前言
从510亿吨到零排放

关于气候变化，你需要知道两个数字：第一个是510亿，第二个是0。

510亿是全球每年向大气中排放的温室气体的大致吨数。观察每年的温室气体排放数据，或略高或略低，但总体呈上升趋势。这就是我们今天的境况。

“0”是我们需要达成的目标。要想阻止全球变暖，要想避免气候变化的最坏影响——这些影响将是非常糟糕的，我们人类需要停止向大气中排放温室气体。

这听起来很难，实施起来也确实不容易。我们从未开展过如此大规模的全球行动，每个国家都需要改变自己的方式。事实上，现代生活中的每一项活动（种植、制造和出行）都涉及温室气体排放，而且随着时间的推移，越来越多的人将会转向这种现代生活方式。当然，这是好事，因为它意味着人们的生活正变得越来越好。然而，如果除此之外其他一切都没有改变，那么这个世界将会继续产生温室气体，气候必将持续恶化，它对人类造成的影响极有可能是灾难性的。

但“除此之外其他一切都没有改变”只是一个大的假设，我相信事情是可以改变的。我们已经有了一些我们需要的工具，至于那些现在还没有的，以我个人对气候和技术的了解，我很乐观地认为我们可以发明它们，并对它们加以部署。如果我们的行动足够迅速，那么气候灾难是可以避免的。

本书讲的就是如何避免这一灾难，以及为什么我认为我们可以做到这一点。

20年前，我从未想到有一天自己会公开谈论气候变化问题，更别提写这么一本书了。我学的专业是软件工程，而不是气候科学。我现在的专职工作是和妻子梅琳达一起经营比尔及梅琳达·盖茨基金会（简称“盖茨基金会”）。在这个高度聚焦的机构，我们重点关注全球健康及发展和美国教育问题。

我是以一种间接的方式，也就是通过能源贫困问题，开始关注气候变化的。

21世纪初，在盖茨基金会刚刚起步时，我开始到撒哈拉以南非洲和南亚地区的低收入国家旅行，以便更好地了解当地的儿童死亡率、艾滋病病毒感染情况及其他一些我们正致力于解决的重大问题。我的心思也并不总是放在疾病上，我常飞去大城市，伫立窗前，眺望窗外，我就会想：“为什么那里一片漆黑？我在纽约、巴黎或北京看到的灯光都去了哪里？”

在尼日利亚拉各斯，我走过没有灯光的街道，看到人们就蜷缩在用旧油桶改装后点燃的炉火旁。在偏远的村庄，梅琳达和我遇到过一些妇女和女童，她们每天都会花好几个小时捡拾木柴，以便在家中生火做饭。我们见过借着烛光做作业的孩子，因为他们家里没有电力照明（见图0—1 ）。

我了解到，全球约有10亿人无法获得可靠的电力供应，而这其中有一半生活在撒哈拉以南非洲地区。（现在的情况较彼时已略有改善。今天，全球约有8.6亿人还没有用上电。）我想到了盖茨基金会的核心理念——“每个人都应该有机会过上健康而富有成效的生活”，然而如果你所在地区的诊所因冰箱不能运转而无法做到疫苗的冷储存，那么要过上健康的生活又谈何容易。如果你所在的办公室、工厂和呼叫中心没有规模庞大的、可靠的、可负担得起的电力供应，那么那里就绝无可能构建一个人人都拥有就业机会的社会。

大约在同一时间，已故科学家、剑桥大学教授戴维·麦凯（David MacKay）给我看了一张图（见图0—2 ），它展示了居民收入和能源消耗之间的关系，也就是一国人均收入与该国国民能源消耗之间的关系。这张图的横轴标示着各国的人均收入状况，纵轴标示着各国的能源消耗情况，两者之间的关联关系一目了然。

