Pytania i odpowiedzi: Bill Gates

Współzałożyciel Microsoftu obiecuje zmienić stronę podaży przełomowych technologii energetycznych, inwestując miliardy dolarów swoich i jego przyjaciół. Za pomocą

• Jason Pontin strona archiwum

25 kwietnia 2016

Najbogatszy mężczyzna na świecie i jego żona co roku piszą list otwarty, w którym rozważają możliwości dla Fundacji Billa i Melindy Gatesów, największej na świecie fundacji filantropijnej. W zeszłym roku pisali o niesprawiedliwość .

W tym roku , zainspirowani pytaniem uczniów szkół średnich – Jakie supermocarstwo chciałbyś mieć? – napisali osobne listy do uczniów, z dość uroczymi adnotacjami na marginesach. Melinda odpowiedziała: Więcej czasu! i pisał o uznawaniu, redystrybucji i ograniczaniu nieodpłatnej pracy wykonywanej przez kobiety, zwłaszcza w ubogim świecie. Bill powiedział: Więcej energii! i pisał o cywilizacyjnym wyzwaniu zmian klimatycznych i konieczności rozwijania tego, co posiada przez kilka lat nazywał cudami energii1.

Ta historia była częścią naszego wydania z maja 2016 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

Przez cuda Gates nie ma na myśli nieoczekiwanych prezentów, które wydają się niezasłużone znikąd, ale raczej przełomy technologiczne, które są wynikiem badań i rozwoju oraz ludzkiej zdolności do innowacji, takie jak komputer osobisty, Internet i szczepionka przeciwko polio2. Wezwał uczniów do dodatkowej ciężkiej pracy w matematyce i naukach ścisłych, ponieważ świat potrzebuje szalenie brzmiących pomysłów, aby rozwiązać nasze energetyczne wyzwanie.

Możliwe, że jest dzisiaj jakiś facet w laboratorium, który wymyśla coś cudownego.

Gatesa ożywia równanie, które, jak twierdzi, wymyślił (chociaż przypomina ono inne równanie, zwane Kaya Identity3, dobrze znane klimatologom), które uwzględnia całkowitą emisję dwutlenku węgla jako iloczyn czynników P (populacja), S ( usług zużytych na osobę), E (energia zużyta do świadczenia tych usług) oraz C (ilość wyemitowanego węgla na jednostkę energii). Jeśli całkowita emisja dwutlenku węgla ma wynosić zero, argumentuje Gates, a P, S i E albo wzrosną, albo nie spadną znacznie, to C musi wynosić zero. Aby C miało wartość zero, potrzebujemy cudu lub wielu cudów.

Gates nie obwinia niedostatku cudownych technologii brak ceny węgla (co oznacza, że ​​firmy energetyczne nie mają motywacji do opracowywania i wdrażania technologii neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla) lub innych złych polityk. Setki miliardów dolarów wydano na to, co nazywa stroną popytową wyzwania energetycznego. Zamiast tego, argumentuje, winą jest niedoinwestowanie przez rządy i prywatnych inwestorów po stronie podaży, która finansuje podstawowe badania rządowe i wynikające z nich start-upy. W listopadzie Gates postanowił coś z tym zrobić, ogłaszając Przełomowa Koalicja Energetyczna . Skupia ponad 20 miliarderów, w tym Jeffa Bezosa z Amazona, Richarda Bransona z Virgin i Marka Zuckerberga z Facebooka, którzy obiecali zainwestować co najmniej 2 miliardy dolarów w przełomowe rozwiązania.

Jasonie Pontinie, Przegląd technologii MIT Redaktor naczelny , rozmawiał z Billem Gatesem o tym, jak zrobić C zero i jednocześnie zaspokoić uzasadnione pragnienie biednego świata, by wyciągnąć miliardy z biedy, oraz o tym, gdzie koalicja zainwestuje swoje pieniądze.

Mówisz czasem, że w przyszłości świat będzie potrzebował więcej — nie mniej — energii, po części w celu podniesienia poziomu życia w wielu częściach świata. To naprawdę klucz do wyzwania, nie? W dobie zmian klimatycznych musimy zerwać ścisły związek między wzrostem gospodarczym a emisją dwutlenku węgla.

Zgadza się. Jeśli weźmiesz moje równanie i przyjrzysz się pierwszym trzem czynnikom, P wzrośnie o około 1,2, S wzrośnie o około 2, a E, przy założeniu wielu przełomów – cóż, będziemy hojny i powiedz, że to 0,6. Więc w zasadzie, kiedy podsumowujesz równanie, sugeruje to, że C musi wynosić około zera.

