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氣候變化已是不爭的事實。問題是我們能否遏止氣候變化,？西門子開展的一項研究勾勒出通往《巴黎協(xié)定》目標的道路藍圖,。

本世紀，人們的生活將發(fā)生怎樣的轉變,？自動駕駛汽車能否駛上街頭,？癌癥會不會被攻克？能不能在火星上建立殖民地,？沒有人知道答案,。然而，就地球未來的氣溫而言,，我們有一個明確的目標：2015年簽訂的《巴黎氣候協(xié)定》要求社會（美國除外）必須將升溫幅度限制在2攝氏度以內(nèi)（以本世紀工業(yè)革命前的氣溫水平為基礎）,。我們還知道怎樣才能實現(xiàn)這一目標：將溫室氣體，特別是二氧化碳（CO2）的排放量降至“零”,。

但要實現(xiàn)這一目標,，需要采取一整套脫碳措施。由于《巴黎協(xié)定》并未規(guī)定相應的舉措,，因此,，各國政府及科研機構一直在研究和討論，需要采取哪些措施才能實現(xiàn)這個氣候目標,。依托其環(huán)保業(yè)務組合,，西門子一直在幫助電能供應及需求兩方面的客戶降低碳足跡。2017年底,，西門子發(fā)布一份意見書,，在廣泛深入的計算機模擬的基礎上，以德國《2050年氣候行動計劃》為例,，介紹了一系列有助于邁向碳中和的經(jīng)濟措施,。

位于英格蘭西北海域的West of Duddon Sands海上風電場。風電技術十分成熟,，然而,，要實現(xiàn)更強競爭力，還必須提高成本效益,。

高度靈活而又穩(wěn)定的電網(wǎng)

在供應方面,，發(fā)電主力仍然是礦物燃料，如煤炭,、天然氣和石油,，后果就是將大量溫室氣體排放到大氣中。據(jù)世界銀行稱，2014年礦物燃料發(fā)電占比為67%,，其余則為核電和可再生能源發(fā)電,。德國的情況比平均水平好一些。2017年,，礦物燃料發(fā)電占比不到50%,。德國政府的氣候計劃提出：到2050年，德國可再生能源發(fā)電占比將提高至80%,，其中風電的貢獻大,。但要實現(xiàn)這一目標，必須有明確的計劃,。

當然,，可再生能源發(fā)電并網(wǎng)殊非易事，因為風電和太陽能發(fā)電都具有顯著的波動性,。因此,，同其他國家一樣，德國也需要一個高度靈活而又穩(wěn)定的電網(wǎng),。它必須借助智能電能管理系統(tǒng)來滿足高峰需求,，并在電力供大于求時，按需利用其他解決方案,，如熱泵、蓄電技術或制氫系統(tǒng)等,，幫助穩(wěn)定電網(wǎng),。然而，這并不意味著可以直接關停常規(guī)電廠,。在可再生能源發(fā)電不能保證基本發(fā)電量的情況下,，必須依靠其他電廠來保證電網(wǎng)穩(wěn)定。不過,，配備如西門子提供的聯(lián)合循環(huán)和單循環(huán)燃氣輪機等設施的燃氣電廠,，可以取代燃煤電廠供應基本發(fā)電量，并可在日后隨可再生能源發(fā)電占比不斷提高,，用作備用系統(tǒng),。得益于此，德國將在2050年之前或更早時候,，退出煤電生產(chǎn),。簡而言之，必須像擴大可再生能源發(fā)電那樣,，以同樣堅定的決心來推進常規(guī)發(fā)電轉型,。

配備電力驅動系統(tǒng)的Extra 330LE飛機創(chuàng)下了多項世界紀錄。西門子的研究預計,，到2030年首架100座混合動力電動飛機將投入運營,。

關鍵概念：部門聯(lián)合

在需求方面,，所有經(jīng)濟領域必須更加緊密地結合在一起。其中的關鍵概念是,，通過電氣化和利用電能轉化合成燃料雙管齊下,，實現(xiàn)供熱、交通和工業(yè)等部門的“部門聯(lián)合”,。