随着所有这些信息的积聚和沉淀，我开始思考这个世界怎样才能让贫穷国家的民众用上可靠的、可负担得起的能源。让盖茨基金会去解决这样一个重大问题并没有意义——我们需要它专注于自身的核心使命，但这时我开始同一些发明家朋友讨论我的想法，并进一步阅读了与该问题相关的资料，其中就包括科学家、历史学家瓦科拉夫·斯米尔（Vaclav Smil）撰写的多部令人大开眼界的作品，我从中了解到能源对现代文明的极端重要性。

在那个时候，我还没有觉得我们需要实现零排放目标。对温室气体排放负有主要责任的富裕国家已经开始关注气候变化问题，我认为这已经足够。在我看来，我要做的就是发起倡议，帮助贫困群体用上他们可负担得起的可靠能源。

首要的一点是，他们是最大的获益者，拥有更廉价的能源不仅意味着他们在夜晚可以开灯，而且意味着他们种田时可以用上更廉价的肥料，建房时可以用上更廉价的水泥。但在气候变化问题上，贫困者是最大的输家，他们大多是挣扎在贫困线上的农民，经受不起更多的旱灾和洪灾。

2006年年底，我遇到了微软的两位前同事，当时他们正着手成立专注于能源和气候问题的非营利组织。正是从那时起，这些事情对我来说开始发生变化。他们邀请了两位非常精通能源和气候问题的科学家，一起向我展示温室气体排放与气候变化之间的关联数据。

我知道温室气体正导致全球气候变暖，但我以为周期性变动或其他因素会以一种自然的方式阻止真正的气候灾难发生。另外还有一点是我难以接受的，那就是只要人类继续排放温室气体，全球温度就会持续不断地上升。

我多次带着后续问题跟这个四人组会面，最终达成共识：这个世界需要更多的能源，才能使贫困群体走上富裕道路，但在提供这些能源的同时，我们不能以增加温室气体的排放为代价。

现在，问题看起来更棘手了。仅仅为贫困群体提供廉价、可靠的能源还不够，我们也很难保证这都是清洁能源。

我不断学习一切与气候变化相关的知识。我会见了气候、能源、农业、海洋、海平面、冰川、电力输送等领域的专家，翻阅了联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布的报告，正是在该委员会的推动下，全球达成了应对气候变化的科学共识。我观看了《地球气候变化》（ Earth’s Changing Climate ），这是理查德·沃尔夫森（Richard Wolfson）教授在“伟大课程”（Great Courses）平台推出的一系列精彩视频讲座。我阅读了《天气傻瓜书》（ Weather for Dummies ），我现在依然认为它是关于天气问题值得称道的著作之一。

我开始清楚地认识到，我们现有的可再生能源（主要是风能和太阳能）在解决气候变化问题上可以发挥重大作用，但我们在部署这些能源方面所做的努力还不够。

另外还有一点也越来越清晰，那就是仅靠可再生能源，我们并不能实现零排放的目标。风不会一直吹拂，太阳不会一直照耀，而我们也没有可负担得起的、可长时间存储大量能源（比如足够供一个城市使用的能源）的电池。再者，发电导致的温室气体排放量只占全球总排放量的27%。即便我们在电池技术方面取得重大突破，我们仍需要减掉另外的73%。

几年下来，我确认了这样三件事情。

1.要避免气候灾难，我们必须实现零排放的目标。

2. 我们需要以更便捷、更聪明的方式部署已有的工具，比如太阳能和风能发电设备。

3. 我们需要开发和推广突破性技术，并借此走完剩余的路。

无论是过去还是现在，零排放都具备坚实的逻辑基础。除非我们不再向大气中排放温室气体，否则全球温度会一直上升。这里有一个特别有用的类比：气候就好比一个正在被缓缓注水的浴缸，即便我们把水调到涓涓细流的程度，浴缸早晚也会被注满，而浴缸水满之后，水自然会流到地面上。这就是我们必须阻止的灾难。设定一个仅仅减少而不是消除温室气体排放的目标是不够的，唯一合理的目标就是“0”。（关于零排放目标及气候变化影响的更多内容，参见第一章。）

