捉

2.2电气化：在生产过程中用清洁电力替代煤炭，但运营在其他产品生产中，需要许多创新

2.3再生材料，循环利用，只能够起到帮助作用，无法解决问题，用料更有效率

四、农业

畜牧是农业里碳排放占比最高的，种植业主要是排放甲烷，是二氧化碳的温室效应的28倍，一氧化二氮是二氧化碳的265倍，甲烷和一氧化二氮占农业碳排放超过80%，随着人口增加，经济富裕，排放量会增加。

生物燃料会占用粮食土地，人口增长，为应对粮食需求，森林砍伐会加剧，恶化温室效应。

19万头牛现在（包括羊，鹿，骆驼）打嗝和放屁排放的甲烷等同于20万吨的二氧化碳，占总量的4%。

排泄物，主要包括一氧化二氮，还有甲烷等，有一半排泄物来自于猪，其他来自于牛，这个占比仅次于打嗝放屁。

解决方案：

在饲料中加入药品，减少甲烷排放，但是需要每天喂，这对养殖户有挑战；

人造肉；

节约粮食，每年被浪费的食物腐烂后所产生的甲烷相当于33亿吨准二氧化碳排放。

最重要的是改变人的习惯。

化肥：

化肥中有一半以上的氮是过量，被农作物吸收不了的，多余的进入土地和水，造成污染，或者变成一氧化二氮进入空气，一氧化二氮的温室效应是二氧化碳的265倍。

2010年化肥的准二氧化碳排放的13亿吨，到2050年很可能会到17亿吨。现在没有很好的解决方法，可以在电化生产化肥的过程，但是会导致大幅抬高化肥价格（在美国这样做成本会上升20%）。

上述占了农业碳排放的70%，另外30%是因为森林砍伐。

当森林燃烧，他们会释放出二氧化碳，将树木从土地中拔出，土壤里的二氧化碳会排出。

解决方案：卫星监控，但这个不是技术问题，而是zz和经济问题。

森林的碳捕捉功能，目前是被高估了。

1.一棵树40年可以吸收4吨二氧化碳‘（不考虑到这棵树被烧毁，会将储藏的二氧化碳释放回去）

2.在哪里种这么多？

如果要吸收美国的二氧化碳排放，需要对应种2500万平方英里的树，这相当于地球陆地的一半面积（并且还需要保证他们永远在那）。

所以没有办法通过种树来解决燃烧化石燃料导致的碳排放。

五、交通

占比16%。

乘用车占50%，由于乘用车有超过13年的使用周期，美国要在2050年全部都是电动车，现在开始每年汽车销量的100%都得是电动车，但是目前少于2%

其他类型的燃料：

乙醇，问题是：生产乙醇可能不是低排放的，农民可能被迫砍伐树木去种更多的玉米，种更多玉米也意味着更多的化肥

第二代生物燃料，可能用不作为食物的植物来生产，但目前还很早期

也可以用氢和空气中的碳，制成碳氢化合物燃料，但是非常贵（尤其是无碳排放的制氢过程）。

船只，经济上，很难被其他能源替代，研究核动力货船。

其他解决方案：生产车辆，多用些低碳材料；用油更高效。

对乘用车，绿色溢价最终会到0。

如果路上都是电动车，那么我们需要很多清洁能源，需要非常努力去研究先进并且便宜的生物燃料和清洁能源生产燃料。

六、取暖和制冷

1.耗电；

2. 制冷剂氟化气体是非常强劲的温室气体。

整本书读完对碳排放的认识会相当全面，且这本书是2021年刚出版的，数据都很新。

最后额外补充一些目前全球政策的情况。

目前提出碳中和的国家有126个，占总碳排放量的51%。绝大多是政策宣示，尚未完成立法。

上述国家产业政策主要有，

1.发展清洁能源，降低煤电依赖

2.发展新能源交通工具

3.发展碳捕捉和碳储存，减少工业碳排放

4.植树造林

5.绿色建筑

值得注意的是外汇储备管理机构的调查问卷显示，50%已经将esg纳入储备管理，41%表示已经投资了绿色债券。

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