朱棣文教授：氣候變化中創新邁向可持續發展

不久前，諾貝爾物理學獎得主及美國能源部前部長、現任教於史丹福大學的朱棣文教授，在香港大學陸佑堂舉行的首屆香港大學校長論壇上，就氣候變化的最新研究、探索實現可持續發展的未來的創新解決方案發表演講。本社整理朱教授演講內容，以饗讀者。

朱棣文教授的演講主題為「氣候變化與邁向可持續發展的創新道路」（”Climate Change and innovative paths towards a more sustainable future”）。他開宗明義地指出，熱浪、洪水、森林火災、乾旱和缺水在增加。儘管預料隨着夏季愈來愈熱，降雨量會增加，但降雨量也會變得愈來愈不穩定，情況會變得更糟。

溫室氣體含量史無前例增加

朱棣文表示，至少在美國中西部和更遠的地方，水井必須挖得很深，才能打到有鹹味的水，而這種水是會殺死農作物的，這是很值得擔心的事。另一件事是，世界銀行估計到本世紀中葉，可能會有2億人因氣候變遷而不得不移居他處。科技發展被認為是造成這些問題的原因──二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等強效溫室氣體的含量空前增加；在過去的大約一世紀，甚至不到80年裏，這些氣體含量已經增加了許多。各種環境政策可以讓我們走上解決的道路，最樂觀的情況是希望減少溫室效應2攝氏度。

為了達到減少2攝氏度的目標，溫室氣體排放總量必須在本世紀末之前變為負值。朱教授坦言，其中一個理由是新冠疫情之後，全球經濟正在反彈，我們目前處於沒有政策的情況。

他指出，在上一個溫暖時期，氣溫比我們現在高大約1.5度，比工業革命開始前高2.5度；海平面高出6到9米。「我們已經對大氣層造成破壞，但實際上並沒有看到，原因其實很簡單──海底很冷。海平面和海底的熱量混合非常緩慢，需要50年以上的時間，因此可將之想像成一堆冰塊。即使進入地球的能量多於離開地球的能量，寒冷的海洋會在很長一段時間內保持寒冷，可能在50年甚至100年內都看不到全面的影響。」他以吸煙來形容，一個人20歲或30歲時開始吸煙，幾十年來積累的多種病變，到30歲至40歲才會出現。「你在吸煙的第一年不會患上心臟病或肺癌，但會在30至40 年後患上」，這和我們害怕氣候變化帶來的後果，道理是一樣的。

無碳能源降價電力依賴趨增

朱棣文教授也告訴大家一些好消息，就是可再生能源、無碳能源的成本正在直線下降，包括集熱式太陽能、離岸風能、太陽能發電。「在2010年到2021年間，這些可再生能源的成本的確在直線下降。在所有無碳能源中，唯一增長緩慢的是水力發電，僅增長了一倍；只增長一倍的原因主要是因為反對興建水壩，而不是興建水壩的能力」。

他說：「想像一下，我們需要更多電力，這意味着需要更好的電網。我們需要更多複雜的電網來控制電力，因為我們為交通運輸、工業生產和所有的一切提供電力。這很好，壞處是增加對電力的依賴，如果你變得更加依賴電力，那麼彈性就會降低。」

要實現零排放改變即棄習慣

朱棣文坦言，要實現零排放很困難。「想像一下，要實現零排放，生產鋼筋混凝土、塑料化學品的排放量必須為零；所有食品生產中的溫室氣體排放量也必須為零。」因此，「我們必須揚棄使用即棄用品的心態……不只是塑膠袋或紙袋，還包括不擬修理的電器、冰箱，一旦在使用8到10年後壞掉時，你就把它扔掉，然後換一個新的；更包括正在興建的僅供使用50年的建築。儘管我們有數百年歷史建築的優秀例子，為數眾多建築還是打算在50年內拆掉！……所以我們真的必須改變這一切，目標不是表面上的回收再利用。因此，為了說明這一點，我展示了美國幾座具有100年歷史的標誌性建築最近進行了翻新，這些建築花費了大量資金來實現供暖通風系統、電氣系統和通訊系統的現代化。但是我們今天能夠設計出用鋼材、混凝土和玻璃外牆建造的建築，可以使用數百年，而中央供暖的設計能夠以更便宜的方式實現供暖通風現代化。因此能夠屹立數百年的建築可以遍地開花，但是大多數這樣的建築，除了鋼鐵之外，沒有任何其他東西是真正可再生的」。