但在我了解到这一切之后，我并没有打算投身其中，担起解决这个议题的责任。早前，梅琳达和我已经选择了两个领域——全球健康及发展和美国教育。我们要学习很多东西，要聘请专家团队，还要把我们的资源投出去。另外，我也看到很多名人把气候问题列入了议事日程。

虽然我对这个问题的介入越来越深，但我并没有把它作为我的首要任务。在条件允许的情况下，我参阅了相关资料，并会见了该领域的专家。我投资了一些清洁能源公司，同时斥资数亿美元成立了一家致力于设计下一代核电站的公司，力求在开发清洁电力的同时，最大限度地减少核废料的产生。我在TED大会发表了题为“创新到零排放”的演讲。但大多数时候，我重点关注的是盖茨基金会的工作。

然后，到2015年春，我决定多做多讲。我看新闻报道说，美国各地大学生举行了静坐抗议活动，要求学校从化石燃料项目中撤资。作为该运动的一部分，英国《卫报》发起了一项活动，呼吁盖茨基金会撤出投在化石燃料公司的资金。实际上，这部分投资在盖茨基金会总投资中所占的比例很小。

在《卫报》拍摄制作的视频中，来自世界各地的人纷纷要求我撤资。至于《卫报》为什么单单把盖茨基金会和我拎出来，我理解其初衷，我也很钦佩活动人士的热情。我见过抗议越南战争的学生，后来也见过抗议南非种族隔离制度的学生，我知道他们带来了实实在在的改变。在气候变化问题上，能看到这样一种力量是令人鼓舞的。

另外，我也一直在想我在旅途中目睹的一切。比如，印度有大约14亿人口，极端贫困人口规模庞大。如果跟印度人说，他们的孩子不能在电灯下学习，或者告诉他们，成千上万的印度人死于热浪是应该的，因为安装空调对环境不利，我想无论是谁，说这样的话都有失公平。我能想出的唯一解决方案就是开发廉价的清洁能源，廉价到让每一个国家都优先选择清洁能源而不是化石燃料。

尽管我欣赏抗议者的热情，但我不认为撤资行动能阻止气候变化，也不认为这样做可以帮到贫困国家的人。通过公司撤资行为来对抗种族隔离制度是可行的，因为政治制度的确会对经济压力做出反应，但仅仅靠抛售化石燃料公司的股票就想改变世界能源体系是不现实的，要知道能源行业每年的市场规模高达5万亿美元，而且这个行业是现代经济的基础。

时至今日，我依然这样认为。不过，我已经找到其他理由，这使我不再持有化石燃料公司的股票。换句话说，我不想看到这些公司的股价因我们没有开发“零碳”替代能源而上涨，我也不想因此获利。如果利益的获取是以延迟实现零排放为代价的，那我会觉得这很糟糕。所以，2019年，就像管理盖茨基金会捐助款项的信托基金一样，我也撤出了我在油气公司的所有直接投资。（我已经多年没有投资煤炭公司了。）

这是我个人的选择，也恰好是我能自己做主的选择。但我很清楚，这并不会对减少温室气体排放产生任何实际的影响。实现零排放需要一个更大规模的策略：利用我们掌握的所有工具推动彻底的变革，包括政府政策、现有技术、新发明、私人市场向广大民众交付产品的能力等。

2015年年底，我们迎来了一个有利于创新和新投资的机会：《联合国气候变化框架公约》第21次缔约方大会（COP 21）。这是联合国2015年11—12月在巴黎举办的一次大型气候变化会议。在此次会议之前的几个月里，我会见了时任法国总统奥朗德。奥朗德对邀请私人投资者参加会议很感兴趣，而我感兴趣的是把创新项目列入议事日程。我们彼此都看到了机会。他认为我可以帮忙拉到投资者。我说这可以，但如果各国政府也承诺加大能源研究投入的话，那么事情会好办得多。

