毫无疑问，如果我们想阻止迫在眉睫的气候变化带来的灾难性影响，我们就需要采取迅速而广泛的行动来减少我们的排放。这就是为什么在地方、州和国家层面都有多项政策正在推进新的目标，以满足我们对清洁和可再生能源的需求。
“绿色新政”是国会议员亚历山大·奥卡西奥-科尔特斯和埃德·马基提出的一项决议，是最近一项旨在改造我们能源系统的国家提案。作为其10年计划的一部分，该文本包括“通过清洁、可再生和零排放能源（包括（i）大幅扩展和升级可再生能源；（ii）部署新产能）满足美国100%的电力需求”的目标。
这是一个雄心勃勃的目标，一些人称其在政治或经济上不可行，但这个想法并非新鲜事物。事实上，科学家们至少已经探索了实现碳中和的近期未来路线图十多年了。大多数技术手段已经存在。现在的问题是如何实现我们的减碳目标。
我们现在所处的位置
根据美国能源信息署2017年的数据，目前石油、天然气和煤炭占我们能源供应的80%。其余部分来自核能和可再生能源，分别占9%和11%。
即使是我们目前的可再生能源组合，也与“清洁”可再生能源的目标不太符合。生物质——包括燃烧木材、植物废料和乙醇等能源——占美国可再生能源的45%，尽管所有这些能源都会造成污染并排放二氧化碳。生物燃料作物，主要是玉米，将重新吸收这些排放，使其从生命周期角度来看比化石燃料更接近碳中和，但种植和加工玉米以生产燃料会释放大量温室气体——总体而言，虽然比燃烧汽油有所改善，但仍然是碳的净增量。
这就是为什么“清洁”、“可再生”和“零排放”等术语如此重要，并且是科学家和游说者争论的焦点。将清洁和可再生能源指定为目标，排除了生物燃料和核能，使我们的选择主要为风能、太阳能和水力发电。
我们想去的地方
尽管我们目前的能源组合以化石燃料为主，但这并不意味着100%可再生能源目标不可行。斯坦福大学土木与环境工程学教授马克·Z·雅各布森说，关于过渡到100%清洁、可再生能源，“到2030年，从技术和经济上来说是可行的。但由于社会和政治原因，可能需要更长的时间，也许要到2050年。”
雅各布森自2009年以来一直在制定向完全可再生能源过渡的计划。在他的2015年的一项研究中，他和加州大学伯克利分校的科学家们得出结论，美国到2030年可以满足80%的电力需求，到2050年可以满足100%的电力需求，这些需求将由风能、水能和太阳能提供。该研究得出结论，2050年的能源需求将“通过30.9%的陆上风能、19.1%的海上风能、30.7%的大型光伏（PV）、7.2%的屋顶光伏、7.3%的带储能的聚光太阳能（CSP）、1.25%的地热能、0.37%的波浪能、0.14%的潮汐能和3.01%的水力发电来满足。”
2017年，雅各布森将这项分析扩展到139个国家，得出的结论是，这些国家到2050年的电力需求可以完全由风能、太阳能和水能满足。2018年，他进一步证明，即使可再生能源具有间歇性和波动性的特点，也可以满足电力需求。
这些发现可能看起来有些遥远，但它们并非仅限于雅各布森的团队。他的研究是发现到2050年可再生能源几乎可以满足所有电力需求的37项研究之一。这些研究包括11个独立研究小组的发现，其中包括来自丹麦、哥伦比亚、日本和澳大利亚的科学家。“实际上分析100%可再生能源系统的人，”雅各布森说，“他们几乎一致认为这是可能的。”
转型可能是什么样子
要实现到2050年100%清洁和可再生能源的目标，我们需要关闭所有现有的燃煤和天然气发电厂，并用可再生能源供电的发电厂取而代之。所有家庭都需要进行改造，配备电器，并将燃气供暖替换为热泵。我们的汽车、公共汽车和火车需要转换为电力或氢动力。雅各布森说，目前我们还没有开发出电动飞机或船舶，这可能要到2030年以后才能实现，这是完全可再生能源系统面临的挑战之一。
大规模扩展我们目前微不足道的“可再生”基础设施听起来令人望而生畏，但雅各布森指出了一些已经致力于碳中和的城市和州作为例子。例如，本月早些时候，洛杉矶市长埃里克·贾西迪取消了三个天然气发电厂的计划，促使该市电力部门追求清洁和可再生能源基础设施。这一举动发生后不久，加州就通过了到2045年使用完全零排放能源的目标（尽管该措施的措辞允许核能）。总的来说，雅各布森说，联邦指令（如更严格的排放法规）和财政激励措施的结合可以推动全国范围内的类似变革。
