气候势在必行

气候势在必行

需要立即采取行动减少温室气体排放并使世界走上通往合理气候未来的道路。减少全球温室气体排放并非易事。但是，实现这种减排的技术，政策和动机今天仍然存在;这是一个问题采用，设计好，然后及时实施正确的政策。

在最大国家实施十几项高效政策可以使我们走上正确的道路，大幅减少这些部门的排放。这些政策必须设计得当，以实现持久的减排。几十年来在好政策设计和坏政策设计方面的经验已经阐明了区分好政策与坏政策的特征。

例如，如果没有内置的机制，政策往往会停滞不前并过时。持续改进.如果没有足够长的时间范围，企业就无法投资该技术或研究与开发（研发）需要生产更好的设备。一小撮策略设计原则可以确保未来的气候和能源政策最大限度地减少温室气体和经济效益。这些政策利用了每年已经花费的数万亿美元的私人资本来制定清洁能源政策。

换句话说，这些原则可以推动有效，投资级政策.

本 站和我们的书深入探讨了这些政策，其设计原则及其对全球排放的潜在影响。这些材料是政策制定者，首席执行官，非政府组织，研究机构和慈善家的资源，他们正在寻找最快，最有效的方法来发挥作用并减少气候变化的威胁。

在气候方面，延迟是杀手锏

减排需要50%的机会避免2°C的全球变暖。

人们普遍认为，要防止气候变化的最坏影响，就需要将全球变暖控制在21世纪末之前，将全球变暖控制在2摄氏度以下。圣世纪。这反过来又要求大幅减少温室气体排放。气候模型各不相同，但为了有均匀的机会保持在两度以下，我们需要避免从现在到2050年之间累积排放量的25%至55%，而不是一切照旧的情况。这些减排量因地区而异，更发达的经济体需要更大幅度的减排。此外，虽然需要累计减排25%至55%，但2050年的年排放量必须更低，比一切照旧的排放量低40%至70%。

气候变化的范围、规模和不可逆转性，以及碳积累的不可简化数学共同意味着必须迅速采取行动减少温室气体排放。如果不立即采取行动减少排放，就可能造成重大损害：沿海土地因海平面上升而遭受损失，威胁到十多亿人;如果不能立即采取行动减少排放，就可能造成重大损害：沿海土地因海平面上升而遭受损失，威胁到十多亿人;沿海土地因海平面上升而遭受损失，威胁到十多亿人;沿海土地因海平面上升而遭受损失，威胁到十多亿人大规模难民移民;饥荒;一波灭绝浪潮;以及其他将造成经济、生态和人员损失的影响。例如，孟加拉国海平面上升可能产生3500万难民，是叙利亚危机造成的人数的七倍，叙利亚危机动摇了欧洲的政治稳定。科学家预测，仅从高温开始，东非的小麦和玉米产量就会减少40%。这是一个严峻的清单，而且很长。

威胁的严重性和应对时间的有限性都是关于地球生物地球化学系统的科学事实的结果。全球平均气温的微小变化会产生巨大的后果。推动这种放大倍率的三个重要因素：这些变化增加极端温度和天气事件频率的方式，在合理的时间尺度上变暖的不可逆转性，以及触发导致额外变暖的自然反馈回路的危险。

极端成为常态

地球上任何一个地方都会经历一系列的温度，无论是每天还是每年。考虑一下美国的夏季平均气温：在某些年份，该国经历了异常凉爽的夏季，而在其他年份，它经历了特别炎热的夏季。但在大多数年份，夏季温度在一年中的那个时候是平均水平。

增加平均全球气温使以前罕见极端温度变得更加频繁。这具有使凉爽的夏季罕见和真正炎热的夏季更常见的效果。我们已经开始经历这些影响，因为从1951年到1980年，每300年左右发生一次的异常炎热的夏季占2005-2015年所有夏季的很大一部分。

预计这种影响在未来会变得更糟。即使全球平均升温只有几度，但到本世纪末，美国许多地区今天只有几天，最高温度至少达到100°F，将会看到更多这样的日子。

例如，”到本世纪中叶，美国人平均每年可能会在95°F的温度上看到27-50天 – 这是我们在过去30年中看到的平均每年95°F天数的两到三倍多。到本世纪末，这个数字平均每年可能达到45-96天，超过95°F。换句话说，到本世纪末，德克萨斯州，亚利桑那州和加利福尼亚州的部分地区可能会在一年中的三分之一或更长时间内在这种条件下闷热。