这件差事未必轻松。即便在美国，能源研究领域的投资也远低于其他重要领域，比如卫生和防务。尽管有些国家适度加大了研究力度，但整体水平仍然很低。他们不愿增加投入，除非他们知道私营部门有足够的资金把想法带出实验室，进而转化成实实在在能帮到国民的产品。

但到2015年，私人资本趋于枯竭。很多先前投资绿色技术的风险资本公司选择了退出，因为这个领域的回报太低了。他们习惯投资生物技术和信息技术领域，在这类领域，成功往往来得很快，需要应对的政府监管也相对较少。清洁能源则完全是另外一回事，私人资本已经在退场。

显然，我们需要引入新的资金及一种专门为清洁能源定制的新策略。2015年9月，也就是在第21届联合国气候变化大会召开前两个月，我给二十几位熟识的投资人发去电子邮件，希望说服他们投入风险资金，弥补政府新增研究经费的不足。他们需要做长期投资——在能源领域取得突破可能需要花费几十年，还要承担高风险。为避免风险资本家重蹈覆辙，我承诺帮助建立一个由专家组成的焦点小组，对相关公司进行审查，并助力他们应对能源行业的复杂局面。

我对后续的回应感到高兴。不到4个小时，第一位投资者就回复我表示同意。两个月后，也就是到第21届联合国气候变化大会召开时，另有26位投资者加入了我的倡议计划。我们为它取了一个名字——“突破能源联盟”。时至今日，突破能源联盟已经通过其所发起的慈善项目、倡议机构和私募基金投资了40余家富有创意的公司。

政府也站了出来。在第21届联合国气候变化大会上，20个国家的首脑齐聚一堂，承诺将研究经费增加一倍。法国总统奥朗德、美国总统奥巴马和印度总理莫迪在推动这一进程方面发挥了重要作用。按照印度总理莫迪的提议，这项倡议被命名为“创新使命”（见图0—3）。今天，“创新使命”包括24个国家和欧盟委员会，每年新增清洁能源研究资金达46亿美元，短短几年时间增长就超过50%。

这个故事的下一个转折点，对本书的每位读者来说都非常熟悉。

2020年，新型冠状病毒肺炎疫情席卷全球，灾难随之发生。对任何了解流行病史的人来说，新冠肺炎疫情造成的破坏并不让人感到意外。基于我对全球卫生问题的兴趣，我对疫情暴发进行了多年的研究。这些研究让我深深意识到，我们这个世界还没有做好应对大规模流行病的准备，比如1918年那场导致数千万人死亡的西班牙流感。2015年，我在TED大会发表演讲时，以及在此后多次采访中表示，我们需要建立一个用于监测和应对大规模疾病暴发的体系，包括美国前总统乔治·W.布什在内的很多人也提出过类似的观点。

令人遗憾的是，这个世界几乎没有做任何准备。因此，在新冠肺炎疫情暴发后，我们付出了惨重的生命代价，也承受了巨大的经济损失，这是自“大萧条”以来从未有过的。这期间，虽然我没有放下与气候变化相关的大量工作，但梅琳达和我已经把应对新冠肺炎疫情列为盖茨基金会的优先事项，同时把它列为我们最主要的工作。每天，我都会跟高等院校和初创公司的科学家、制药公司的首席执行官或政府首脑交谈，看看盖茨基金会在病毒检测、疾病治疗和疫苗研发方面能提供哪些帮助。到2020年11月，我们对这场疫情的相关承诺捐助已经超过4.45亿美元，我们还开展了数亿美元的财务投资，确保疫苗、检测试剂和其他关键产品能以更快的速度进入低收入国家。

因为经济活动大幅放缓，2020年的温室气体排放量将少于2019年。正如我在前面提到的，降幅可能在5%左右。按实际值计算，这意味着全球将排放480亿或490亿吨二氧化碳当量 ，而不是510亿吨。