0

Emisje netto dwutlenku węgla w krajach rozwiniętych potrzebnych do 2050 r., aby uniknąć katastrofalnych zmian klimatycznych

Kiedy C musi wynosić zero?

Jeśli pozwolisz biednym krajom i sektorowi użytkowania gruntów, w tym hodowlanemu, nadal mieć niezerowe emisje, to bogate kraje muszą osiągnąć zerowy poziom netto do 2050 r., jeśli naprawdę chcesz tylko dwóch stopni ocieplenia.

Jeśli biedne kraje i rolnictwo emitują znaczne ilości dwutlenku węgla w dającej się przewidzieć przyszłości, jak cały świat może osiągnąć zerowe emisje netto do końca stulecia?

Cóż, istnieją scenariusze, które pokazują, że bogate kraje będą miały ujemną emisję dwutlenku węgla4 w latach po 2050 roku.

Zauważyłeś, że branża energetyczna wydaje 0,23 procent przychodów na badania i rozwój, w porównaniu do 20 procent na farmację i 15 procent na IT, i obwiniasz długie opóźnienie między wynalazkami a wpływem na energię za te marne inwestycje. Czy jest jakiś sposób, aby to zmienić?

Możesz spojrzeć na historię i zadać sobie pytanie: Jak myślisz, kto był największym innowatorem energii wszechczasów? Myślę, że Charles Algernon Parsons5 [wynalazca turbiny parowej] był naprawdę niesamowity. Myślę, że Rudolf Diesel6 [wynalazca silnika wysokoprężnego] był również niesamowity. Idź i spójrz, ile zarobili oni lub firma, w której pracowali. Diesel popełnił samobójstwo, ponieważ myślał, że bankrutuje. Parsons w zasadzie nic nie zrobił. W ciągu pierwszych 20 lat po wynalezieniu nowej technologii energetycznej, jak lubi nam przypominać [Vaclav] Smil7, wdrożenie, które ma miejsce, z bardzo, bardzo nielicznymi wyjątkami, jest dość skromne. Tak więc zachęta dla wynalazcy jest najbardziej zmniejszona, gdy cykle adopcji są dłuższe niż 20 lat. W IT nie mamy podobnej sytuacji. Nie mamy tego nawet w służbie zdrowia, chociaż czasami narzekają, że 20 lat nie daje im wystarczająco dużo czasu.

Ponad 20-letni cykl inwestycyjny wydaje się strasznie długi. Czy zatem energia potrzebuje modelu innowacji innego niż ten, który napędzał inne technologie?

W przypadku wielu innowacji energetycznych musisz dać kredyt rządowy. W przypadku energii jądrowej wszystkie kluczowe badania zostały przeprowadzone przez rząd lub z funduszy rządowych. W przypadku paliw kopalnych, rewolucja cyfrowa wyraźnie wywoływała efekt uboczny analizy danych geologicznych, ale to inwestycje rządowe pomogły uzyskać tę niewiarygodnie precyzyjną zdolność do wiercenia poziomego. Tak więc podstawowe wydatki na badania i rozwój były tym, co doprowadziło do większości przełomów. Potrzebujemy ryzykantów z sektora prywatnego, aby wyjść i zwiększyć skalę, dlatego połączyliśmy ideę, że 20 wiodących krajów musi podwoić swoje badania i rozwój w zakresie energii w ciągu najbliższych pięciu lat z grupą inwestorów [ Koalicja Przełomowej Energii ], który zajmie się finansowaniem przełomowych firm wysokiego ryzyka.

Kiedy rozmawialiśmy o energii w 2010 roku, przypomniałeś mi, że łączne inwestycje rządu USA w badania i rozwój w dziedzinie energii wynoszą około 5 miliardów dolarów , około 10 procent pieniędzy, które wydaje na badania związane z obronnością. To niewiele się zmieniło w ciągu ostatnich sześciu lat. Gdyby rząd podwoił swoje inwestycje w badania i rozwój w dziedzinie energii, gdzie chciałbyś, aby te pieniądze zostały wydane? — na bardziej fundamentalne badania czy na wspieraniu rozwoju nowych technologii?

Nie, wydałbym to wszystko na badania podstawowe. Istnieje kilka naprawdę ekscytujących problemów materiałoznawstwa, które po ich rozwiązaniu przyniosłyby korzyści znacznie wykraczające poza sektor energetyczny, ale gdzie można by uzasadnić zwiększenie inwestycji tylko tym, co wpłynęłoby na poprawę innowacji energetycznych.

