2015 年，196 个国家在巴黎举行的联合国气候变化大会上达成协议，将全球变暖限制在平均比工业化前水平高 2ºC 以内，“努力”将升温幅度限制在 1.5ºC 以内。
这是 1992 年《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC) 缔约方会议的第 21 届年议 (COP21)，也是 1997 年《京都议定书》缔约方会议 (CMP) 的第 11 届会议。一旦有 55 个或更多国家加入，各缔约国的排放量至少占全球温室气体排放量的 55%，这项历史性协议即可生效，2016 年 11 月 4 日该目标达成。截至 2016 年 4 月 22 日（“地球日”），已有 174 个国家在纽约签署了该协议，并开始在自己的法律体系内采纳该协议（通过认可、接受、批准或加入的方式）。
为实现这一目标，气候科学家一致认为，大气中的二氧化碳浓度不能再上升了——本世纪下半叶（2030 年至 2050 年）要实现人为温室气体净零排放。目前的建模表明，如果届时碳排放停止增长，全球变暖幅度可能会控制在 2ºC 以内。
国际能源署 (IEA) 随后发布了一份详细计划[1]，全球若遵照该计划，则有望实现这一目标。计划列出了 400 多个里程碑，从家庭隔热设备到碳捕获，其中最重要的或许是发电和配电。
发电方面必须进行根本性转变，而且要迅速，才能实现这些里程碑。目前，能耗是人为温室气体 (GHG) 排放的最大源头，占全球温室气体排放量的 76%[2]。能源领域包括交通运输、电力和热能、房屋及建物、制造和建筑、逃逸排放和其他燃料燃烧。在能源领域，热能和发电约占温室气体排放总量的 32%。
根据国际能源署的计划，到 2030 年，有增无减的燃煤电厂在第一世界国家将逐步被淘汰。同样到 2030 年，将有超过 1 太瓦的太阳能和风能发电产能投入使用，可再生能源发电产能将持续大幅扩张。到 2035 年，发达国家的发电必须实现净零排放，并停止销售内燃机。到 2050 年，太阳能发电将占全球电力的 70%，我可以很自豪地说，可再生能源领导者，像我们的旗舰可再生能源企业 FRV（隶属安利捷能源公司旗下）已经为实现这一目标指明了道路。
该路线图雄心勃勃，但至关重要的是，它并非靠奇迹般的新技术突破来拯救我们。如今，世界各地已经在不同程度地使用实现这些目标所需的能源技术！报告敦促各国政府增加电池存储系统、风能、太阳能和波浪发电以及安全核能等领域的研究支出，但并未提及人类未曾尝试的全新技术类型。
不过，有一点很明确：每个过程都应该电气化。发电产能必须进行转变，以碳中和的方式生产更多的能源；想在需要的时候随时随地源源不断地输送电力，电网本身必须经历深刻的变革。
目前的可喜进展……
我们在减少排放方面已取得长足进步，目前此项工作正进入新的阶段，各方需要深思熟虑并一致行动。例如，自 1990 年以来，英国的排放量减少了 44%，经济同期增长了 75%[3]。但是，如果家庭、运输和工业技术没有根本性变革，我们就没有改进的空间。
目前，改进主要通过提高效率来实现，而不是彻底改变。化石燃料仍被广泛用于供暖、交通运输、发电和重工业。改用电动汽车和电力供暖而不改变发电方式，将会增加相同的燃料产量，还可能给电网带来更大压力。
如果我们不进行发电改革，洁净技术可能就要靠有污染的能源来维持。
建筑物使用的能源占全球碳排放量的 27%。目前，美国普通家庭一半以上的排放不是来自电力，而是来自中央供暖和热水供应用的天然气。将全球的锅炉和散热器改为地面和空气源热泵等电力系统，为提高效率提供了很好的机会，更重要的是，这是生活用电实现碳中和的唯一途径。
电锅炉比天然气更节能，但只是将碳排放量归咎于化石燃料发电站并不能实现净零排放。
储能解决方案
国际能源署的路线图将风能、太阳能和核能列为低碳能源的主要来源。挪威等国家/地区还大量利用水电和冰岛地热能，但并不是每个国家/地区都拥有利于水力发电的山区地形或地下热能。
尽管人们用风能和太阳能生产了大量的电力，其中 2021 年欧盟 19% 的能源就来源于此，[4]但它们本质上是间歇性的。为应对这种缓慢但更稳定和更清洁的发电模式，必须储存电力。从技术上讲，电力的长期储存还有一段路要走，但我们有大量的本地电池，包括静态装置和汽车中的电池。
例如，在夜间大风期间，风力涡轮机生产廉价的可再生能源，此时电力需求少，发电量却很大，家庭或小社区可以将电力储存起来，在需要时使用。
电动汽车大部分时间都是闲置的，这种移动储能形式随时可用。将电动汽车接入电网不会产生任何新的电力，但汽车电池却可以储能，在用电高峰时段释放所储存的能量，从而尽可能减少安装额外发电产能的需要。汽车本身作为一种交通工具，会不断磨损，但电池可保持大部分原始容量，可以将它们回收用于家用装置。
汽车不再是老式电网的负担，而是现代基础设施的资产。英国商业、能源和工业战略部资助的一项试验表明，一辆电动汽车可以为 100 个家庭供电 1 小时[5]。研究表明，灵活的电价、电动汽车的采用和智能电网管理可以让峰值用电需求减少近四分之一[6]。
