Một lá thư của Bill Gates về tình trạng chuyển đổi năng lượng sạch vào năm 2023 và lý do ông lạc quan về con đường phía trước.
Xem toàn bộ Trạng thái chuyển đổi năm 2023 tại đây.
Đối với tôi, năm 2023 là một năm có sự bất hòa về khí hậu.
Một mặt, mỗi tuần dường như lại mang đến một thảm họa thiên nhiên mới xảy ra trong thế kỷ - hỏa hoạn ở Hy Lạp và Maui, những đợt nắng nóng chết người ở Ấn Độ, hạn hán ở Kenya, bầu trời chuyển sang màu cam ở New York - và cả thế giới nữa. đã bơm nhiều khí nhà kính (GHG) vào khí quyển hơn bất kỳ năm nào trước đó.
Mặt khác, năm đó khiến tôi cảm thấy hy vọng hơn bất kỳ thời điểm nào trong hai thập kỷ làm việc để đối phó với biến đổi khí hậu.
Tại sao? Một từ: Đổi mới.
Khi tôi thành lập Breakthrough Energy vào năm 2015, dường như rất ít người đang nói về cách R&D có thể giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Thay vào đó, thế giới đã thống nhất xung quanh hai chiến lược giảm phát thải khí nhà kính. Đầu tiên chỉ là yêu cầu mọi người làm ít hơn. Xây dựng ít hơn. Bay ít hơn. Lái xe ít. Mua ít hơn . Không lãng phí là điều rất quan trọng, nhưng khiến cả thế giới nhìn lại thực tế của cuộc sống hiện đại không phải là một chiến lược hiệu quả hoặc công bằng để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Điều này đặc biệt đúng đối với những người không có đủ vốn ngay từ đầu - vì họ thường đóng góp ít nhất vào cuộc khủng hoảng khí hậu và đang đấu tranh để nâng cao mức sống cơ bản cho gia đình và cộng đồng của họ.
Chiến lược thứ hai là dựa vào số lượng hạn chế các công nghệ điện sạch mà chúng ta có vào thời đó, như tua-bin gió và tấm pin mặt trời. Nhưng điện chỉ chiếm khoảng 1/4 tổng lượng phát thải khí nhà kính. Phần còn lại đến từ các nhà máy luyện than để sản xuất thép, nông dân bón phân để trồng trọt và hàng nghìn hoạt động hàng ngày khác. Tôi tự hỏi tại sao không có nhiều người phát triển công nghệ mới để giải quyết những vấn đề này?
Tám năm sau, tôi không còn hỏi câu hỏi đó nữa. Bối cảnh đổi mới khí hậu đã thay đổi hoàn toàn. Không quá lời khi nói rằng chúng ta đang ở giai đoạn đầu của Cách mạng Công nghiệp Sạch .
Năm hoạt động trong nền kinh tế toàn cầu - xây dựng mọi thứ, trồng lương thực, giao thông vận tải, sản xuất điện và giữ ấm và mát cho các tòa nhà - chiếm 100% lượng khí thải GHG và trong mỗi hoạt động đều có các công ty khởi nghiệp mới phát triển công nghệ để khử cacbon.
Tôi gọi đây là “năm thách thức lớn” và nếu tôi phát hành thẻ báo cáo đổi mới, mỗi người sẽ nhận được điểm A hoặc B cho tốc độ và triển vọng của R&D. Trên thực tế, nếu không có quá nhiều nguồn phát thải - ví dụ như nếu có một hoặc hai thách thức lớn, thay vì năm - chúng ta sẽ đi đúng hướng để đạt được một thế giới không phát thải trong một hoặc hai thập kỷ tới.
Thật không may, biến đổi khí hậu là một vấn đề lớn hơn và phức tạp hơn hầu hết mọi người tưởng tượng - và vấn đề này vẫn đang phát triển nhanh hơn khả năng giải quyết của chúng ta. Chúng ta cần tìm ra những cách mới để tăng tốc nỗ lực của mình - các nút chuyển tiếp nhanh để khử cacbon.