这些异常炎热的夏季会造成严重的破坏，因为它们超出了人类和自然系统所适应的典型范围。例如，异常炎热的条件使景观变干，加剧了野火，破坏了作物和牲畜的产量，将中暑的人送往医院，并造成许多其他伤害。

在合理时间尺度上变暖的不可逆性

一旦排放了一定量的温室气体，它将开始循环离开系统，因为各种自然循环将其从大气中拉出。例如，二氧化碳 （CO2），最重要的温室气体，可能溶解到海洋中，甲烷最终分解成CO。2.对于许多温室气体，从大气中去除几乎所有污染物需要很长时间。CO 的自然去除率2速度很慢 — 可能需要数百年或数千年的时间，而人类排放的 CO2恢复到其自然浓度。同样，消除几乎所有大气中的一氧化二氮（一种强温室气体）可能需要数百年的时间，而消除各种氟化气体则需要数千年的时间，这些气体是非常强的温室气体。事实上，在工业革命开始时（大约250年前）排放的大部分二氧化碳今天仍然存在于大气中。

气候系统也有很大的惯性。也就是说，气候变化是存量问题，而不是资金流动问题。可视化这一点的一种方法是将大气想象成浴缸：随着二氧化碳的排放（水龙头），它继续增加总一氧化碳。2大气（洗澡水）中的浓度。一氧化碳2然后通过自然过程多年（排水）去除。就像一个浴缸，只要流入的水多于排出的水，水位就会继续上升，即使一氧化碳急剧减少2只要排放量超过清除量，排放量就不会降低浓度。

即使我们今天完全停止排放温室气体，先前排放的气体的影响仍将持续数千年，因为大气（洗澡水）中的碳总量仍然很高。一旦进入大气层，CO2和其他温室气体将热量捕获在大气中，并且捕获热量的影响会随着时间的推移而显现出来。因此，在稳定大气中的温室气体浓度后，我们将继续看到数千年来对人类社会和自然系统的影响越来越大。

请注意，在下图中，由人类活动引起的温室气体排放（以二氧化碳当量或CO2e为单位）被驱动到接近零，而温室气体浓度几乎没有下降，温室气体的影响（温度）不断增长。

自然反馈回路的危险

全球变暖最令人不安的方面之一是，随着世界升温，自然反馈循环开始加剧变暖。虽然人为（人为）排放可能是全球变暖的最初催化剂，但地球的自然系统可能会加剧这种影响，从而产生物理学家所谓的正反馈循环，这更容易被理解为恶性循环。一个恶性循环是融化的海冰对地球热量吸收的影响：明亮的海冰具有很高的反照率，这意味着它反射（而不是吸收）大部分照射到它的光线。深色海水的反照率较低，这意味着它会吸收照射到它的光线，从而转化为热量。随着冰因温度升高而融化，以前被反射性白冰覆盖的区域会被吸收的蓝色海水覆盖，这增加了热量吸收并进一步加速了变暖。

类似的恶性问题发生在融化的北极苔原上：随着曾经冻结的苔原从温暖的温度中解冻，埋藏的甲烷沉积物被释放出来，导致更多的温室气体进入大气层，使世界进一步变暖。这种温室加速器的规模一旦释放，几乎是深不可测的，一旦启动，就无法控制。

另一个是一氧化碳的吸收2海洋：随着海洋吸收更多的一氧化碳2，水变得更加酸性，导致水生植物和动物的死亡，其分解会产生额外的CO。2到海洋和大气。

目前尚不清楚这些反馈回路究竟会在多大程度上加剧气候变化。但它们加速变暖的潜力是可怕的 – 而且这些力量一旦释放就变得无法控制，这意味着气候行动立即是必要的。

延迟代价高昂

尽快采取行动减少排放的另一个原因是，减排的挑战足以避免超过两度的升温随着减排的延迟，将变得越来越困难。延迟代价高昂，原因有二。首先，大多数耗能资产——建筑物、发电厂、工业设施——的周转率为几十年或更长时间，这意味着我们采用或安装的每台新设备基本上都会锁定更高水平的变暖。其次，因为变暖是一氧化碳总量的函数2在大气中，延迟减排行动使得实现相同浓度的CO变得更加困难2在未来。

例如，下图显示了峰值排放延迟15年如何要求更大的减排量，更快，以实现相同的累积排放水平。请注意，不仅随后每年的减排率较高，而且总排放水平，特别是在本世纪下半叶，必须降低才能在早期解释较高的排放量。越早采取行动，就越容易达到两度目标。即使等待几年，也会大大加剧将升温保持在两度以下的挑战。

