薩哈拉永續發展目標：工業、創新和基礎設施

Sarah GrundySustainable Development Innovation And Infrastructure

我們正在重新審視可持續發展在全球的發展方向。哪些技術將推動全球討論，以及哪些技術將在未來產生最大影響？詢問了麥肯錫領先的永續發展專家的想法。

1.公共電動交通。不僅是個人車主比以往任何時候，都更容易獲得電動汽車 (EV) —— 今天有 160 種電動和混合動力車型可供選擇 —— 而且市政當局也注意到了這一點。在中國，每天有 30 萬輛電動公車在城市街道上行駛。它們在中國的廣泛採用 —— 既是經濟政變也是政策政變 —— 將吸引歐洲城市效仿。儘管由於前期電池成本，這些 eBuse 的購置價格較高，但由於獨立於昂貴的柴油，它們的總擁有成本 (TCO) 較低。它們還消除了當地的顆粒物，包括 SOx、NOx 和 CO2，這些都是當今大多數城市的主要問題。

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2.電動卡車。隨著個人電動汽車搶占越來越多的市場佔有率，商業車隊可能會迅速效仿。但是為了確保有效的轉移，我們需要對總擁有成本有一個深刻的了解。幾十年前，電動卡車或「eTrucks」的廣泛採用成本，高得令人望而卻步。但今天，總擁有成本可能很快就會與柴油卡車持平，部分原因是成本競爭力日益增強，和可用的電動汽車基礎設施。我們預測，到 2030 年，電池電動商用車 (BECV) 的採用率，尤其是在輕型和中型車領域，可能會超過部分市場的電動汽車銷量組合。儘管許多重型 BECV 需要在中型車充電路線，我們的分析顯示，在熱門路線上每 80 至 100 公里設置一個充電站，就足以滿足早期採用的需求。

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3.廉價的儲能。電動汽車的新時代迅速擴大了鋰和鈷電池的市場，並大幅降低了它們的價格。鋰離子電池現在的成本為每千瓦時 200 美元，而十多年前為每千瓦時 1,000 美元。擴大的電池市場不僅僅影響電動汽車。工業和公用事業正在尋找將它們作為能源儲存解決方案的更廣泛用途。隨著電池價格的迅速下降，事實證明它們對於降低電力成本、提高可靠性和彈性，以及使電力系統更靈活地運行具有重要價值。

但廉價能源儲存的廣泛可及性，也意味著公用事業需要迅速改變。一種方法是從可變費率結構轉向接入電網的固定費用（如有線電視），特別是當消費者開始產生自己的能量時。另一個將是透過增加逐個電路的節點規劃來修改電網規劃方法。

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4、長期存放。鋰離子電池非常適合解決經常出現（每年 20-200 次）的短期儲存需求（4-5 小時），但市場也需要能夠解決季節性變化，帶來的長期儲存需求的解決方案和多日無陽光、無風的時期。從歷史上看，水電大壩是管理這些季節性變化的唯一方法之一。否則，該系統將需要建造一系列每年僅運行幾天的工廠。

幸運的是，一系列新的創新者相信他們已經接近開發長期儲存技術。Google X 剛剛從馬耳他分拆出來，馬耳他將可再生能源儲存在熔鹽中。Antora Energy 正試圖透過建構用於電網規模儲能的低成本熱電池，來解決同樣的問題。BP 支持的 Lightsource 正在為太陽能開發增加儲存。顯而易見的是，如果長期儲能有效，電價將大幅下降。這些長期解決方案可以消除因資產未充分利用而產生的成本，並透過在電源中插入太陽能和風能等低成本發電機來節省資金。

5. 塑膠回收。全球每年產生 2.6 億噸塑膠垃圾，但只有 16% 被回收利用。塑料行業有機會擺脫「獲取、製造和處置」的商業模式，採用循環模式，目的在消除跨部門浪費，同時創造經濟、社會和環境效益。一種有前途的循環過程是熱解，它利用熱量和不存在氧氣將塑膠廢棄物重新轉化為液體原料。好處是經濟和環境方面的，到未來十年，基於回收的利潤池估計將達到 550 億美元。

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6. LED光效。節能 LED 照明正在迅速取代美國家庭中的傳統白熾燈泡，預計到 2030 年將達到 84% 的市場佔有率。僅在 2030 年，LED 燈就將減少 40% 的能源消耗，根據當今的能源價格調整，這將節省 260 億美元。這些是顯著的成本節約，但根據能源部的數據，隨著對 LED 燈的投資增加，美國仍然可以額外節省 20% 的能源。

7. 無障礙太陽能。到 2019 年，可再生能源繼續變得更便宜、更容易獲得，這一趨勢對全球近 10 億用不上電的人產生重大影響。雖然擴大電網是接入解決方案的一部分，但佔世界未電氣化人口，大多數的撒哈拉以南非洲和加勒比地區國家，正在探索太陽能等可再生解決方案，以快速、廉價地為數百萬人提供能源。創新的融資計劃有助於使以前無法負擔的太陽能家庭系統 (SHS) ，成為遠離可靠電網連接的社區的智慧解決方案。麥肯錫最近的一項評估確定，到 2020 年，SHS 可以幫助 1.5 億戶家庭供電。

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8. 碳捕獲和儲存。除了專注於塑膠和水泥，背後的主要工業商品完全脫碳之外，我們還可以考慮安全地捕獲這些商品生產時排放的碳。碳捕集和封存 (CCS) 允許工業從源頭捕集碳，將其壓縮，然後將其轉移到合適的永久封存地點。該技術不僅具有顯著減少溫室氣體排放的潛力 —— 如果二氧化碳可以用於生產其他產品，這也意味著更多的錢。一些行業已經在努力將捕獲的二氧化碳用於有利可圖的用途，包括使用捕獲的碳製造塑膠（如聚氨酯）的製造商。新興技術，包括直接空氣捕獲，以前成本太高而無法大規模實施。

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9. 能源轉型中的氫。很難想像如果不將氫作為解決方案的關鍵部分，我們將如何達到雄心勃勃的全球變暖基準。以氫為主導的環境清潔途徑預測，到 2050 年，氫能為超過 4 億輛汽車、15 至 2000 萬輛公共汽車，以及超過 20% 的客船和機車提供動力。儘管電池驅動的電動汽車總體上表現出更高的燃油效率，但氫動力燃料電池可以以更輕的重量儲存更多的能量。這使得它們成為必須長途行駛的重型貨運車輛的理想解決方案。

氫動力燃料電池汽車已經在日本、韓國、加利福尼亞和德國上路 —— 預計到 2020 年將推出 10 多種車型。簡而言之，氫燃料可以幫助世界實現減少二氧化碳的目標排放量減少 60%。儘管當今存在必要的技術，但生產氫氣的成本需要大幅下降，支持它的基礎設施需要加強。透過作為可再生電力的長期運輸和儲存解決方案，氫氣可以促進更智慧地使用其他可再生能源。它可能是能源轉型的關鍵推動力。