家用电池将进一步帮助解决问题。
大型社区电池可以提供更大规模的解决方案。其中大多数采用锂离子电池阵列的形式，例如 FRV-X 和英国 Harmony Energy 正在开发的三个公用事业规模的电池储能项目，或者用太阳能泵将水体泵送到较高位置，然后在需要电力时释放能量。
沙子电池有望很快成为储能方案中的一个选项[7]，巨大的过热绝缘沙子料斗可以让热量维持几个月，此外，还有氢气储存等新兴技术[8]。
掌控能源
即使在北欧等日照不充足的国家/地区，家庭太阳能电池板和电池装置的投资回收期（产生的电力足以抵消购买价格所需的时间）估计在 10 到 15 年之间，而太阳能电池板可保证使用 25 到 30 年[9]。在西班牙、澳大利亚或中东和非洲等阳光充足的国家/地区，回收期要短很多。由于能源零售价格较高，回收期进一步缩短。
装有普通尺寸太阳能电池板和家用电池的家庭将电网的压力降低了三分之一。公寓楼和小型社区的大型装置则更具成本效益、更高效。
携手合作
社区利用当地可获得的电力来源和减少电费的计划并不是什么新鲜事。1900 年[10]之前，德国德累斯顿和汉堡的区域供暖厂已投入使用，巨大的燃油锅炉直接通过隔热管向家庭和公共建筑供热，成本远低于单个系统。
我们来看最近的一个例子，2022 年 3 月，微软及其合作伙伴 Fortum 宣布，斯德哥尔摩附近的数据中心已实现零碳电力供电，该中心排放的热量将用来为附近的住宅和学校供暖[11]。
英国特许建筑服务工程师协会估计，英国 14% 的供暖和热水可利用工业废热提供，[12]这会大大降低发电量需求。
社区资助的太阳能和风能设施也已经为规划审批有赖于碳中和的开发项目提供动力。私人有线网络的使用、在大型国家电网中独立运行的小型微型电网确保了当地生产的电力惠及当地家庭，而且大型电网也更容易管理。
电动运输
电动汽车 (EV) 是停止燃烧燃料和实现碳中和总体计划的一个重要组成部分。挪威的电动汽车充电基础设施处于世界领先地位。在这个拥有 500 多万人口的国家，快速充电器就有 4,600 个[13]。人口数量相当的苏格兰只有不到 700 [14]个快速充电器。因此，挪威 73% 的新车采用纯电池供电[15]，加上挪威几乎零碳的电网，真正实现了低碳交通。
英国的 Gridserve 等充电公司已经将大型太阳能发电场纳入其电动汽车充电中心的计划，因为他们知道，他们需要的电力超出了当前电网的产能。其最大的太阳能园区每年发电近 10 千兆瓦时，这些电力直接输送到电池发电厂，对其快速充电器的电力供应进行调节。
净零行动
如今，灾难性气候变化造成的破坏被视为是严重的商业问题，部分体现在人们越来越关注企业绩效中的环境、社会和治理因素。新冠疫情造成全球供应链动荡，导致微芯片、氨肥和汽油短缺，[16]彻底推翻了商业不受其他地区的挑战影响的假设。现在，各行各业大大小小的企业都认识到，他们在脱碳方面发挥着至关重要的作用。
商业应用（商店、办公室、酒店和商业物流）占到总电力需求的 20%，在家庭环境中取得成功的技术很多都可以用于减少商业应用领域的排放。商业建筑的屋顶空间通常很大且未加以利用，为太阳能提供了巨大的潜力，特别是仓储或停车场等低能耗领域。
随着电动汽车越来越受欢迎，商业充电中心对电网的需求将增加，需要智能解决方案来调节电网的压力。由于充电主要在夜间进行，此时并非家庭用电的高峰期，但也没有阳光，当地储能解决方案就需要承受压力，从集中式风力和太阳能发电场或现场屋顶装置进行涓流充电，员工外出时再给电池充电。
这种模式不仅减少了大量的碳排放，还节省了大量的运营成本。麦肯锡估计，电动汽车在整个生命周期内仅使用电网供电，可节省 15%-25% 的成本[17]。如果企业自己发电，再给他们的电动汽车充电，将节省更多成本。
更智能的电网
智能电表让消费者知道了自身能源习惯的成本，但它们有更大的潜力。智能电表与智能电价关联，是电网脱碳的关键，也可以为消费者节省开支，并在可再生能源发电达到峰值时优化负荷。
绿色能源充足且价格低廉时，采用智能电价的家庭可以将能量输送到热水箱、静态电池和电动汽车等储能设备中，有时甚至用来支付消费者的储能费用并帮助平衡电网，然后在用电高峰时靠所储存的能源供电。这减少了对费用高昂、有污染但反应迅速的发电设备（例如燃气涡轮机）的需求，可在需求量上升时投入使用。
电表和充电器全面互连，甚至可以平衡整个社区的负载，确保每个人可以在需要时充电，但是按顺序供电，而不是一次性供电，大大降低了整晚的住宅电网负载。这有助于消除“计时器峰值”，即当传统电价进入非高峰充电期时，单个定时充电器同时启动。
节省开支，独立生活，助力改善气候
在新兴的绿色技术领域中，故事会重演：初始支出可能较高，但有了微型发电和本地储能，运营成本和需求峰值会随之降低。
如果放任气候变化继续下去，就会给地球带来可怕的后果，纵然不会发生一些人预测的世界末日般的灾难。我们更期待清洁、实惠、安静的可再生能源和电力运输世界。
它们除了具有经济优势外，还可以减少集中发电需求，减少污染，加强能源安全。能源是全球各个国家/地区的必需品。我们自身的能源产能越大，地缘政治不稳定给我们造成的风险就越小。
