巴西的甘蔗種植者將多餘的甘蔗轉化為乙醇，以及中國的城市居民透過太陽能熱水器享用熱茶，他們可能沒有意識到，他們正處在國際科學家小組希望看到的未來發展的前沿。總部位於阿姆斯特丹的國際科學院理事會（一個由150個國家科學和工程院組成的團體）本週釋出了一份報告，詳細說明了各國如何從燃燒煤炭和其他排放溫室氣體的燃料轉向更清潔的能源，同時為全球數十億依賴木炭、柴火甚至糞便作為燃料的人們引入現代能源形式。
“大約有16億人無法獲得電力，”加州勞倫斯伯克利國家實驗室主任、諾貝爾獎得主、撰寫這份報告的專家組聯合主席物理學家朱棣文指出，這份報告由中國和巴西政府委託。“能源問題對不同的人意味著不同的事情。”
他補充說，在發達國家，“在未來幾十年裡，節約和能源效率仍將是世界在可持續能源道路上最重要的舉措”。像中國和巴西這樣的發展中國家需要“跳過我們在西方，比如在美國所走過的道路，我們那裡有蔓延的郊區和漫長的通勤。”
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這份名為“指引道路：邁向可持續能源未來”的報告，探討了如何為所有人帶來現代能源，同時控制全球二氧化碳和其他溫室氣體的排放。根據國際能源署的資料，目前世界正走在一條到2030年僅石油燃燒就增加40%的道路上，這將導致二氧化碳排放量相應增加55%。
目前，化石燃料，主要是煤炭和石油，提供了世界約80%的能源需求，僅已知的煤炭儲量就足以在目前的消耗水平下為世界供電數百年。但燃燒這些燃料每年會向大氣排放超過80億公噸的二氧化碳。
該報告呼籲進行大規模投資——將目前全球約90億美元的能源研發預算增加一倍，並在未來十年內實施改進的能源效率、碳捕獲和儲存技術，以及部署可再生能源。“能源節約將是第一要務——透過交通、生活方式以及建築，”中國科學院副院長、專家組成員李靜海說。
國際應用系統分析研究所全球能源評估聯合總裁、專家組成員蓋德·戴維斯認為，任何可持續能源未來的“基石”將是碳捕獲和儲存。“我們離任何商業化意義都還很遙遠，”他說。
為了使諸如具有碳捕獲和儲存的整體氣化聯合迴圈燃煤電廠等技術進入經濟主流，需要碳價格。專家組估計必要的價格為每公噸碳100至150美元，或每公噸二氧化碳27至41美元。“我們現在正在做一點[碳捕獲和儲存]，但主要是在提高石油採收率的水平上，每年幾百萬噸，”朱棣文說。“如果這將成為控制碳排放的重要組成部分，它將必須達到每年10億到100億噸的規模。”
與此同時，發展中國家所做的選擇將在很大程度上決定能源使用和碳排放是繼續上升還是開始趨於平穩。專家組希望這些國家能夠透過安裝更高效、更清潔的基礎設施，跳過工業化國家的發展道路。“發展中國家不必遵循使我們陷入這場噩夢的工業化國家的道路，”專家組聯合主席、巴西聖保羅州前環境國務秘書何塞·戈登伯格說。“他們可以立即跳到前面，使用現代技術，比如手機，”手機在發展中國家很大程度上取代了固定電話。
中國以每週一座的速度建造燃煤電廠的情況並非如此。另一方面，巴西已經設法用甘蔗製成的乙醇提供了其40%的運輸燃料，並幫助開發了現在允許美國司機在汽油和生物燃料之間切換的彈性燃料技術。通用汽車在中國的分公司開發了更節能的汽車，這些汽車可以出口回公司的總部國家。而材料技術的進步，例如混合陶瓷/鋼，可以幫助提高新型燃煤電廠的溫度，從而提高效率並降低二氧化碳排放量。
此外，風能和太陽能等可再生能源可以在傳統的發電形式之外發揮越來越大的作用。“在許多小城市，他們也使用太陽能進行烹飪、加熱和沐浴，”劉說。“不是大規模的太陽能發電，而是分散式太陽能，這對家庭來說更方便，更具成本效益。”
專家組認為，此類技術和管理改進，以及對碳進行定價，可以幫助推動能源轉型，併為遏制大氣中不斷增加的二氧化碳水平帶來一些希望。“我們學得越快，”戴維斯說，“它就越便宜。”