2024年1月26日，迎来首个国际清洁能源日（International Day for Clean Energy）。这一国际日的设立，旨在呼吁人们提高认识，动员各方采取行动，以公正、包容的方式向清洁能源过渡，造福人类和地球。

Part.1

国际清洁能源日的设立

2023年8月25日，联合国大会通过了一项决议，宣布每年1月26日为国际清洁能源日。1月26日是2009年国际可再生能源机构（IRENA）成立的周年纪念日。自IRENA成立以来，能源转型已成为应对气候变化、增进人类福祉、推动紧急和系统性转变的核心议题，有助于增加能源获取、减少不平等、改善能源安全以及建设繁荣和更具韧性的经济和社会。

设立国际清洁能源日意义重大，它提醒着全世界的人们牢记普及清洁能源和实现《巴黎协定》气候目标的承诺。

Part.2

面对气候变暖，要保持冷静！

根据2023年12月世界气象组织发布的《十年期气候状况报告》，2011—2020年是人类有气象记录以来最热的10年！

世界气象组织近日正式确认，2023年是有记录以来最热的年份！全年平均气温比工业化前水平（1850—1900年）高出1.45±0.12℃，大大超出此前最热年份的升温幅度，并进一步逼近《巴黎协定》所设立的1.5℃控温目标。该组织还预计，2024年的平均气温可能会更高。

刚刚过去的2023年的夏天，也是地球上有气象记录以来最热的夏天（图片来源：联合国微信公众号）

1.5℃，看似只是很小的温度变化，为什么如此重要？

根据2015年的《巴黎协定》，195个国家承诺“将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5℃之内”。该协定参考了一份实况调查报告，报告认为，在长达数十年的时间里，即使只升温1.5℃，也会给“某些地区和脆弱的生态系统”带来如极端高温和森林火灾等的高风险。

极端高温影响到人们的健康，并造成破坏性的山火。此外，强降雨、洪水、迅速增强的热带气旋也带来了一系列破坏、死亡和巨大的经济损失。世界气象组织指出，全球变暖的程度将对干旱和野火、粮食、海平面和生态系统等方面造成不同程度的负面影响。随着变暖程度的加剧，负面影响带来的后果就更严重！

长时间气温升高也增加了森林火灾的风险。2023年加拿大野火季持续超过5个月，累计过火面积超过18万平方公里，大火造成严重烟雾污染，碳排放量超过4亿多吨；2023年8月美国夏威夷州毛伊岛野火导致上百人死亡，许多历史遗迹与自然景观受到严重威胁甚至化为灰烬，成为美国百年来死亡人数最多的野火事件；同月，希腊东北部持续十余天的野火造成数十人死亡。2023年10月下旬，随着“非洲之角”地区进入雨季，该地区的肯尼亚、索马里和埃塞俄比亚均遭遇持续暴雨并引发洪灾。全球各地极端高温天气持续时间长，影响范围大，历史极值不断被突破。

为什么1.5℃至关重要？（图片来源：联合国微信公众号）

面对气候变暖带来的诸多挑战，人类应该怎么做？当然是降温！而且要冷静地降温！

2023年12月6日，联合国环境规划署领导的降温联盟（Cool Coalition）发布《保持冷静：如何在削减排放的同时满足降温需求》报告，报告规划了三大领域的可持续降温措施：被动降温（如隔热、自然遮阳、通风和反射面等）、提高能效标准（2050年全球降温设备的平均效率达到现有水平的3倍，节约30%的预估能耗）和快速逐步减少使用引发气候变暖的制冷剂（氢氟碳化物）。

遵循这些方面的措施将实现60%的减排，再加上快速实施电网脱碳，就可以将降温行业的排放减少96%。

《保持冷静：如何在削减排放的同时满足降温需求》（图片来源：联合国环境规划署）

Part.3 净零排放需要清洁能源

2021年，诺贝尔物理学奖颁给了2位通过地球气候物理建模、量化变化来可靠地预测全球变暖的科学家，其中真锅淑郎（Syukuro Manabe）的研究展示了大气中二氧化碳含量的增加如何导致地球表面温度升高；而克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）的部分研究，则被用于证明大气温度升高是由于人类排放的二氧化碳。

使用化石燃料，如煤炭、石油和天然气，是迄今为止全球气候变化最大的促成因素，占全球温室气体排放量的75%以上，占所有二氧化碳排放量的近90%。因此，我们目前的任务就是寻找低碳或零碳排放的清洁能源及高效清洁利用化石能源。

化石燃料发电厂是温室气体的最大排放源之一（图片来源：Unsplash/Ella Ivanescu）

面对气候变化挑战，清洁能源（《中华人民共和国可再生能源法》明确指出，可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，可再生能源是重要的清洁能源。）在减少排放方面发挥着举足轻重的作用，同时也能惠及缺乏可靠电力供应的社区。

至今，仍有6.75亿人无法用上电，其中五分之四生活在撒哈拉以南的非洲地区。对于无法获得清洁能源的人群来说，缺乏可靠的电力供应阻碍他们获得教育、卫生保健和经济机会，而且，有很多发展中地区在日常生活中仍然过度依赖污染性的化石燃料。

