气候难题, 建设绿色能源设施反而产生大量的碳排放

没有什么是不需要支付代价的，将世界能源系统从化石燃料转向可再生资源本身就会产生碳排放，因为建造风力涡轮机、太阳能电池板和其他新的基础设施会消耗能源--其中一些必然来自我们试图摆脱的化石燃料。好消息是：如果这些基础设施能够迅速投入使用，这些排放将大大减少，因为早期更多的可再生能源将意味着需要更少的化石燃料来驱动转变。

这是一项研究的最新结论，该研究首次不以美元，而是以温室气体来估计绿色转型的成本。建设清洁能源发电的基础设施本身就会产生碳排放，但其速度越快，碳排放就越少。这项研究最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

\"信息是，重建全球能源系统需要能源，我们需要考虑到这一点，\"主要作者科里-莱斯克说，他作为哥伦比亚气候学院拉蒙特-多尔蒂地球观测站的博士生从事这项研究。\"无论你怎么做，它都是不可忽略的。但是，你最初能带来的可再生能源越多，你就越能用可再生能源为过渡提供动力。\"

原材料的开采、运输、制造和建筑都是能源密集型的。这里是加拿大西北地区一个露天矿的采矿车

研究人员计算了采矿、制造、运输、建筑和其他活动中的能源使用可能产生的排放，这些活动需要建立大规模的太阳能电池板和风力涡轮机农场，以及更有限的地热和其他能源的基础设施。以前的研究已经预测了新的能源基础设施的成本，在2050年之前，每年有3.5万亿美元用于达到净零排放，或者根据另一项研究，在同一时期，仅美国就高达约14万亿美元。这项新的研究似乎是第一个以温室气体为单位的成本预测。

按照目前可再生基础设施生产的缓慢步伐（预计到本世纪末将导致升温2.7摄氏度），研究人员估计这些活动到2100年将产生1850亿吨的二氧化碳。仅此一项就相当于目前全球5或6年的排放量，这是对大气层增加的沉重负担。然而，如果世界以足够快的速度建立同样的基础设施，将升温限制在2度以内，这些排放将减半，达到950亿吨（目前的国际协议也旨在实现这一目标）。而且，如果遵循一条真正雄心勃勃的道路，将升温限制在1.5度，那么到2100年，成本将只有200亿吨--只是目前全球排放量的6个月左右。

绿色技术新需求的稀有商品，如锂、钇和钕，将不得不来自新的来源。这包括快速融化的格陵兰岛（其东南海岸，上图），它富含这些物质

研究人员指出，他们所有的估计可能都相当低。首先，他们没有考虑到新的输电线路所需的材料和建筑，也没有考虑到用于储存的电池--这两种都是高度能源和资源密集型产品。它们也不包括用电动汽车取代汽油和柴油动力汽车的成本，或使现有建筑更加节能。该研究还只关注二氧化碳的排放，目前二氧化碳的排放导致了约60%的持续变暖，而不是其他温室气体，包括甲烷和氧化亚氮。

转向可再生能源的其他影响很难量化，但可能是实质性的。所有这些新的高科技硬件将不仅需要大量的基本金属，包括铜、铁和镍，还需要以前较少使用的稀有元素，如锂、钴、钇和钕。许多商品可能必须来自以前未被开发的环境脆弱的地方，包括深海、非洲雨林和快速融化的格陵兰岛。太阳能电池板和风力涡轮机将消耗大片土地，随之而来的是对生态系统和生活在那里的人们的潜在影响。

Lesk说：\"我们正在制定底线，该研究的估计上限可能要高得多\"。但是，他说\"结果是令人鼓舞的\"。考虑到最近可再生能源技术的价格下降，世界所需的80%至90%可以在未来几十年内安装，特别是如果目前对化石燃料生产的补贴被转用于可再生能源。\"如果我们走上一条更雄心勃勃的道路，这整个问题就会消失。如果我们不在未来5到10年内开始投资，那才是坏消息。\"

作为研究的一部分，Lesk和他的同事还研究了适应海平面上升的碳排放；他们发现，在2度的情况下，建造海堤和在必要时将城市迁往内陆，到2100年将产生10亿吨的二氧化碳。这也只是适应成本的一部分；他们没有考虑控制内陆洪水的基础设施、在可能变得更干燥的地区进行灌溉、使建筑物适应更高的温度或其他需要的项目。

\"尽管有这些局限性，我们的结论是，蕴含在更广泛的气候转型中的二氧化碳排放的规模具有地球物理学和政策的相关性，\"作者写道。\"在更快的去碳化节奏下，过渡期的排放可以大大减少，为快速部署可再生能源的政策进展提供了新的紧迫性。\"