據(jù)國外媒體報(bào)道,讓我們想象一下遠(yuǎn)古地球的樣子,長滿植物的沼澤,充滿生命的海洋,還有漫步在大地上的恐龍。
在這些植物和動(dòng)物死去之后,埋藏在土壤之下,在3億年的時(shí)間里經(jīng)過一系列復(fù)雜的過程,變成了煤炭、石油和天然氣?,F(xiàn)在,無數(shù)龐大的機(jī)器正源源不斷地將這些死去動(dòng)植物的遺存提取出來,為人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力。
我們還能這樣堅(jiān)持多久?遠(yuǎn)古時(shí)代是否有足夠的植物和動(dòng)物死亡,來永遠(yuǎn)維持我們目前的化石燃料消耗水平?如果本世紀(jì)所有可用的化石燃料都燃燒殆盡,將有天量的二氧化碳排放到大氣中,這種在地球上前所未見的情況會(huì)產(chǎn)生什么后果?
從目前來看,世界各國并沒有表現(xiàn)出多少抑制化石燃料使用的意愿。當(dāng)然,這并不意味著世界將繼續(xù)沿著這條不歸路走下去。
那么,如果我們繼續(xù)大量消耗化石燃料,直到最終耗盡,地球氣候和人類社會(huì)將會(huì)發(fā)生什么?對于這個(gè)問題,一些研究工程學(xué)、物理學(xué)、氣候模型和古氣候的專家提出了各自的見解。
莎拉·卡邁克爾(Sarah Carmichael),美國阿巴拉契亞州立大學(xué)地球化學(xué)教授,《國家地理》探索者
首先要考慮的是時(shí)間尺度。如果我們?nèi)紵怂械幕剂?,那么在如此短的時(shí)間內(nèi)排放到大氣中的二氧化碳量將在地球歷史上前所未見。
即使是二疊紀(jì)末期的大滅絕事件(96%的生物滅絕)也無法與之相提并論。二疊紀(jì)末期大滅絕的主要原因是大規(guī)模的火山活動(dòng),這個(gè)過程可能就相當(dāng)于燃燒了大量的化石燃料,因?yàn)榛鹕交顒?dòng)發(fā)生的地點(diǎn)也埋藏著大量的煤和天然氣礦藏;巖漿基本上把這些燃料都燒光了,并在這個(gè)過程中向大氣中釋放了大量二氧化碳。
但是,二疊紀(jì)末期大滅絕事件持續(xù)了很長時(shí)間,至少從人類的時(shí)間尺度來看如此。在地質(zhì)學(xué)的時(shí)間尺度上,該事件的過程相對較短,大約為20萬年或更短時(shí)間。相比之下,我們在地球上燃燒化石燃料的歷史最多也只有200年左右,但我們已經(jīng)看到了地球氣候所受到的影響。
不過,還有一個(gè)因素使我們當(dāng)下與遠(yuǎn)古時(shí)代的比較變得相當(dāng)復(fù)雜,那就是今天的大陸結(jié)構(gòu)和主要山脈的位置。當(dāng)
歷史上發(fā)生其他大規(guī)模滅絕事件時(shí),各個(gè)大陸所處的位置與今天非常不同。地球曾經(jīng)歷過盤古超大陸的形成、演變或分裂。由于大陸的邊界不同,洋流也完全不同。當(dāng)各個(gè)大陸匯集在一起時(shí),就更可能發(fā)生糟糕的極端氣候事件。
另一個(gè)復(fù)雜的因素是海平面,因?yàn)樗c地形不斷相互作用。例如,在泥盆紀(jì)晚期——這一時(shí)期的特征是氣候從“溫室”過渡到“冰窖”,并發(fā)生了地球歷史上另一次重大的物種大滅絕——大陸地貌導(dǎo)致了許多內(nèi)陸、淺海和局部海洋的出現(xiàn)。在今天的大陸構(gòu)造中,并沒有與這些地貌真正相似的部分。
如今,地球的各個(gè)大陸所處的位置,可能使我們獲得了更多的保護(hù),免受災(zāi)難性氣候變化的影響。但是,就二氧化碳的排放速度和速率而言,我們完全處于一個(gè)未知的領(lǐng)域,因此我不能在這里預(yù)測具體的情況。
阿比蓋爾·梅希滕貝格(Abigail Mechtenburg),美國圣母大學(xué)物理學(xué)助理教授,物理實(shí)驗(yàn)室副主任
我研究的東西往往被人忽視,那就是中低收入國家醫(yī)院的停電問題。當(dāng)化石燃料突然無法獲得的時(shí)候,我們就會(huì)目睹病人因電力中斷而死在醫(yī)院和其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)中,這在自然災(zāi)害期間尤其嚴(yán)重。
目前,世界衛(wèi)生組織還沒有具體的政策來解決電力故障問題。世界上很大一部分人口已經(jīng)面臨化石燃料短缺的問題。他們有醫(yī)療保健,但由于停電以及柴油和天然氣過于昂貴,只能死去。為什么會(huì)這樣?這并不是石油短缺造成的,而是因?yàn)榈叵禄剂系臏p少導(dǎo)致了石油價(jià)格的上漲。
當(dāng)然,最近價(jià)格有所下降,但即使以目前的價(jià)格,仍有一些國家的醫(yī)院在為獲得這些燃料而苦苦掙扎。
化石燃料耗盡也將嚴(yán)重影響交通。我們之所以能在新冠肺炎疫情中堅(jiān)持到現(xiàn)在,唯一的原因是我們還可以運(yùn)輸各種物資。如果突然之間,我們不能像現(xiàn)在這樣飛行,全球的經(jīng)濟(jì)將會(huì)被限制在半局部的條件下。
這一切會(huì)發(fā)生嗎?這取決于人類自己的選擇。但我們也不得不生活在嚴(yán)重的不確定之中——我們無法知道會(huì)發(fā)生什么。也就是說,我只能確定一百年后我們就完蛋了。
愛德華·S·魯賓(Edward S。 Rubin),美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)工程、公共政策和機(jī)械工程教授
對這一假設(shè)問題的快速(也有些討巧)回答是,我們永遠(yuǎn)不會(huì)完全耗盡化石燃料,因?yàn)樽詈笠煌笆汀⒆詈?立方米天然氣,或最后1噸煤炭都將會(huì)過于昂貴,最終留在地下!
