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　　本世纪，人们的生活将发生怎样的转变？自动驾驶汽车能否驶上街头？***症会不会被？能不能在火星上建立殖民地？没有人知道答案。然而，就地球未来的气温而言，我们有一个明确的目标：2015年签订的《巴黎气候协定》要求国际社会（美国除外）将升温幅度限制在2摄氏度以内（以本世纪工业革命前的气温水平为基础）。我们还知道怎样才能实现这一目标：将温室气体，特别是二氧化碳（CO2）的排放量降至“零”。

　　但要实现这一目标，需要采取一整套脱碳措施。由于《巴黎协定》并未规定相应的举措，因此，各国***及国际科研机构一直在研究和讨论，需要采取哪些措施才能实现这个气候目标。依托其环保业务组合，西门子一直在帮助电能供应及需求两方面的客户降低碳足迹。2017年底，西门子发布一份意见书，在广泛深入的计算机模拟的基础上，以德国《2050年气候行动计划》为例，介绍了一系列有助于迈向碳中和的经济措施。

　　位于英格兰西北海域的West of Duddon Sands海上风电场。风电技术十分成熟，然而，要实现更强竞争力，还提高成本效益。

　　高度灵活而又稳定的电网

　　在供应方面，发电主力仍然是矿物燃料，如煤炭、***和石油，后果就是将大量温室气体排放到大气中。据世界***称，2014年矿物燃料发电占比为67%，其余则为***和可再生能源发电。德国的情况比平均水平好一些。2017年，矿物燃料发电占比不到50%。德国***的气候计划提出：到2050年，德国可再生能源发电占比将提高至80%，其***电的贡献***。但要实现这一目标，有明确的计划。

　　当然，可再生能源发电并网殊非易事，因为风电和太阳能发电都具有显著的波动性。因此，同其他***一样，德国也需要一个高度灵活而又稳定的电网。它借助智能电能管理系统来满足高峰需求，并在电力供大于求时，按需利用其他解决方案，如热泵、蓄电技术或制氢系统等，帮助稳定电网。然而，这并不意味着可以直接关停常规电厂。在可再生能源发电不能基本发电量的情况下，依靠其他电厂来电网稳定。不过，配备如西门子提供的联合循环和单循环燃气轮机等设施的燃气电厂，可以取代燃煤电厂供应基本发电量，并可在日后随可再生能源发电占比不断提高，用作备用系统。得益于此，德国将在2050年之前或更早时候，退出煤电生产。简而言之，像扩大可再生能源发电那样，以同样坚定的决心来推进常规发电转型。

　　配备电力驱动系统的Extra 330LE飞机创下了多项世界纪录。西门子的研究预计，到2030年首架100座混合动力电动飞机将投入运营。

　　关键概念：部门联合

　　在需求方面，所有经济领域更加紧密地结合在一起。其中的关键概念是，通过电气化和利用电能转化合成燃料***齐下，实现供热、交通和工业等部门的“部门联合”。

　　譬如，如今供热的主要途径仍然是燃烧矿物燃料。这种情况将会发生改变。虽然集中供热主要利用热泵结合太阳能集热系统实现电气化，但已出现朝着借助生物质、“电阻加热器”和热泵等混合系统实现工业和区域集中供热的电气化转型趋势。如果这一趋势延续下去，这些技术可以取代***，致力于实现终的二氧化碳减排目标。显而易见，在采取这些措施的同时，还应改善楼宇保温隔热措施，以及部署楼宇自控系统。

　　交通领域在很大程度上已经实现电气化，这主要是在公共交通领域：铁路、地铁、火车，甚至越来越多的公共汽车。但汽车，特别是***车，也需要转型——考虑到2017年仅德国的汽车保有量就高达4500万辆，而在范围内，截至2015年的数据为近9.5亿辆，这可不是个轻松的任务。西门子意见书指出，2030年之后，采用电能转化合成燃料的电动汽车将开始占到较大比例。

　　如果碳排放在所难免……

　　另一方面，理想情况下，货运应当从公路转移到铁路，如德国“Agora交通转型”（Agora Verkehrswende）倡议的***所呼吁的，但迄今为止这一趋势尚未成型。不过，卡车也可以采用混合动力解决方案，如电池和采用氢燃料和电能转化合成燃料的发动机。不仅如此，西门子的电气化高速路电车高架线系统，也很可能带来的灵活性。除公路运输之外，空运和海运脱碳亦至关重要。譬如，飞机应当越来越多地使用混合动力电动推进系统和合成燃料；西门子的研究预计，到2030年，首架100座混合动力电动飞机将投入运营。

　　在工业部门，脱碳不仅涉及供热，还牵涉到生产新产品，如化工行业生产化肥、塑料或清洁剂，这些生产活动仍主要采用矿物燃料。如果不能完全杜绝排放二氧化碳，比如水泥生产就是这种情况，那么，应当借助碳捕集和封存（CCS）技术，将二氧化碳分离出来并加以封存。CCS可以帮助实现90%以上的二氧化碳减排率。

　　杜塞尔多夫市Lausward电厂的Fortuna联合循环发电装置配备了西门子燃气轮机，它是世界纪录的保持者。

　　这样看来，在经济的各个领域推进电气化转型应是大幅降低温室气体排放量的***途径。但是，如果不在减排的同时提高能效，《巴黎协定》的宏伟目标将无法实现。高能效电力驱动系统、热泵、楼宇自控系统、火车等等，以及发电本身，都是如此。譬如，在适用情况下，工业部门都应当使用热电联产（CHP）方式。正如2017年5月《科学》杂志刊登的一篇文章所强调的，到2030年，仅提高能效就可将温室气体排放量减少高达50%。

　　现在，这些创新技术能否创造一个气候变化得到控制的美丽新世界？到2100年，升温幅度能否真的控制在2摄氏度以内？尽管这些措施在技术上和经济上是切实可行的，但谁都不能打包票。正如西门子建议书及其他研究所强调的，这些举措的实施离不开***及国际社会的政治意愿。譬如，德国***构建适当的政治框架，以便确保实现加速淘汰燃煤发电。为促进实现这一目标，德国也需要扶持新的电力市场，为可再生能源发电和低排放技术***给予优惠，或者引入二氧化碳排放***限价。