排放峰值延迟的时间越长，就越难满足相同的碳预算。

延迟也带来了巨大的成本。英国著名经济学家尼古拉斯·斯特恩勋爵（Lord Nicholas Stern）在《斯特恩评论》（Stern Review）中进行的一项分析表明，将温室气体浓度稳定在百万分之500-550（ppm），或比今天的浓度高出约100-150 ppm，几乎是工业革命前浓度约280 ppm的两倍，每年将花费约1%的全球经济产出（国内生产总值[GDP]）。 然而，由于气候变化影响的成本，不采取行动的成本将上升到每年全球GDP的5%-20%。

因此，地球物理学给了我们以下命令：问题是巨大的，它是紧迫的，失败将是不可逆转的。幸运的是，仍有时间实现合理的气候未来，并且有很多理由认为这是可以做到的。但是，时间至关重要;此选项不会持续很长时间。

希望的理由

至少可以说，气候变化的影响令人担忧。需要尽快减少排放，以避免这些影响的最坏情况。幸运的是，有足够的技术将世界置于低碳轨道上。它得到了日益增长的政治势头的支持。

可再生能源

过渡到低碳或零碳电力系统不再是未来的梦想。费用风能和太阳能暴跌，推动了他们在世界各地的增长。美国风电项目的合同价格不到五年前的一半，比全球任何其他新能源都便宜。世界某些地区的太阳能合同正在以相同或更好的价格进入。

为了说明这些成本下降的背景，请考虑智利和迪拜最近的项目在没有任何补贴的情况下以每千瓦时（kWh）不到3美分的价格签订合同，而美国的住宅电价几乎是该金额的四倍。预计太阳能光伏系统的成本将进一步下降 – 到2020年将低于每瓦1.00美元 – 到2030年风电成本预计将下降30%。

低廉的价格正在推动新电厂容量的快速建设。自2010年以来，风力发电装机容量增加了一倍多，全球风力发电量超过430千兆瓦（GW）。与此同时，2010年至2015年间，全球太阳能装机量几乎翻了两番，在此期间结束时达到227吉瓦。随着更多容量的建设，价格将进一步下降，从而形成更多，更便宜的清洁能源项目的良性循环。

电池存储也经历了类似的成本下降。在短短一年半的时间里，锂离子电池的价格已经下降了70%，预计未来五年价格将继续下降近50%。液流电池和新型化学电池预计也将在这段时间内大幅降低成本。研究表明，到2030年，全球大规模电池存储可能增长到7吉瓦以上，成本低至每千瓦时230美元。

随着越来越多的可再生电力上线，电 运营商正变得越来越好，越来越擅长将其集成到电力系统中.在一些地区，可再生能源已经占所有发电量的一半以上。现在可以设想一个可再生能源占发电量80%或更多的未来，从而实现深度碳减排。不需要额外的技术突破来满足这些渗透水平。

部署这些技术还带来了其他好处。风能和太阳能等可再生能源是零排放源，这意味着它们具有减少当地空气污染物（如颗粒物和臭氧）的共同好处。由于这些能源不使用燃料发电，因此一旦安装，它们基本上可以自由运行，这意味着电力将继续变得更便宜。

能效

能源效率方面的创新也在继续。今天建造精良的建筑使用一小部分能量由于灯光、窗户、隔热、供暖和制冷系统的进步，旧建筑使用，同时保持甚至提高舒适度和能源可靠性。家用电器、工业设备和车辆也变得更加高效，提供相同或更好的服务，同时使用更少的能源进行操作。

发光二极管（LED）灯泡的激增是能源效率创新最成功的例子之一。自2008年以来，LED的效率大约翻了一番，而价格下降了90%。新LED使用的能量大约是它们所取代的白炽灯泡的八分之一，使用寿命延长约20倍。因此，今天在美国已经安装了超过8000万个LED灯泡，从而避免了数百万吨的一氧化碳排放。2排放，节约数十亿美元。照明约占世界建筑行业电力消耗的20%，这意味着该领域和其他领域的效率提升可以增加真正的能源和排放节约。

国际能源署（IEA）计算出，在国际能源署（IEA）国家进行的能效投资总共节省了2，200太瓦时的电力- 超过2015年全球电力消耗的十分之一 – 避免了超过100亿吨的一氧化碳2并节省了5500亿美元的能源成本。据估计，到2030年，照明效率的提高可以节省相当于整个非洲目前电力需求的电力。