这是一个很有意义的降幅。如果我们每年都能以这样的幅度降低温室气体排放量，那么这个世界将变得非常美好。但令人遗憾的是，我们做不到。

不妨想一想，这5%的降幅是怎样取得的？100万人死亡，数千万人失去工作。这是任何人都不想继续或重复的境况。再者，全球温室气体排放的降幅可能只能达到5%，甚至可能低于这个数字。对我来说，值得注意的并不是此次降幅有多大，而是它有多小。

温室气体排放量的小幅降低表明，只靠少坐飞机和少开车，无法实现零排放的目标，甚至都无法实现大规模减排。在应对新冠肺炎疫情方面，我们需要新的测试手段、新的治疗方法和新的疫苗。同样，在同气候变化做斗争的过程中，我们也需要新的工具：在全球范围内，以“零碳”的方式发电、制造产品、种植粮食，以“零碳”的方式为建筑物保温降热，以及以“零碳”的方式转移人员、运送物品，等等。我们需要培育新的种子，需要开展多种创新活动，帮助这个世界上的极端贫困人口（其中很多都是小户农民）适应不断变暖的气候。

当然，这里还存在其他一些障碍，而这些障碍与科学或资金扶持毫无关系。特别是在美国，因为政治问题，气候变化领域的对话已经被边缘化。有时候，这会让我们产生一种深深的无力感，让人看不到希望。

从思维方式的角度讲，我更像一名工程师而非政治学家。对于气候变化中的政治问题，我没有解决方案。相反，我想要做的就是把对话的重点放到如何实现零排放上：我们需要把这个世界的热情及它的科学智商，部署到现有的清洁能源解决方案上，并投资新的解决方案，进而阻止温室气体排放。

我知道，在气候变化问题上，我并不是一个完美的信使。这个世界上从来都不缺既有钱又有想法的人。对于其他人该怎么做，他们有很好的想法，或者他们认为技术可以解决任何问题。而我自己住着大房子，乘坐私人飞机出行——其实我就是坐私人飞机去巴黎参加气候变化大会的，我有什么资格在环境问题上对他人说教呢？

我承认这三宗罪。

首先，我不否认我是一个有钱、有自己想法的人，同时我也知道我的想法是有见地的，而且我一直在学习。

其次，我是一个技术爱好者。别人给我一个问题，我会寻找技术手段来解决它。就气候变化而言，我知道创新并不是我们唯一需要的东西，但若没有创新，我们就无法继续维持地球的宜居环境。技术解决方案虽然不是万能的，没有技术解决方案却是万万不能的。

最后，我个人的碳足迹 出奇的高。这是事实。长久以来，我对此深感内疚和不安。我已经意识到我个人的碳排放量有多高，撰写本书也让我更清楚地认识到我有责任减少碳排放量。对像我这样担心气候变化并公开呼吁人们采取行动的人来说，减少碳足迹是最起码要做到的。

我从2020年开始购买可持续航空燃油，到2021年，这将完全抵消我和我的家人的航空碳排放量。在非航空碳排放方面，我正通过一家公司购买这方面的抵消量。该公司目前在运营一种消除空气中二氧化碳的设施（关于直接空气捕获技术的更多信息，参见第四章）。我还资助了一家非营利机构，它在为芝加哥地区的经济适用房安装清洁能源升级设备。另外，我也在寻找各种方法，力求减少个人的碳足迹。

我还投资了“零碳”技术。在某种意义上，我把这种投资当作另外一种补偿措施，用以抵消我个人的碳排放量。在该领域，我的投入超过10亿美元，我希望帮助这个世界实现零排放，我的投资覆盖可负担的、可靠的清洁能源以及低排放的水泥、钢、肉类食品，等等。在直接空气捕获技术方面，我可能是这个世界上投资最多的人。

当然，这些企业投资并没有减少我的碳足迹，但我的任何一项减排投资的成功，其所带来的减排效果都将远超我和我的家人所做的减排努力。再者，我们的目标并不是简单地让一个人补偿他的碳排放量，而是为了避免气候灾难。所以，我支持清洁能源早期阶段的研究，投资富有前景的清洁能源公司，倡导在世界范围内实施有助于实现相关技术突破的政策，并鼓励其他拥有资源的人做同样的事情。

