走过漫长的岁月，经历了第一次工业革命、第二次工业革命以及随之而来的信息化革命，我们终于走到了今天。我们享受着科技带来巨大便利的同时，我们也在以前所未有的速度消耗着能源，二氧化碳的排放也在急剧地使地球的环境恶化。
物种的灭绝，冰川的融化，极端天气的增多，自然界的种种现象都在告诉我们，是时候关注气候问题了，你不行动起来保护自然，自然就反噬消灭你。2016年4月22日，170多个国家领导人齐聚纽约联合国总部，将共同签署气候变化问题《巴黎协定》，该协定为2020年后全球应对气候变化行动作出安排。《巴黎协定》长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。
2020年9月11日，Joule在线发表了麻省理工学院化学系John Deutch教授的评论文章“Is Net Zero Carbon 2050 Possible?”，文章分析了要在2050年实现净零排放的前提条件以及重重困难，作者觉得在如此短的时间内，实现这么巨大的变革是不可能的。而单单在美国的话，如果政府和各个部门齐心协力，可能能达到净零排放的目标。
到2050年实现二氧化碳零排放的目标，是否就能确保世界实现升温低于2℃目标?如果是这样，是否有可能美国和世界同步实现2050年零碳排放的目标?不幸的是，这两个问题的答案都是“NO”。
有人怀疑，人为温室气体的减排速度和规模不足以达到2℃的目标，这已将人们的注意力转向净零排放目标，即在减少大气排放和消除温室气体之间取得平衡，通过新的“负排放”技术从大气中吸收二氧化碳。
许多人主张制定一个到2050年实现二氧化碳零排放的严格目标，以加强执行力，避免普遍的气候破坏。几个司法管辖区已通过法律强制实现这一目标包括马萨诸塞，纽约和加州已经设定了本世纪中期零碳经济的目标，欧盟已采取了一项脱碳战略，以在2050年前实现零碳经济。领先的私营企业和组织承诺到2050年实现零碳运营。如果民主党在今年11月赢得白宫和参议院席位，气候和能源界将有望提出一项重大倡议，呼吁美国经济在本世纪中叶实现碳零净增长。
实现2050年的净零排放目标并不能确保气温保持在巴黎协定的上限之下
这样的目标是现实的还是不切实际的？如果这些目标是有希望的，它们会带来更大的努力吗?而当这些目标被证明是失败的时候，它们会导致投资者和公众对政府更加怀疑吗？到2050年的净零目标与到2100年将平均气温上升控制在2℃或1.5℃以下的目标有什么关系?
任何时候的全球平均气温升高都与大气CO2浓度c(t)的对数变化成正比（遵从以下公式）：
平衡气候敏感性系数ε，是浓度升高一倍而增加的温度，由于气候反馈机制具有很高的统计变异，ε通常介于1.5和4.5之间。
到2020年，二氧化碳浓度将达到400ppmv左右，比前工业化时期的气温升高1.1摄氏度。2100年的温度升高将取决于浓度c(2100)。假设到本世纪末，世界气温将保持在1.5、2、3摄氏度以下。采用平衡气候敏感性ε=3.0，浓度c(2100)必须保持低于449 ppmv，503 ppmv和635 ppmv。如果平衡气候敏感性被瞬态气候敏感性ε(T)~1.9代替，浓度必须保持低于480 ppmv, 576 ppmv和830 ppmv。
在2050年实现净零排放的一种极端情况是，在2020年到2050年之间，大气排放以每年2.5 ppmv的恒定速度持续，然后在2050年突然降为零。由此产生的碳浓度c(2050)=475 ppmv，完全在上述各种2100年结果的碳预算范围之内。Lowe和Bernie详细讨论了保持在指定温度上限以下的概率与气候敏感性的变化性之间的关系。
然而，统计气候敏感性的变化增加了一个额外的变量，例如IPCC报告平衡气候密度范围在于该地区1.5<ε<4.5。如果这个统计变异起源于反馈，δT的概率密度将可能出现“肥尾”，后果更严重，有可能超过温度上限。
全球净零需要消除所有的二氧化碳，并最终消除所有其他温室气体的排放，如CH4和N2O，这意味着从根本上重组全球能源体系，以满足所有能源的使用，电力、运输、制造业和工业运营，住宅、商业楼宇及农牧林业用地。这是一项艰巨的任务，因为这些活动的规模(占全球GDP的很大一部分)，以及实现这些变化所需的投资规模都是巨大的，在经济、政治和社会制度不同的国家之间有广泛的国际贸易流动，运输燃料、货物和服务。这些流动影响排放发生的地点。时间也是一个挑战。以需要改变的规模来看，30年是非常短的时间。
每年的费用令人生畏。欧盟估计这将需要直到2050年投资持续达到GDP的2.8%。国际能源署(IEA)和国际货币基金组织(IMF)最近提出了一项雄心勃勃的能源行业全球可持续复苏计划，建议未来三年每年支出1万亿美元，约占全球GDP的1%。
美国每年的GDP约为20万亿美元，其中3.5%用于各种投资，其中约有一半，即3,500亿美元用于能源。在国际能源署提出的这一计划中，美国的合理份额是每年2000亿美元。在美国目前的能源投资水平上增加这一数额显然是负担得起的，尽管在美国正从COVID-19的经济衰退中复苏之际，这是难以接受的。美国和其他富裕国家可以承受巨大的净零转型成本。
