2024年1月26日，迎來首個國際清潔能源日（International Day for Clean Energy）。這一國際日的設立，旨在呼吁人們提高認識，動員各方采取行動，以公正、包容的方式向清潔能源過渡，造福人類和地球。
Part.1
國際清潔能源日的設立
2023年8月25日，聯合國大會通過了一項決議，宣布每年1月26日為國際清潔能源日。1月26日是2009年國際可再生能源機構（IRENA）成立的周年紀念日。自IRENA成立以來，能源轉型已成為應對氣候變化、增進人類福祉、推動緊急和系統性轉變的核心議題，有助于增加能源獲取、減少不平等、改善能源安全以及建設繁榮和更具韌性的經濟和社會。
設立國際清潔能源日意義重大，它提醒著全世界的人們牢記普及清潔能源和實現《巴黎協定》氣候目標的承諾。
Part.2
面對氣候變暖，要保持冷靜！
根據2023年12月世界氣象組織發布的《十年期氣候狀況報告》，2011—2020年是人類有氣象記錄以來最熱的10年！
世界氣象組織近日正式確認，2023年是有記錄以來最熱的年份！全年平均氣溫比工業化前水平（1850—1900年）高出1.45±0.12℃，大大超出此前最熱年份的升溫幅度，并進一步逼近《巴黎協定》所設立的1.5℃控溫目標。該組織還預計，2024年的平均氣溫可能會更高。
剛剛過去的2023年的夏天，也是地球上有氣象記錄以來最熱的夏天（圖片來源：聯合國微信公眾號）
1.5℃，看似只是很小的溫度變化，為什么如此重要？
根據2015年的《巴黎協定》，195個國家承諾“將氣溫升幅限制在工業化前水平以上1.5℃之內”。該協定參考了一份實況調查報告，報告認為，在長達數十年的時間里，即使只升溫1.5℃，也會給“某些地區和脆弱的生態系統”帶來如極端高溫和森林火災等的高風險。
極端高溫影響到人們的健康，并造成破壞性的山火。此外，強降雨、洪水、迅速增強的熱帶氣旋也帶來了一系列破壞、死亡和巨大的經濟損失。世界氣象組織指出，全球變暖的程度將對干旱和野火、糧食、海平面和生態系統等方面造成不同程度的負面影響。隨著變暖程度的加劇，負面影響帶來的后果就更嚴重！
長時間氣溫升高也增加了森林火災的風險。2023年加拿大野火季持續超過5個月，累計過火面積超過18萬平方公里，大火造成嚴重煙霧污染，碳排放量超過4億多噸；2023年8月美國夏威夷州毛伊島野火導致上百人死亡，許多歷史遺跡與自然景觀受到嚴重威脅甚至化為灰燼，成為美國百年來死亡人數最多的野火事件；同月，希臘東北部持續十余天的野火造成數十人死亡。2023年10月下旬，隨著“非洲之角”地區進入雨季，該地區的肯尼亞、索馬里和埃塞俄比亞均遭遇持續暴雨并引發洪災。全球各地極端高溫天氣持續時間長，影響范圍大，歷史極值不斷被突破。
為什么1.5℃至關重要？（圖片來源：聯合國微信公眾號）
面對氣候變暖帶來的諸多挑戰，人類應該怎么做？當然是降溫！而且要冷靜地降溫！
2023年12月6日，聯合國環境規劃署領導的降溫聯盟（Cool Coalition）發布《保持冷靜：如何在削減排放的同時滿足降溫需求》報告，報告規劃了三大領域的可持續降溫措施：被動降溫（如隔熱、自然遮陽、通風和反射面等）、提高能效標準（2050年全球降溫設備的平均效率達到現有水平的3倍，節約30%的預估能耗）和快速逐步減少使用引發氣候變暖的制冷劑（氫氟碳化物）。
遵循這些方面的措施將實現60%的減排，再加上快速實施電網脫碳，就可以將降溫行業的排放減少96%。
《保持冷靜：如何在削減排放的同時滿足降溫需求》（圖片來源：聯合國環境規劃署）
Part.3 凈零排放需要清潔能源
2021年，諾貝爾物理學獎頒給了2位通過地球氣候物理建模、量化變化來可靠地預測全球變暖的科學家，其中真鍋淑郎（Syukuro Manabe）的研究展示了大氣中二氧化碳含量的增加如何導致地球表面溫度升高；而克勞斯·哈塞爾曼（Klaus Hasselmann）的部分研究，則被用于證明大氣溫度升高是由于人類排放的二氧化碳。
使用化石燃料，如煤炭、石油和天然氣，是迄今為止全球氣候變化最大的促成因素，占全球溫室氣體排放量的75%以上，占所有二氧化碳排放量的近90%。因此，我們目前的任務就是尋找低碳或零碳排放的清潔能源及高效清潔利用化石能源。
化石燃料發電廠是溫室氣體的最大排放源之一（圖片來源：Unsplash/Ella Ivanescu）
面對氣候變化挑戰，清潔能源（《中華人民共和國可再生能源法》明確指出，可再生能源是指風能、太陽能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源，可再生能源是重要的清潔能源。）在減少排放方面發揮著舉足輕重的作用，同時也能惠及缺乏可靠電力供應的社區。
至今，仍有6.75億人無法用上電，其中五分之四生活在撒哈拉以南的非洲地區。對于無法獲得清潔能源的人群來說，缺乏可靠的電力供應阻礙他們獲得教育、衛生保健和經濟機會，而且，有很多發展中地區在日常生活中仍然過度依賴污染性的化石燃料。
化石燃料仍然主導著全球能源生產，但可再生能源的發電量目前已占全球發電量的29%左右。
太陽能是最豐富的能源，即使在多云天氣下也能利用（圖片來源：聯合國網站）
“十三五”時期，我國能源結構持續優化，低碳轉型成效顯著，非化石能源消費比重達到15.9%，煤炭消費比重下降至56.8%，非化石能源發電裝機容量穩居世界第一。2020年我國可再生能源利用總量達6.8億噸標準煤，占一次能源消費總量的13.6%；其中，可再生能源發電量2.2萬億千瓦時，占全部發電量的29.1%。
Part.4 清潔能源，向綠色低碳邁進的科技之路
2005年，在慶祝創刊125周年之際，《科學》（Science）雜志公布了125個最具挑戰性的科學問題。16年之后的2021年，Science雜志發布了“新125個科學問題”——《125個科學問題：探索與發現》。其中與未來能源和氣候變化相關的問題有：
（1）我們可以生活在一個去化石燃料的世界中嗎
（2）氫能的未來是怎樣的?