下面是要点：虽然像我这样的重度排放者应该减少能源消耗，但从整体上来讲，我们这个世界应该更多地使用基于能源的产品和服务。使用更多的能源并没有错，前提是不产生碳排放。解决气候问题的关键在于，让清洁能源变得跟化石燃料一样廉价和可靠。为此，我付出了很多努力，希望借此实现这一目标，也希望做出有意义的改变，将每年510亿吨的碳排放量逐步减少至0。

本书给出了一条前行的道路，以及一系列我们可以采取的措施，便于人类最大限度地避开气候灾难。具体来说，它分为五个部分。

为什么是0？ 在第一章中，我将解释为什么我们需要实现零排放目标，包括我们已知的（以及未知的）全球气候变暖对世界各地的影响。

坏消息：实现零排放是一项异常艰巨的任务。 对于任何有望取得成就的计划，首要一点就是要对面临的障碍进行实事求是的评估。所以，在第二章中，我会就当前所需应对的挑战展开讨论。

在气候变化问题上，如何开展有见地的对话？ 在第三章中，我会剖析一些你可能听过但又让人感到困惑的统计数据，并与大家分享我每次在有关气候变化的对话中都会想到的问题。这些问题一次又一次地让我避开歧途，而我希望它们对你也起到同样的作用。

好消息：我们可以实现零排放的目标。 从第四章到第九章，我会逐一讲述当前技术可以发挥效力的领域，以及需要实现技术突破的领域。这是本书中篇幅最长的部分，因为所要讲述的内容实在是太多了。对于一些已有的解决方案，我们现在需要进行大规模部署，在未来几十年里，我们还需要开展大量创新活动，并将创新成果推广到世界各地。

我会在书中介绍一些我特别感兴趣的技术，但对于很多公司，我不会提及具体的名称。一方面，因为我投资了其中一些公司，我不想让人觉得我是在支持那些于我有经济利益的公司。另一方面，更重要的是，我希望人们把关注点放到这些创意和创新本身，而不是特定的业务。有些公司可能会在接下来的几年里走向破产。如果你从事的是尖端技术工作，就会理解这种情况不可避免，但它未必就是失败的标志。关键的一点是，你要从失败中吸取教训，并将这些教训应用于新的创业项目，就像我们在微软所做的那样，也好比我认识的每一位创新者所做的那样。

我们现在可以采取的措施。 我之所以写这本书，不仅因为我看到了气候变化问题，也是因为我看到了解决这一问题的机会。这并不是盲目的乐观主义。无论面对何种重大挑战，我们都已经具备三个条件中的两个：第一，我们有战胜挑战的雄心，这源于一项不断壮大的全球运动的热情，而这项运动是由深切关注气候变化问题的年轻人领导的；第二，我们有解决这个问题的宏大目标，因为世界各地有越来越多的国家和地区领导人致力于贡献自己的力量。

现在，我们需要的是第三个条件——实现目标的具体计划。

就如我们的雄心是由气候科学驱动的一样，任何切实可行的减排计划也必然是由其他学科驱动的——物理、化学、生物、工程、政治、经济、金融等。因此，在本书最后的几个章节中，我会依据所有这些学科专家的指导给出一个计划。在第十章和第十一章，我会重点讨论政府可以采取的政策；在第十二章，我会给出我们每个人都可以采取的、有助于全球实现零排放的措施。无论你是政府领导人、企业家，还是忙于生计、几无自由时间的选民（或上述全部），你都可以贡献力量，帮助这个世界避开气候灾难。

以上，是为前言。现在让我们进入正题。 hbIyaGm1BaEU0L6gQpcgxaC7e2oF7yZ2Fm4NBXdFFLY7JhLx90fsj6gtBECH7xoE