Báo cáo sau đây là ảnh chụp nhanh năm 2023 về cuộc đua này nhằm đưa lượng khí thải về 0; một bức ảnh chụp nhanh qua lăng kính của các nhà đầu tư, nhà công nghệ, chuyên gia chính sách và nhà đổi mới tại Năng lượng Đột phá - có nghĩa là sự đổi mới được đặt ngay lên hàng đầu. Trong nhiều trường hợp, tài liệu này cung cấp thông tin cập nhật về các ý tưởng, công nghệ và chính sách được trình bày trong cuốn sách năm 2021 của tôi, Cách tránh thảm họa khí hậu. Tất cả đều đáng được đầu tư và chú ý nhiều hơn, nhưng có ba điều mà chúng ta đang nói đến nhiều hơn tại Breakthrough Energy: hydro, loại bỏ carbon và lưới điện.
Tôi muốn bạn đọc về ba công nghệ này trước tiên vì chúng có thể là các nút tua đi nhanh quá trình khử cacbon. Chúng có thể giúp chúng ta giảm lượng khí thải trước nhiều thách thức lớn - và có thể là tất cả những thách thức đó.
Hydro
Không có viên đạn bạc nào cho vấn đề biến đổi khí hậu, nhưng hydro đã đến gần. Nguyên tố dồi dào nhất trong vũ trụ là năng lượng hóa học phản ứng thuần túy, có nghĩa là nó có thể thay thế nhiên liệu hóa thạch ở hầu hết mọi nơi chúng được sử dụng, từ thùng nhiên liệu của máy bay đến nhiều quy trình công nghiệp. (Vì lý do này, bạn sẽ thấy hydro xuất hiện trong suốt báo cáo.)
Nhiều công ty khởi nghiệp đã đạt được những bước tiến lớn trong việc sản xuất hydro, thường thông qua một quá trình gọi là điện phân. Thách thức không phải là liệu chúng ta có thể cung cấp hydro hay không - mà là liệu có nhu cầu về nó hay không. Về lý thuyết, hydro có thể đóng vai trò quan trọng trong việc khử cacbon trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế toàn cầu, đặc biệt là thông qua việc lưu trữ năng lượng theo mùa. Để đảm bảo chúng ta không bị tối khi mặt trời không chiếu sáng hoặc gió không thổi, điện có thể được chuyển đổi thành hydro, được lưu trữ trong nhiều tháng và sau đó chuyển đổi trở lại thành điện năng khi cần thiết. Vấn đề là những thị trường hydro này chưa phát triển đủ nhanh.
Loại bỏ carbon
Ngay cả khi nhân loại ngừng thải khí carbon dioxide (CO2) vào ngày mai, vấn đề biến đổi khí hậu cũng không thể được giải quyết - bởi vì vẫn còn lượng khí thải nhà kính tương đương cả thế kỷ bị mắc kẹt trong bầu khí quyển của chúng ta. Dầu do John D. Rockefeller khoan và nhiên liệu do máy bay ném bom trong Thế chiến thứ hai đốt cháy đã không còn nữa, nhưng lượng CO2 mà chúng thải ra vẫn còn ở đây - trong không khí xung quanh chúng ta, giữ cho hành tinh của chúng ta ấm áp.
Loại bỏ lượng khí thải lịch sử này là rất quan trọng để giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu và có một cách được gọi là loại bỏ carbon dựa trên tự nhiên - trồng cây, ngăn chặn nạn phá rừng và quản lý đất và đất trồng trọt hiệu quả hơn. Nhưng việc loại bỏ dựa vào tự nhiên không bao gồm đủ lượng khí thải để trở thành một loại thuốc chữa bách bệnh và rất khó đo lường. Mặt khác, việc loại bỏ carbon được thiết kế, bao gồm thu giữ không khí trực tiếp, mang lại những dấu hiệu tiến bộ rõ ràng hơn nhiều, nhưng nó cũng cực kỳ tốn kém đối với hầu hết thế giới, khiến nó gần như không thể mở rộng quy mô. Một mô hình lai có thể là giải pháp hứa hẹn và tiết kiệm chi phí nhất hiện nay.