新能源系统的成本
雅各布森说，总的来说，全国性的能源转型将花费15万亿美元。但他补充说，“这比现有系统便宜得多——社会成本大约是现有系统的八分之一，直接能源成本大约是现有系统的一半，所以不做确实很愚蠢。”
在降低能源成本方面，要考虑到电力比燃烧更有效率。在燃气汽车中，只有大约20%的燃料能量用于驱动车轮——其余的以热量的形式损失。在电动汽车中，大约80%的能量用于移动。“所以如果你实现了交通电气化，你只需要四分之一的能源，”雅各布森说。通过将燃气供暖替换为更高效的热泵，削减用于提炼和运输化石燃料的能源，以及其他效率升级，这种节省将使未来几年的能源成本降低约一半。
至于雅各布森的“社会成本”，它们包括医疗保健费用——例如每年因空气污染造成的62,000例死亡——以及与气候变化相关的损害费用，如果我们摆脱化石燃料排放，这两者都会减少。
此外，政府不会一次性花费这数万亿美元。相反，这笔钱可能会在几十年内支出，雅各布森说，“你将在30年内收回成本。”雅各布森补充说，“当我说是15万亿美元时，这并不是政府要支付的全部款项。”“政府只会支付其中一小部分，用于激励，因为这些东西本身就能赚钱。”
潜在的障碍
阳光和风速因时间和地点而异，使得稳定供电更加困难。在雅各布森的研究中，他通过不同的选择解决了这个问题，包括建造更多的太阳能电池板和风力涡轮机来在供应不足时满足需求，以及利用电池建造储能容量。在一些国家，地热能和水力发电可以为更不可靠的燃料来源提供稳定、一致的备用。
研究美国能源路线图的研究人员倾向于认为，快速、大规模地改变我们的供应是可能的，将我们引向碳中和的未来。但一些人对大量依赖可再生能源和电池储能的计划持怀疑态度。美国清洁空气任务组织的高级顾问和执行董事斯蒂芬·布里克（Stephen Brick）和阿蒙德·科恩（Armond Cohen）在《国会山报》最近的一篇观点文章中写道：“有些人认为电池或其他能源储存可以解决这个问题。”“但是电池通常在4-10小时内储存和释放电力，而不是所需的几周和几个月。”
可变性是研究人员争论“绿色新政”等零排放目标措辞以及“清洁”和“可再生”等词语使用方式的原因之一。可再生能源排除了两种关键的零排放技术：核能和带有碳捕获技术的化石燃料燃烧。清洁能源则排除了生物燃料等污染性可再生能源。“平衡风能和太阳能与更稳定的技术，如核能、碳捕获化石燃料发电厂以及水力发电、地热能和生物质能等‘稳定’可再生能源，可以避免高昂的浪费过剩成本或大规模储能成本，”布里克和科恩写道。作者还认为，“绿色新政”的文本以及马基参议员本人的言论都表明，对有助于加快我们走向零碳未来的各种技术持开放态度（文本本身并未提及核能或碳捕获）。
电力研究机构（Electric Power Research Institute）首席技术负责人约翰·比斯特林（John Bistline）表示，建造大量的风能和太阳能将导致价格大幅下降，以至于这些行业赚不到多少钱，因此难以维持。“我们许多工作的结论之一是，很难看到经济因素本身就能驱动可再生能源，”比斯特林说，并补充说，EPRI的发现支持使用“技术包容性”的选项，如核能和碳捕获。
另一方面，雅各布森不包括核能在内，因为建造核电站需要很长时间，他说，平均需要15年才能建造和启动一个新的核电站。因此，依赖这种技术将延长期间的化石燃料使用：“如果你今天计划建造核电站，它要到2034年才能投入使用，所以它甚至无法帮助实现‘绿色新政’的2030年目标。”他补充说，核能和碳捕获技术都比可再生能源更昂贵。此外，雅各布森说，推广核能和技术解决方案的智库往往与这些行业有经济联系。事实上，电力研究机构2016年的一份纳税申报单表明，该组织薪酬最高的一些独立承包商是专注于核能的能源公司。
如果“绿色新政”的目标继续获得关注，那么争论的重点将不再是能否大幅减少排放，而是如何实现这些目标。