随着可再生能源和能源效率技术的这些进步，许多国家已经脱钩或开始将其能源使用与经济生产力脱钩。清洁能源行业的增长创造了数百万个新的就业机会，可再生能源和效率的价格现在正在与化石燃料能源的价格竞争（并且经常超过）价格。低碳未来现在的成本与高碳未来相同或更低。

我们知道哪些政策可以实现有效的减排

几十年的能源政策案例凸显了高政策是最有效的减少碳排放和能源使用。例如，我们知道强大的建筑规范随着时间的推移不断加强，并具有强大的监测和执行机制，就像在加利福尼亚州一样，可以大大减少能源使用和排放。我们知道车辆燃油经济性标准，如果设计得当，可以大大提高燃油效率。

我们现在还有资源可以帮助解析可用的策略选项。这能源政策模拟器它允许用户评估数百种不同的气候和能源政策对排放和成本的影响，就是这样一种工具。另一个资源是清洁能源解决方案中心，它将政策制定者与可以帮助制定有效的气候和能源政策的专家联系起来。

世界正在接受这些技术和政策

制定强有力的气候和能源政策的政治意愿比以往任何时候都更加强烈。从地方城市法令到国际条约，政客们正在排队将强有力的政策付诸行动。在国际层面，已有189个国家提交了排放目标（国家自主贡献（INDC）的意向）并签署了《巴黎气候条约》。这些承诺覆盖了全球近99%的排放，是限制气候变化的第一步。如果所有国家按时实现这些目标，这些目标将使世界在实现将气候变化限制在可容忍水平的全球目标的三分之一左右。当然，承诺不会导致减排;强有力的气候和能源政策以及严格的监测和执法将是将承诺转化为真正减排的关键。

私营部门也在拥抱低碳的未来。世界各地的企业都在做出雄心勃勃的减排承诺。从欧特克（Autodesk）到施乐（Xerox），近180家公司签署了”基于科学的目标”倡议，设定了减排目标。除了这一承诺之外，还有69家公司加入了RE100计划，承诺100%可再生能源 – 许多公司距离实现这一目标已经超过一半。

其他公共部门组织、信仰团体、基金会和大学也表示支持通过从化石燃料中撤出投资来遏制排放。总共有550多家资产为3.4万亿美元的机构（其中一小部分投资于化石燃料）已经剥离。

消费者也在改变他们的行为，以减少他们的碳足迹。家庭正在安装太阳能电池板（或者，如果不可行，选择加入其公用事业公司提供的绿色电力计划或加入社区太阳能计划），购买节能电器，以及驾驶电动汽车（电动汽车）。特别是电动汽车，全球销量已超过100万辆，反映出五年前的增长率几乎为零，随着技术进步和生产成本的进一步下降，预计未来几年还将有数百万辆电动汽车上路。

在许多情况下，人们采取这些行动纯粹是因为它们比像往常一样继续他们的行为更便宜。恒温器和照明系统等智能能源设备为消费者节省了资金，同时提高了舒适度。

除非世界首先和最集中地关注最有可能的减排机会，否则就不可能实现合理的未来。这个过程的第一步是确定温室气体排放源世界各地。全球近75%的温室气体排放量仅由20个国家产生。集中努力在这些国家提供最大的减排潜力。

深入到能源部门，排放量在各个子部门中分布得相当均匀。电力部门负责煤炭，天然气，石油和生物质燃烧发电的最大排放份额。接下来是工业，能源燃烧产生的排放物为电力和热能。交通是第三位的，其次是建筑物。当然，许多部门是相互关联的：建筑构件的效率决定了建筑物使用的电量，而建筑施工的质量会影响修复现有建筑物或建造新建筑物所需的材料量，从而推动工业能源使用和排放。

工业过程排放主要由与牲畜，天然气和石油系统，水泥生产，垃圾填埋场和制冷剂相关的排放组成。

这项定量评估为减少能源相关排放的直接路线图指明了方向：实施减排政策在电力，工业，运输和建筑部门的前20个排放国。

基本气候和能源政策

有效的能源和气候政策需求一套策略;这个行业没有灵丹妙药。为了设计一套最佳的政策，政策制定者应该考虑四大类政策：绩效标准经济信号，对研发的支持和扶持政策。它们共同创造了一种强大的共生关系，可以推动比孤立政策更深层次的碳减排，同时提高成本效益。

