为什么工业能源转型如此困难
到2050年将全球气温控制在比工业化前水平高出1.5华氏度以内的目标几乎肯定无法实现。减少二氧化碳和甲烷等温室气体所需的目标还没有得到世界各国政府的全力支持，在许多情况下，之前的政府承诺没有兑现，而在COP27会议上可能做出的所需的新承诺将更难实现。这么长时间都没有采取足够的行动，要想实现1.5摄氏度的目标，每一条前进的道路都需要从空气中去除几百兆吨二氧化碳的二氧化碳。去除空气中416ppm的二氧化碳的技术比一开始就减少二氧化碳排放要昂贵得多。
cop27世界气候大会将于今年11月召开，制定新方案的压力很大
随着越来越多的人意识到我们目前的情况有多严重，我们做出了气候承诺。
有些人可能会担心，我们已经经历了异常天气的一年，有创纪录的高温、火灾、干旱和洪水，到目前为止，我们的气候只比工业化前的水平上升了约1.2华氏度。科学家和工程师们指出，到2050年，我们已经在至少1.5华氏度的不可逆转结果中燃烧。从控制系统的角度来看，被操纵的变量移动得太慢，无法调节我们星球的温度。即使人类所有的二氧化碳排放在明天完全停止，作为一个步骤的改变，世界的空气和海洋温度将继续上升，因为大气中的二氧化碳要回到前工业时代的平衡值需要100年左右的时间常数。到2050年，全球变暖达到1.5或2.0度的预测是基于实现我们做出的承诺，并以某种方式找出消除空气中二氧化碳的方法。如果我们什么都不做，世界将走上一条导致大约6华氏度升温的道路。我们不应该只看去年的天气，而应该清楚地看到我们的前进方向，并采取有效的行动。我们现在走的路应该会吓到你。政府的承诺需要新的政策
这在技术上、经济上和政治上都是困难的。当政府承诺减排时，他们并没有充分的政策来实现这些目标。这使得人们很难理解这些新政策将如何影响各个行业。
今年8月，《自然》杂志发表的一份报告显示，汽车、发电厂和其他来源向大气中每增加一吨二氧化碳，社会将付出185美元的代价。农作物歉收、干旱、火灾、空气质量、极端天气和生态系统损失等造成的损失都增加了成本。
那么，为什么这种能源转变如此困难呢
你可能会认为，如果二氧化碳让我们的社会付出每吨185美元的代价，那么显而易见的答案就是对碳排放设定同等甚至更高的价格，以阻止人们使用它。碳定价被广泛认为是最简单、最公平和最有效的政策，但迄今为止，美国在联邦层面一直抵制这一政策。
早期气候研究人员的工作受到直接攻击，并试图制造怀疑，因为他们的工作暗示减少二氧化碳，这威胁到许多行业的商业利益。这延缓了人们对我们的处境的广泛认识。与此同时，有大量新的更好的研究已经完成，这些研究提供了更详细、更有用的分析和更准确的模型预测，以了解我们所处的困境。与此同时，新的研究和工业创新已经开发出了技术，最终可以让我们实现我们渴望的零排放可持续世界。问题是我们需要快速行动。在美国，我们确实有许多州制定了有效地为碳定价的政策，例如电力组合政策。随着新的通货膨胀复苏法案(IRA)，我们有了一项联邦政策，其中包括对气候保护的大量投资，包括对家庭的税收抵免以抵消能源成本，对清洁能源生产的投资，以及旨在减少碳排放的税收抵免。爱尔兰共和军是朝着正确方向迈出的温和一步。
什么是技术能量转换?
通往零排放和可持续世界的道路需要这些改变:
- 煤炭为工业革命提供了动力，但低成本的天然气使其失去了竞争力。在煤炭中加入CCUS技术只会降低它的竞争力，人们正在努力用风能和核能来改造发电厂。
- 用于建筑供暖的天然气和石油需要用低碳替代品取代，如新的寒冷天气热泵和地热系统。供热承包商已经发展到支持这些热泵的安装和服务。
- 化石动力运输必须电气化。氢可以在火车、飞机或卡车上发挥作用。这对锂、钴、镍、铜和石墨的全新采矿业产生了影响。对乘用车电动汽车的需求远远超出了预期，这是一个处于转型中的行业。
- 公用事业行业必须生产更多的电力，而且不能产生碳排放。这意味着可再生能源的大规模扩张，CCUS技术的广泛应用，最终可能是核能的复兴。网格交互客户是这种转变的一部分。风能和太阳能现在是成本最低的电力来源，甚至比没有CCUS的天然气还低，而且有很多解决可再生能源间歇性的方案。
- 钢铁、水泥和氨水生产过程产生的碳排放量约占全球的18%，必须做出改变。由于可以改造高炉使用氢气，用氢气生产钢铁已经开始。脱碳水泥需要CCUS，因为该过程本身会从相关反应中产生二氧化碳。使用绿色氢气制造氨只需要提供绿色氢气来取代天然气重整。
- 尽管化石燃料终将减少，但它们的生产对我们的经济仍然至关重要。油气行业正在努力解决一个难题，即通过减少甲烷排放、减少燃除、对目前需要燃料燃烧的许多工序进行电气化以及使用CCUS来减少生产、中游和炼油部门的Scope 1和Scope 2排放。
我们需要什么新政策?
6月底，最高法院发布了一项裁决，称环境保护署(Environmental Protection Agency)不能根据1970年的《清洁空气法》(Clean Air Act)对州一级的碳排放设定上限。事实上，这样的权威将引导各州放弃使用煤炭，转而使用其他碳排放较少的能源。这项政策在很大程度上被认为是一种挫折，但它激励了立法者制定新的法律，使环境保护署能够更好地发挥作用。
根据挪威能源分析师Rystadenergy的说法，政府如何做出转变是一个复杂的问题，美国最近的IRA法案是一种将开始在这个问题上取得进展的政策。下面的图表显示了IRA政策所带来的可再生能源投资的预期增量。
政府处理像甲烷或二氧化碳这样的污染物的最有效的政策是通过对它们的排放施加足够的惩罚来直接限制它们的排放。虽然某些行业受到的影响会比其他行业更大，但我们现在意识到，为了共同利益，这些行业必须做出改变。在最近对达伦·伍兹的采访中，埃克森美孚的首席执行官达伦提到，当碳浓度最高时，碳捕获是最容易的，但他们需要超过100美元/吨的碳价格才能开始大规模建设。达伦在投资前等待碳排放的价格。以下是达伦·伍兹的采访:https://www.youtube.com/watch?v=gTZK94-5yjU．
尽管效率较低，但前进的道路是补贴低二氧化碳的替代品，而美国的IRA法案正是这样做的。有迹象表明它可能是有效的，但也有人担心它效率不高，而且有利于特定的技术、公司和地理位置。难怪当计划和预测动机如此困难时，一些公司会成功，而一些公司会失败。也许，工业在适应能源转型方面进展缓慢的真正原因是，很少有人或企业对具有较长时间常数的问题进行了计划。五年被认为是一个长期计划。然而，国防部和五角大楼在长期规划方面做得更好，军事准备、人口迁移和总体世界稳定等问题需要他们模拟和理解我们的环境是如何变化的。https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2021/10/21/fact-sheet-prioritizing-climate-in-foreign-policy-and-national-security/．
在ARC，我们写过关于数字双胞胎的价值和重要性的文章。每个人都应该了解我们的气候未来，地球的数字双胞胎模型也不缺。直观地看到我们的未来将帮助我们计划并更快地到达我们需要到达的地方。把长远眼光作为你计划的一部分将有助于所有企业的生存，包括你的企业。