朱棣文又說，愈來愈多人意識到實際上可以用木結構建築。「Oatley是瑞典的一家燕麥片公司。這家公司的董事會披露，他們發現用木頭可以建造至少高達20層樓的結構。即是說，如果建造可以使用200年的木結構建築，那麼就等於將碳封存了200年。除此之外，所有絕緣材料也可以用生物材料製成。因此，如果可以將碳封存100、200、300年，就可以改變許多事情」。

製造耐用電池用便宜新材料

「在美國，我們擁有非常好的風能和太陽能，問題是我們需要多少儲存的能源才能達到80%主要是風能、太陽能和一些水力發電的可再生能源？結果證明只需要3天的儲能。3天聽起來沒什麼。然而，在美國，用電池運行3天……意味着需要的電池數量是今天的大約2000倍。如果競爭對手是天然氣廠，那麼電池要有多便宜才能製造電池而不是天然氣？事實證明電池必須便宜大約10倍。他們應該是每千瓦時3美元，而不是每千瓦時300美元……這是一個巨大的挑戰」。

朱棣文表示，或者人們能夠製造出更好的電池，問題是鋰價漲了4倍。「如果可以使用鋰金屬陽極而不是碳陽極，則可以將陽極的能量密度提高12倍，所以這是一個長期的夢想。「我和我在史丹福大學的同事認為我們有辦法，但是我們還需要幾年的時間才能使用新材料……，它看起來像石墨烯並且非常，便宜和多層。……所以我們有一個電池性能的世界紀錄」。

他透露，他和他的同事正在努力工作，試圖以無污染的方式從海水中提取鋰。如果能做到這一點，鋰儲量將增加約5000倍。

減農業碳排放從微生物做起

朱棣文又提到減少農業碳排放，因為農業以二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的形式排放了大量氣體，需要進行一場新的革命。不過，如何實現零排放而不使用化肥呢？因為如果不使用化肥，就無法養活一個擁有80億人口的世界，而這個世界人口將增長到110億。他指出，溫室氣體排放量取決於所吃的食物。牛肉領先，豆腐、大米、小麥和黑麥的溫室氣體排放量就少得多。但很多人的飲食習慣不會改變，怎辦呢？

第一步是去除化肥的溫室氣體排放，科學家研究改變微生物。原理是讓微生物與玉米等植物建立共生關係，微生物生活在根部和土壤之間的根部邊界，就像大豆一樣。研究人員讓這些微生物產生玉米能吸收的營養，因此微生物產生的所有氮基化合物實際上都被植物吸收了，它不會變成肥料流失。這是一種叫做合成生物學的微生物基因工程。一家名為Zymergen的公司開發了這種微生物。

朱棣文又質疑現在的財富衡量標準，聲稱需要一種不同的財富衡量標準。他指出，「一個國家的財富衡量的是人均 GDP，這意味着如果你建造一座建築物，在 50 年內將其拆除，然後建造一座新建築物，就會增加 GDP；如果你製造一輛汽車，它可以使用 10 年而不是 20年，你增加了GDP。因此，驅動因素是 GDP 的一部分，衡量標準是商品而不是服務」。

因此，最後引用了美國政治家羅拔甘迺迪的說話作結，他說：「GDP並不考慮我們孩子的健康、不考慮他們的教育質量或他們玩耍的樂趣；它不包括我們詩歌之美或我們婚姻的穩固，也不包括我們公開辯論的智慧或我們公職人員的正直；它既不衡量我們的智慧或勇氣，也不衡量我們的聰明或學識；既不計算我們的同情心，也不計算我們對國家的貢獻，簡而言之，它衡量一切，除了使生命有價值的東西。」

港大校長論壇系列之一

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