相反地,我們會(huì)轉(zhuǎn)向其他可用的能源,比如可再生能源(風(fēng)能、太陽能、水能、生物質(zhì)能源等),或許還有核能。
如果能源供應(yīng)因?yàn)槟撤N原因而受到限制,那么能源需求就必須進(jìn)行調(diào)整,以滿足那個(gè)假想世界中的可用能源供應(yīng),而這些可用能源就會(huì)得到更有效的利用。
杰西卡·卡明斯基(Jessica Kaminsky),美國華盛頓大學(xué)土木與環(huán)境工程助理教授
我們最終將轉(zhuǎn)向可再生的電能;如果我們還想要人類繼續(xù)存在的話,或者還想要繼續(xù)使用電燈和互聯(lián)網(wǎng)等等,那就沒有其他選擇。
當(dāng)我們停止使用化石燃料(可能是因?yàn)槲覀冇X得環(huán)境或經(jīng)濟(jì)成本太高)時(shí)會(huì)發(fā)生什么,這個(gè)問題的答案取決于何時(shí)停止使用化石燃料,或者更確切地說,到那時(shí)科技進(jìn)步的程度。
具體而言,我們?nèi)孕枰陔姵睾湍芰看鎯?chǔ)方面取得突破,因?yàn)轱L(fēng)能和太陽能發(fā)電并不總是能按需求來獲得,而且現(xiàn)有的存儲(chǔ)技術(shù)仍然成本高昂。
如果我們過早地停止使用所有化石燃料,那就將不得不決定是接受更高的電力價(jià)格,還是更低的電力可靠性。如果在電網(wǎng)覆蓋的地方,我們能接受大部分時(shí)間能使用電燈,但有時(shí)使用不了的情況,那我們就不需要在昂貴的存儲(chǔ)設(shè)備上投資太多。
在這種情況下,醫(yī)院或研究實(shí)驗(yàn)室等無法接受電力可靠性下降的地方,可以需要花錢購買微電網(wǎng),以補(bǔ)充現(xiàn)有的大型電網(wǎng)。然而,許多人甚至大多數(shù)人認(rèn)為,降低電力可靠性在政治上并不可行。另一個(gè)問題是,社會(huì)是否會(huì)考慮用核能發(fā)電。
我個(gè)人并不喜歡核能,因?yàn)槲艺J(rèn)為災(zāi)難性故障和核廢料管理的風(fēng)險(xiǎn)太高,但有很多人不同意我的觀點(diǎn),認(rèn)為這是一種未得到充分利用且具有很高碳效率(沒有直接碳排放)的電力資源。
在我看來,更有趣或至少更緊迫的問題是,當(dāng)我們停止使用如此多的化石燃料來發(fā)電時(shí)會(huì)發(fā)生什么?例如,我們在技術(shù)上已經(jīng)達(dá)到有相當(dāng)大比例的電力——好的地區(qū)國家又大約80%——可能來自可再生能源。
這些技術(shù)的成本效益和可靠性也是相當(dāng)不錯(cuò)的,特別是當(dāng)我們能用不同的技術(shù)滿足總電力需求的很小一部分時(shí)。隨著太陽能的成本持續(xù)直線下降,支持可再生能源的財(cái)政理由只會(huì)變得更加有力——在一些市場上,太陽能已經(jīng)是低成本的選擇,不必借助補(bǔ)貼。
肯·卡爾德拉(Ken Caldera),卡內(nèi)基科學(xué)研究所全球生態(tài)學(xué)名譽(yù)資深科學(xué)家
在地球表層的沉積殼中有1000萬億噸的碳,所以我們永遠(yuǎn)不會(huì)耗盡化石燃料。只不過,最終你為了提取碳所付出的成本要比燃燒這些碳所得到的好處大得多。
地球上存在著豐富的風(fēng)能、太陽能和核能。有了足夠的電力,就可以從水中提取氫氣,從植物中提取碳,或者直接利用大氣中的二氧化碳來提取碳,從而合成燃料。這些碳中和(實(shí)現(xiàn)凈碳足跡為零,即增加的溫室氣體與減少的相等)燃料可以用于長途飛機(jī)和其他需要高密度能量儲(chǔ)存的場景。
我不認(rèn)為化石燃料耗盡是個(gè)問題。也許更大的問題是我們沒能足夠快地耗盡化石燃料,以保護(hù)我們免受危險(xiǎn)氣候變化的影響。
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