现在行动为时不晚
气候变化和《巴黎协定》设想的 2ºC 限幅不再是人类未来要面临的威胁，而是全球大部分地区的日常现实，未来三十年很可能会造成更大的破坏。
作物歉收、极端天气、洪水、干旱、被迫迁移、粮食和水资源短缺，这一切皆有可能发生，糟糕的话会导致饥荒，最好的情况也会造成通货膨胀。
很少有科学家愿意模拟温度升幅超过 2ºC 的气候会是什么样。幸运的是，我们还没有到这个地步。
但是，不果断采取行动的话，通过下面的《联合国气候变化框架公约》图表，可以一瞥可怕的景象。
到 2050 年实现净零排放的路线图充满了雄心壮志，但我真的相信，大家只要抱有这样的政治意愿、开展全球合作，它就定能实现。供暖、工业过程和交通运输转向电力替代品及电网本身的脱碳都是可以实现的。
这不仅仅是指发电站。家庭太阳能装置、商业和家庭储能、工作场所发电、社区供暖、废热回收、智能电网平衡、车辆到电网供电、智能锅炉和高效电价等，这一切对于到 2050 年实现零碳未来发挥着至关重要的作用。
未来必须是，也可以是洁净、安全、无污染的，在经济上可行的。只要各方携手合作、采取行动，这就可以实现。
[1] https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050
[2] https://www.wri.org/insights/4-charts-explain-greenhouse-gas-emissions-countries-and-sectors
[3] https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/1033990/net-zero-strategy-beis.pdf
[4] https://ember-climate.org/insights/research/european-electricity-review-2022/
[5]《星期日泰晤士报》，2022 年 8 月 21 日。
[6] https://www.nationalgrideso.com/news/domestic-flexibility-could-reduce-peak-electricity-demand-23-new-study-shows
[7] https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520
[8] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319919310195
[9] https://www.nrk.no/norge/interessen-for-solenergi-oker-_-sa-lang-tid-tar-det-for-det-blir-lonnsomt-1.15660232
[10] https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/district-heating-plant
[11] https://www.fortum.com/media/2022/03/fortum-and-microsoft-announce-worlds-largest-collaboration-heat-homes-services-and-businesses-sustainable-waste-heat-new-data-centre-region
[12] https://www.cibsejournal.com/technical/wasted-opportunity-using-uk-waste-heat-in-district-heating/
[13] https://elbil.no/english/norwegian-ev-policy/
[14] https://www.gov.uk/government/statistics/electric-vehicle-charging-device-statistics-october-2021/electric-vehicle-charging-device-statistics-october-2021
[15] https://ofv.no/bilsalget/bilsalget-i-mai-2022
[16] https://www.imperial.ac.uk/stories/global-supply-chain-crisis/
[17] https://www.mckinsey.com/business-functions/sustainability/our-insights/charging-electric-vehicle-fleets-how-to-seize-the-emerging-opportunity
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