化石燃料仍然主导着全球能源生产，但可再生能源的发电量目前已占全球发电量的29%左右。

太阳能是最丰富的能源，即使在多云天气下也能利用（图片来源：联合国网站）

“十三五”时期，我国能源结构持续优化，低碳转型成效显著，非化石能源消费比重达到15.9%，煤炭消费比重下降至56.8%，非化石能源发电装机容量稳居世界第一。2020年我国可再生能源利用总量达6.8亿吨标准煤，占一次能源消费总量的13.6%；其中，可再生能源发电量2.2万亿千瓦时，占全部发电量的29.1%。

Part.4 清洁能源，向绿色低碳迈进的科技之路

2005年，在庆祝创刊125周年之际，《科学》（Science）杂志公布了125个最具挑战性的科学问题。16年之后的2021年，Science杂志发布了“新125个科学问题”——《125个科学问题：探索与发现》。其中与未来能源和气候变化相关的问题有：

（1）我们可以生活在一个去化石燃料的世界中吗

（2）氢能的未来是怎样的?

（3）能量存储的未来是怎样的?

（4）我们如何突破当前的能量转换效率极限?

（5）冷聚变有可能实现吗?

（6）我们可以阻止全球气候变化吗?

（7）我们能把过量的二氧化碳存到何处?

（8）如果地球上所有的冰融化会怎样?

2023年10月22日，在第二十五届中国科协年会主论坛上，中国科协隆重发布2023重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。其中与能源相关的问题有：

（1）如何突破新能源废料清洁高值化利用？

（2）如何在沙漠戈壁荒漠地区构建千万千瓦级新能源基地并实现安全稳定送出？

（3）适用于新型电力系统的长周期储能方式是什么？

（4）如何实现可控核聚变的稳态燃烧？

2024年1月8日，《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）发布2024年“十大突破性技术”。其中与清洁能源相关的技术就多达三个：

热泵：一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置。

增强型地热系统：一种深部地层高温岩体地热能的提取与利用关键技术。

超高效太阳能电池：如钙钛矿层叠太阳能电池，由传统的硅材料与具有独特晶体结构的材料相结合而成。

基于全世界对上述清洁能源领域科学问题的长期探索，现已形成一个全新的前沿交叉学科方向——绿色碳科学。该学科的目标是实现碳的中性平衡，包括绿色碳资源的开发与利用、化石碳资源的绿色转化与利用、排放碳资源的高效固定与利用，以及多尺度碳循环的分析与管理等四个层次。对应于绿色碳科学，一本由中国科学院青岛生物能源与过程研究所创办的科学杂志《绿碳》（Green Carbon）应运而生。

Part.5 结语

清洁能源已经走进生活，绿色低碳理念已经深入人心。在国家双碳政策的号召下，“低碳生活渐成风尚”。今天就是清洁能源日，每天都是清洁能源日！

参考文献:

1. 世界气象组织：《2022年全球气候状况报告》（State of the Global Climate 2022）

2. 世界气象组织：《十年期气候状况报告》（The Global Climate 2011-2020: A Decade of Accelerating Climate Change）

3. 联合国环境规划署：《2023年排放差距报告：破纪录——气温再创新高，但世界（再度）减排未果》（Emissions Gap Report 2023: Broken Record – Temperatures Hit New Highs, Yet World Fails to Cut Emissions (Again)）

4. 联合国环境规划署：《保持冷静：如何在削减排放的同时满足降温需求》（Keeping It Chill: How to Meet Cooling Demand, While Cutting Emissions）

5. 国际可再生能源机构网站：IRENA endorses UN resolution proclaiming 26th January as International Day of Clean Energy, calling it a meaningful step towards achieving a just and inclusive energy transition

6. 联合国网站：国际清洁能源日（1月26日）

7. 诺贝尔奖网站：2021年诺贝尔物理学奖

8. 联合国：可再生能源——为更安全的未来提供动力

9. 联合国微信公众号：2023年打破全球气温纪录 今年更热？

10. 中国新闻周刊微信公众号：中国平均气温，去年升了0.8℃？

11. 《科学》：125个科学问题：探索与发现

12. 中国科学技术协会网站：2023重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题

13. 《麻省理工科技评论》：2024年“十大突破性技术”

14. 世界经济论坛：为什么我们要把全球变暖控制在1.5℃以内？

15. 生态环境部：《碳排放权交易管理办法（试行）》

16. 国家发展改革委、国家能源局：《能源发展“十三五”规划》

17. 国家发展改革委、国家能源局：《“十四五”现代能源体系规划》

18. 国家发展改革委、国家能源局、财政部、自然资源部、生态环境部、住房和城乡建设部、农业农村部、中国气象局、国家林业和草原局：《“十四五”可再生能源发展规划》

19. 《中华人民共和国可再生能源法》

20. Green Carbon杂志：《主编寄语》

作者：辛洪川（中国科学院青岛生物能源与过程研究所 副研究员）

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