（3）能量存儲的未來是怎樣的?
（4）我們如何突破當前的能量轉換效率極限?
（5）冷聚變有可能實現嗎?
（6）我們可以阻止全球氣候變化嗎?
（7）我們能把過量的二氧化碳存到何處?
（8）如果地球上所有的冰融化會怎樣?
2023年10月22日，在第二十五屆中國科協年會主論壇上，中國科協隆重發布2023重大科學問題、工程技術難題和產業技術問題。其中與能源相關的問題有：
（1）如何突破新能源廢料清潔高值化利用？
（2）如何在沙漠戈壁荒漠地區構建千萬千瓦級新能源基地并實現安全穩定送出？
（3）適用于新型電力系統的長周期儲能方式是什么？
（4）如何實現可控核聚變的穩態燃燒？
2024年1月8日，《麻省理工科技評論》（MIT Technology Review）發布2024年“十大突破性技術”。其中與清潔能源相關的技術就多達三個：
熱泵：一種將低位熱源的熱能轉移到高位熱源的裝置。
增強型地熱系統：一種深部地層高溫巖體地熱能的提取與利用關鍵技術。
超高效太陽能電池：如鈣鈦礦層疊太陽能電池，由傳統的硅材料與具有獨特晶體結構的材料相結合而成。
基于全世界對上述清潔能源領域科學問題的長期探索，現已形成一個全新的前沿交叉學科方向——綠色碳科學。該學科的目標是實現碳的中性平衡，包括綠色碳資源的開發與利用、化石碳資源的綠色轉化與利用、排放碳資源的高效固定與利用，以及多尺度碳循環的分析與管理等四個層次。對應于綠色碳科學，一本由中國科學院青島生物能源與過程研究所創辦的科學雜志《綠碳》（Green Carbon）應運而生。
Part.5 結語
清潔能源已經走進生活，綠色低碳理念已經深入人心。在國家雙碳政策的號召下，“低碳生活漸成風尚”。今天就是清潔能源日，每天都是清潔能源日！
參考文獻:
1. 世界氣象組織：《2022年全球氣候狀況報告》（State of the Global Climate 2022）
2. 世界氣象組織：《十年期氣候狀況報告》（The Global Climate 2011-2020: A Decade of Accelerating Climate Change）
3. 聯合國環境規劃署：《2023年排放差距報告：破紀錄——氣溫再創新高，但世界（再度）減排未果》（Emissions Gap Report 2023: Broken Record – Temperatures Hit New Highs, Yet World Fails to Cut Emissions (Again)）
4. 聯合國環境規劃署：《保持冷靜：如何在削減排放的同時滿足降溫需求》（Keeping It Chill: How to Meet Cooling Demand, While Cutting Emissions）
5. 國際可再生能源機構網站：IRENA endorses UN resolution proclaiming 26th January as International Day of Clean Energy, calling it a meaningful step towards achieving a just and inclusive energy transition
6. 聯合國網站：國際清潔能源日（1月26日）
7. 諾貝爾獎網站：2021年諾貝爾物理學獎
8. 聯合國：可再生能源——為更安全的未來提供動力
9. 聯合國微信公眾號：2023年打破全球氣溫紀錄 今年更熱？
10. 中國新聞周刊微信公眾號：中國平均氣溫，去年升了0.8℃？
11. 《科學》：125個科學問題：探索與發現
12. 中國科學技術協會網站：2023重大科學問題、工程技術難題和產業技術問題
13. 《麻省理工科技評論》：2024年“十大突破性技術”
14. 世界經濟論壇：為什么我們要把全球變暖控制在1.5℃以內？
15. 生態環境部：《碳排放權交易管理辦法（試行）》
16. 國家發展改革委、國家能源局：《能源發展“十三五”規劃》
17. 國家發展改革委、國家能源局：《“十四五”現代能源體系規劃》
18. 國家發展改革委、國家能源局、財政部、自然資源部、生態環境部、住房和城鄉建設部、農業農村部、中國氣象局、國家林業和草原局：《“十四五”可再生能源發展規劃》
19. 《中華人民共和國可再生能源法》
20. Green Carbon雜志：《主編寄語》
作者：辛洪川（中國科學院青島生物能源與過程研究所 副研究員）
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