在制定能源政策时，最好不要爱上特定的技术或特定的政策。例如，新古典经济学家喜欢经济信号，例如碳税.对于价格高度敏感的部门来说，这确实是最好的政策，并且有低碳替代品，价格接近竞争力。但在其他情况下，它可能被证明是相当有限的。研发支持赢得了许多技术专家的心，但这一战略对改变现有公司寻求收回燃煤电厂等旧技术成本的做法几乎没有作用。

选择政策类型的智慧的开始是将技术或要解决的问题映射到学习曲线上，这显示了技术价格如何随着产量的增加而变化。

政策-技术学习曲线（说明性）。

先进的核电、碳捕获和封存、藻类燃料和数十种其他有趣的选择研发和创新一直是美国最大的优势之一，但我们在数量上和有时在管理方面都做空了它，所以我们没有我们应该选择的货架。

一旦技术的基本原则得到验证并进行早期生产，就需要付出巨大而昂贵的努力才能将价格降低到合理的水平。在过去的十年中，我们在风能和太阳能发电方面看到了这项工作，它们的价格分别下降了80%和60%以上。在稍长的时期内，冰箱能耗下降了80%。之所以能够实现这一改进，是因为许多司法管辖区设置了明确的性能标准对于这些技术。

如今，海上风电、中央站太阳能、零净能源建筑和其他技术如果以明确的性能标准为后盾，可以得到最快的改进。值得注意的是，性能标准很常见，甚至被许多领域最铁杆的经济学家普遍接受：我们的建筑规范确保建筑物不容易燃烧或倒塌，肉类标准防止无数中毒病例，清洁水被正确地视为一种权利。

最后，对于许多行业和技术来说，定价是关键。取消对化石燃料的补贴是第一步，尽管仍然被广泛忽视。其次，政策制定者必须考虑外部性的成本，例如增加精心推导的碳社会成本或设定碳上限。

排减政策的优先次序

政策制定者有很多选择来减少能源和工业过程的排放。第一步评估要优先处理的策略是评估经济结构和排放。了解有多少辆汽车，建筑物和发电厂，它们使用了多少能源，它们的使用如何随着时间的推移而增长，等等，可以突出哪些经济领域应该成为减排的重点。

下一步是定量评估减排政策的潜力。这通常是通过边际减排成本曲线来完成的，该曲线着眼于特定技术减少排放的能力和成本效益。相反，一个新的进步和改进是通过政策成本曲线来评估具体政策减少排放的能力和成本效益。基于政策而非技术的分析为政策制定者提供了更直接的减排途径，因为它利用了他们实施政策的能力。

并非每个国家都需要进行所有这些分析。一些区域将与已经进行部分或全部评估的其他地区非常相似，在这种情况下，类似的结果将适用。此外，数十年来在政策设计方面的经验，加上定量计算机建模的支持，表明这些政策中的一小部分，如果设计得当，可以有效地减少排放。

在电力领域，可再生能源组合标准和上 电价可以通过增加无化石燃料发电的份额来减少排放。如果设计得当，它们可以最大限度地降低向低碳电力系统过渡的成本。电力部门互补政策，例如对传输的支持，智能公用事业政策设计和效率资源标准也很重要。

强有力的标准和改进激励措施工业能效可以显著减少工业部门的排放。工业部门也有显著的工艺排放，其中包括一氧化碳的排放量2和其他非 CO2工业过程中产生的气体。政策制定者可以要求控制这些排放，并提供激励措施和其他形式的援助来鼓励减排。

在建筑领域，建筑规范和电器标准是减少排放的最佳工具。这些政策也倾向于节省资金，因为随着时间的推移，能源使用量的减少超过了成本的增加。

燃油经济性标准,车辆费用折扣,电动汽车激励措施和智慧城市规划通过提高车辆的燃油效率，减少排放并提供替代运输选择，都可以显着减少运输部门的排放。

碳定价是减少排放，鼓励整个经济减排行为以及推动投资转向低碳选择的另一个强大工具。

最后，支持研发政策有助于降低所有这些政策的成本，同时为新型低碳技术以打入市场。

结论

气候变化需要尽快采取行动，限制排放，避免升温超过两度。世界各地的政府、企业和组织都致力于减少排放，为更深层次的减排奠定了基础，使世界走上了通往低碳未来的轨道。现在的关键是将这些承诺变为现实——采取以激光为重点、精心设计的政策。

这项任务绝非不可能。我们今天拥有迅速转向清洁能源系统的技术。如果不考虑环境效益，这个未来的代价与碳密集型未来的代价大致相同。因此，挑战不是技术性的，甚至不是经济上的，而是制定正确的政策并确保它们得到适当的设计和执行的问题。 编译 陈讲运