联合国气候变化框架公约(UNFCC)，这个全球气候政策和项目可用的治理结构，还没有被赋予规划和实施全球净零计划的权力和责任。UNFCC也没有资金或技术能力来处理这一范围的问题。它的主要优点一直是而且将继续是提供一个场所和一个进程——缔约方年度会议（COP）——让具有不同利益和优先事项的100多个成员国参与其中。自1992年《京都议定书》签署以来，UNFCC采取了近半个世纪的渐进方式，指望它能有效地引领全球零碳排放净值倡议是毫无希望的。的确，人们对2015年备受赞誉的成果感到失望，《巴黎协定》缔约方第21次会议引发了对不同净零排放方式的紧急呼吁。
此外，指望非洲、亚洲和其他地区迅速增长的新兴经济体通过一个2050年净零目标是不合理的。这些经济体的社会和经济目标是争夺现有资源，要取得进展，就需要从发达经济体转移大量资源，但它们没有履行过去的承诺，而且对管理这种援助的机制仍有很多争论。
总而言之，美国有可能在2050年实现净零排放，但对许多快速增长的新兴经济体来说，这种可能性微乎其微。世界十大CO2排放国中，除了美国，日本、德国、韩国、沙特阿拉伯和加拿大也有能力遵守；俄罗斯的参与值得怀疑。然而，由于全球大多数主要排放国都设立了2050年零碳排放的目标，温度升高在2100年之前保持在2℃以下是可能的。
John Podesta和Todd Stern恰当地敦促说，最好的前进道路是——美国和其他富裕国家一道，带头承诺到2050年实现零碳排放，一个更可行的目标是为北美设定2050年净零排放的目标。如果成功的话，这将是一个强有力的模式，可以将气候政策联盟结合起来，弥合发达国家和发展中国家的利益。
美国要想实现零碳排放，就必须向基本全电力经济转型。这种转变始于电力系统的深度脱碳，利用可再生发电的巨大普及——尤其是风能和太阳能。当可变可再生电力的渗透率超过70%时，需要采取额外措施以满足负荷需求。这些措施包括建设可再生能源发电能力、部署存储系统、增加输电线路和需求侧管理。二氧化碳减排成本对于大幅减排是合理的，但如果超过80%的减排，成本则会大幅增加，其原因是单位资本成本随着渗透率的增加而趋于平稳，而容量因素则急剧下降。
当深度无碳电力实现并可扩展时，下一步就是尽可能地实现交通部门的电气化，这两个步骤加在一起最多可以减少美国80%的温室气体排放。另外20%的二氧化碳排放来自农业和一些工业活动（建筑、建筑和电力制造）将更具挑战性。在较大幅度减少排放的情况下，将需要净负排放技术来达到净零，以保存某些用途的化石燃料，例如飞机燃料、化学燃料、农业和畜牧业。
创新在净零主动性中扮演着重要的角色，必须继续在提高能源效率和清洁能源技术方面取得进展。负排放技术，例如造林/再造林、生物能源和二氧化碳直接空气捕捉(DAC)，都处于技术准备的早期阶段，但对大气二氧化碳去除很重要。为了实现2050年的目标，将需要进行积极的、资金充足的研究、开发和示范工作。
到目前为止，尽管经过多年的努力，还没有证明有可能部署两项大规模的零碳能源技术:商用核电和碳捕获利用与存储(CCUS)。生物能源和DAC负排放技术需要可用的CCUS选项。实用和经济的CCUS选择也将带来机遇，尽管对清洁煤和天然气发电来说可能成本高昂。
目前，净零倡议由高水平目标组成，由致力于气候政策的个人和组织热情倡导，强调领导的必要性，整个政府行动，动员公共和私营实体，以应对全球存在的气候变化威胁。然而，并没有具体的计划列出了时间表来推进新的负排放技术，设计所需的广泛的监管和市场变化来适应全电动经济，再平衡联邦和州当局的责任，处理零排放的美国和温室气体排放国之间的贸易问题。
向需要大量资金周转的全电力经济转型，不太可能通过渐进的方式实现。30年的时间并足够进行这种规模的变化。行政分支机构组织和私营部门有必要进行根本改革，因为在私营部门，竞争公司之间的投资决定是基于价格信号，还有国会监督。在公众的理解和支持下，变革的程度和速度可与战争时期的要求相媲美。
美国要想成功实施2050年零碳排放计划，必须投入大量新资源，有效动员政府、私营部门和能源消费者。如果是这样，美国将重新获得其全球气候领导者的地位，并能在国际气候事务中发挥重要作用。2021年新的美国政府可能采取的策略是与亚洲最大的排放国——中国和印度进行合作，来降低排放，但是困难重重，因为目前的两党都不信任中国。
此外，美国应该加入IEA和IMG，为处于风险中的欠发达国家提供融资。如果新的资源和动员的前提条件不能可靠地到位，美国的2050净排放为零的目标将不会实现，全球的净零倡议也不应该尝试。
【文献信息】
Is Net Zero Carbon 2050 Possible? Joule, https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(20)30405-0
John Deutch是麻省理工学院的名誉教授，自1970年以来一直担任该学院的教员。他曾担任过化学系主席、理学院院长和教务长。卡特政府时期，他曾担任能源研究主任(1977-1979年)、能源技术代理助理部长(1979)和美国能源部副部长(1979-1980年)。他曾是总统核安全监督委员会(1980- 1981)、白宫科学委员会(1985-1989)、总统科学技术顾问委员会(1997-2001)和能源顾问委员会(2008-2016)的成员。John Deutch在能源和环境的技术和政策方面发表了广泛的文章，他是几家能源公司的董事会成员或技术咨询委员会的成员。
详情可见：http://web.mit.edu/chemistry/deutch/biography.html
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