用可再生能源技术应对气候变化

可再生能源技术，如用于运输的先进生物燃料，是美国缓解气候变化努力的关键

气候变化正在导致气温上升，这对人类和环境产生重大负面影响，而转向生物燃料等可再生能源有助于应对这一挑战。全球气温升高的一个后果是，造成大量伤害和破坏的极端天气事件越来越频繁。如图1所示，在美国代价最高的10个极端天气事件中，有6个发生了发生在过去10年里，累计损失超过4110亿美元(以2020年美元计算，并经通货膨胀调整)。其他四个发生在2004年到2008年之间，未来极端天气事件的成本预计会继续攀升．

图1所示。从2000年到2020年，美国的极端天气事件造成了至少10亿美元的损失。图改编自交互式气候和能源解决方案中心的工具．

此外，世界卫生组织估计在全球范围内，气候变化每年造成超过15万人死亡。这是因为除了极端天气事件外，气候变化还会导致疾病传播、粮食减产和许多其他问题。

向可再生能源转型，减少对化石燃料的依赖，是减缓气候变化影响的一种方法。虽然可再生能源曾经是一个更昂贵的选择，但新的清洁能源技术正在降低成本，帮助经济摆脱化石燃料。例如，太阳能电池板的价格减少了75%到80%2009年至2015年。由于风能和水力发电等其他可再生能源也有类似的趋势，可再生能源发电技术占了上风超过一半的新发电能力自2011年起每年在全球范围内上线。

图2。2000年和2018年美国使用的能源。图复制从2020年，皮尤研究中心．

必须做更多的工作，确保可再生能源技术成为缓解气候变化的关键因素。截至2018年，太阳能和风能占了其中的一部分不到4%自2008年以来，太阳能电池板产生的能量增加了近46倍，但仍仅相当于美国所使用的全部能源1％这个国家生产的全部能源。不幸的是，可再生能源目前只提供了总能源生产的一小部分，为了应对气候变化，这一贡献必须大幅增加。

不可再生能源仍然被频繁使用，因为它们的能量密度很高。例如，在运输部门，天然气或柴油燃料的价格大约是40倍的能量与领先的电池技术相比。为了让一辆电动汽车行驶360英里，这是一箱装满12.4加仑汽油行驶的平均距离，汽车需要一个称重的电池超过1300磅．

为了减少对石油燃料的依赖，特别是重型车辆和飞机，一个潜在的解决方案是生物燃料。生物燃料生产通过分解植物材料并将其转化为可用的燃料，如乙醇或生物柴油。玉米乙醇已经添加减少温室气体的排放。然而，制造乙醇并不是一个零碳的过程，并补充玉米乙醇的平均值略低于40%比只使用汽油的碳排放更低。玉米乙醇还依赖于可用于种植其他粮食作物的土地。研究人员目前研究如何利用入侵植物，以及不需要太多水、化肥或土地的植物，来创造下一代生物燃料。一些有前途的工厂原料选择包括大麻，柳枝稷，carrizo cane，麻疯树灌木，和藻类。新的生物技术也在研究中开发更有效的方法将生物质分解成糖类，然后微生物将其转化为生物燃料。也有正在进行的研究微生物这可以直接将植物转化为生物燃料，并使微生物产生长链、能量密集的生物燃料碳氢化合物可以用来为重型车辆和飞机提供燃料。

信息技术和创新基金会发展几个建议这可能会促进生物燃料的实施。这些建议包括:

• 在未来五年内，将对生物能源和生物制造研发的投资增加150%;
• 与能源部和农业部合作，支持在航空、航运和“其他难以电气化的运输部门”发展生物燃料
• 扩大可用于改善生物质加工的基因编辑工具的研究，增加可用于低成本生物燃料生产的植物原料的多样性。

通过提高生物燃料、风能和太阳能等可再生能源技术的效率，并进一步在可再生能源领域进行创新，美国科技界可以帮助确保可再生能源在应对气候危机的努力中发挥作用。

CSPI科学和技术政策深入探讨了国会议员比尔·福斯特(D, IL-11)和他的科学交流新成立的科学委员会．