譬如,，如今供熱的主要途徑仍然是燃燒礦物燃料。這種情況將會發(fā)生改變,。雖然集中供熱主要利用熱泵結合太陽能集熱系統(tǒng)實現(xiàn)電氣化,，但已出現(xiàn)朝著借助生物質、“電阻加熱器”和熱泵等混合系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)和區(qū)域集中供熱的電氣化轉型趨勢,。如果這一趨勢延續(xù)下去,，這些技術可以取代天然氣，致力于實現(xiàn)終的二氧化碳減排目標,。顯而易見,，在采取這些措施的同時，還應改善樓宇保溫隔熱措施,，以及部署樓宇自控系統(tǒng),。

交通領域在很大程度上已經(jīng)實現(xiàn)電氣化，這主要是在公共交通領域：鐵路,、地鐵,、火車，甚至越來越多的公共汽車,。但汽車,，特別是私家車，也需要轉型——考慮到2017年僅德國的汽車保有量就高達4500萬輛,，而在范圍內(nèi),，截至2015年的數(shù)據(jù)為近9.5億輛，這可不是個輕松的任務,。西門子意見書指出,，2030年之后，采用電能轉化合成燃料的電動汽車將開始占到較大比例,。

如果碳排放在所難免……

另一方面,，理想情況下，貨運應當從公路轉移到鐵路,，如德國“Agora交通轉型”（Agora Verkehrswende）倡議的專家所呼吁的,，但迄今為止這一趨勢尚未成型。不過，卡車也可以采用混合動力解決方案,，如電池和采用氫燃料和電能轉化合成燃料的發(fā)動機,。不僅如此，西門子的電氣化高速路電車高架線系統(tǒng),，也很可能帶來極大的靈活性,。除公路運輸之外，空運和海運脫碳亦至關重要,。譬如,，飛機應當越來越多地使用混合動力電動推進系統(tǒng)和合成燃料；西門子的研究預計,，到2030年,，首架100座混合動力電動飛機將投入運營。

在工業(yè)部門,，脫碳不僅涉及供熱,，還牽涉到生產(chǎn)新產(chǎn)品，如化工行業(yè)生產(chǎn)化肥,、塑料或清潔劑,，這些生產(chǎn)活動仍主要采用礦物燃料。如果不能*杜絕排放二氧化碳,，比如水泥生產(chǎn)就是這種情況,，那么，應當借助碳捕集和封存（CCS）技術,，將二氧化碳分離出來并加以封存,。CCS可以幫助實現(xiàn)90%以上的二氧化碳減排率。

杜塞爾多夫市Lausward電廠的Fortuna聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置配備了西門子燃氣輪機,，它是世界紀錄的保持者。

這樣看來,，在經(jīng)濟的各個領域推進電氣化轉型應是大幅降低溫室氣體排放量的途徑,。但是，如果不在減排的同時提高能效,，《巴黎協(xié)定》的宏偉目標將無法實現(xiàn),。高能效電力驅動系統(tǒng)、熱泵,、樓宇自控系統(tǒng),、火車等等，以及發(fā)電本身,，都是如此,。譬如，在適用情況下，工業(yè)部門都應當使用熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）方式,。正如2017年5月《科學》雜志刊登的一篇文章所突出強調(diào)的,，到2030年，僅提高能效就可將溫室氣體排放量減少高達50%,。

現(xiàn)在,，這些創(chuàng)新技術能否創(chuàng)造一個氣候變化得到控制的美麗新世界？到2100年,，升溫幅度能否真的控制在2攝氏度以內(nèi),？盡管這些措施在技術上和經(jīng)濟上是切實可行的，但誰都不能打包票,。正如西門子建議書及其他研究所強調(diào)的,，這些舉措的實施離不開國家及社會的政治意愿。譬如,，德國政府必須構建適當?shù)恼慰蚣?，以便確保實現(xiàn)加速淘汰燃煤發(fā)電。為促進實現(xiàn)這一目標,，德國也需要扶持新的電力市場,，為可再生能源發(fā)電和低排放技術投資給予優(yōu)惠，或者引入二氧化碳排放低限價,。