Điều quan trọng là phải hiểu rằng việc loại bỏ carbon không phải là cái cớ để tiếp tục phát thải hoặc làm chậm quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế năng lượng sạch - chúng ta cần tiếp tục đổi mới nhanh nhất có thể. Nhưng rõ ràng rằng việc loại bỏ carbon sẽ là một công cụ cần thiết phải có trong bộ công cụ của chúng ta.
Tuy nhiên, toàn bộ ngành quản lý carbon vẫn còn rất non trẻ, với những công nghệ đắt đỏ nhất (và tệ nhất là không hiệu quả). Các nhà đầu tư, nhà đổi mới và chính phủ sẽ phải tiếp tục khám phá lĩnh vực này dù biết rằng họ có thể đi vào ngõ cụt. Việc loại bỏ carbon rất quan trọng đối với tương lai của chúng ta.
Truyền tải điện
Một thành phần cốt lõi của chiến lược không có lưới trên thế giới là “điện khí hóa mọi thứ”: chẳng hạn như thay thế các phương tiện chạy bằng khí đốt bằng phương tiện chạy bằng pin, sau đó sạc pin ô tô đó bằng điện sạch.
Bước đầu tiên của quá trình này là sản xuất nhiều điện sạch và thế giới đã đạt được tiến bộ đáng kể, triển khai 280 gigawatt chỉ riêng trong năm ngoái - gấp khoảng 23 lần mức tiêu thụ điện của Thành phố New York. Đó là bước thứ hai — truyền điện đó đi khắp mọi nơi — nơi chúng ta đang vấp ngã.
Ở phần lớn thế giới, lưới điện chưa được xây dựng hoặc đã lỗi thời một cách đáng tiếc, một vấn đề hạn chế tác động của mọi tuabin gió, trang trại năng lượng mặt trời hoặc nhà máy hạt nhân mới có thể gặp phải. Đạo luật giảm lạm phát (IRA), vừa được thông qua ở Hoa Kỳ, dự kiến sẽ cắt giảm lượng khí thải khoảng một tỷ tấn - miễn là có lưới điện hoạt động. Nếu không, IRA có thể chỉ đạt được 20% dự báo đó.
Ở mọi quốc gia, chúng ta cần xây dựng các mạng lưới điện mới, thông minh hơn — hệ thống đường cao tốc liên bang để cung cấp điện — có thể cung cấp năng lượng điện áp cao từ các nguồn mới, không có lưới điện một cách đáng tin cậy cho người dân ở khắp mọi nơi.
Cái gì tiếp theo? Đề thi khó hơn, thực tế hơn
Theo nhiều cách, truyền tải điện báo trước giai đoạn tiếp theo trong cuộc chiến vì khí hậu của chúng ta. Công nghệ mới chắc chắn có thể giúp cải thiện lưới điện của chúng ta. Các kỹ sư có thể phát minh ra những đường dây điện tiên tiến hơn, truyền tải nhiều năng lượng hơn. Nhưng thực sự, truyền tải là một vấn đề về quy mô - không phải là một vấn đề về đổi mới:
Ngay cả khi bạn phát minh ra đường dây điện mới, làm thế nào bạn có được giấy phép xây dựng chúng?
Liệu các chính phủ có tạo điều kiện dễ dàng hơn cho việc vận chuyển điện qua biên giới?
Những câu hỏi như thế này sẽ ngày càng quyết định mọi việc sẽ trở nên tồi tệ như thế nào. Những nhà đổi mới về khí hậu lẽ ra phải được chấm điểm xuất sắc cho công việc của họ trong phòng thí nghiệm, nhưng trong những năm tới, tất cả chúng ta sẽ phải đối mặt với một kỳ thi thực tế khó khăn hơn nhiều - đưa những đổi mới đó vào thế giới thực .