Na przykład wiatraczki potrzebują naprawdę mocnych materiałów i naprawdę dobrych magnesów. A jeśli możemy zrobić chemię słoneczną8 i ktoś wymyśli, jak przekształcić produkcję fotonów w węglowodory i zwiększyć ją o współczynnik sto razy, aby stała się ekonomiczna, to jest to całkiem cudowne, ponieważ tworzymy ciekły węglowodór, który znaczna część naszej infrastruktury, w tym transport, już dziś wie, jak sobie radzić. Nie wymieniałbyś wszystkiego poza faktycznie pierwotnym elementem generacji.

Chociaż sprawa z Paryżem była dużym krokiem naprzód, w każdym kraju jest tak wiele do zrobienia.

Teraz nie mam czystego odwzorowania tego, ile wydajesz na badania i rozwój do tego, jak szybko osiągasz przełom. Podobnie jak w przypadku badań nad rakiem, istnieje duża niepewność co do dostępnych możliwości naukowych. Nie mamy dobrego równania. Wiesz, możliwe, że w laboratorium jest dzisiaj jakiś facet, który wymyśla coś cudownego, ale ze względu na zmianę klimatu i wartość posiadania tańszej energii nie powinniśmy tylko siedzieć i mieć nadzieję na jego cud; powinniśmy przechylić szalę zwycięstwa na naszą korzyść, podwajając budżet na badania i rozwój.

Uderzające jest to, że wszystkie twoje przykłady dotyczą chemii i materiałoznawstwa. To nie przypadek, prawda?

Nie. Weźmy na przykład TerraPower9, firmę zajmującą się rozszczepieniem jądrowym, z którą jestem bardzo związany [wraz z byłym dyrektorem ds. technologii Microsoft Nathanem Myhrvoldem]: wszystkie nasze największe wyzwania dotyczyły nauki o materiałach. Mamy bardzo wysokie bombardowanie neutronami naszej stalowej powłoki, a najtrudniejszym problemem inżynieryjnym do rozwiązania jest udowodnienie, że przez długi czas nie mamy do czynienia z degradacją. Jednak możliwość modelowania materiałów pojawia się niemal we wszystkich przełomach energetycznych.

Jak odpowiadasz na argument, że komercjalizacja wynalazków, takich jak farba słoneczna10, zajęłaby zbyt dużo czasu, aby dotrzymać harmonogramu zerowej emisji dwutlenku węgla netto do 2050 r.? Jak odpowiedzieć na tezę, że aby zapobiec najgorszym skutkom zmian klimatycznych, musimy wdrożyć czyste technologie, które posiadamy, jednocześnie inwestując w bardziej fundamentalne przełomy?

W przypadku krajów dość bogatych, takich jak Europa i Stany Zjednoczone, możemy znieść nawet dwukrotny wzrost kosztów energii przy wdrażaniu tego, co mamy dzisiaj. Byłby to ogromny kompromis polityczny i nie wiem, czy kraje zdecydują się na to, ale nikogo nie zubożylibyście.

Ale spójrz na kraj taki jak Indie, który jest paradygmatyczny i bardzo znaczący pod względem spodziewanego wzrostu zużycia węglowodorów w ciągu najbliższych 30 lat. Jeśli postawisz Hindusów przed dylematem zelektryfikowania ich kraju za pomocą węgla lub spełnienia ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, które drastycznie zmniejszyłoby ilość elektryfikacji, dajesz im bardzo trudny kompromis. Zapytają: Czy nie powinniśmy ocalić milionów istnień ludzkich? Czy nie powinniśmy dawać kobietom pieców elektrycznych zamiast spalać drewno? Czy nie powinniśmy unikać degradacji środowiska, całego tego, co wiąże się z pozyskiwaniem drewna i przez cały czas, jakiego wymaga? Nie mogę tego przewidzieć, ale wyobrażam sobie, że będą skłaniać się ku elektryfikacji kraju, co będzie oznaczać eksperyment na skalę globalną z wysoką zawartością dwutlenku węgla.

Więc gdyby nie innowacyjność technologiczna, nie byłabym zbyt optymistycznie nastawiona do ograniczania emisji gazów cieplarnianych. Ale jeśli mamy innowacje, to możemy powiedzieć Indiom: Możesz osiągnąć dwa cele: możesz być wielkim obywatelem świata, nie emitując do atmosfery tyle dwutlenku węgla na osobę, ile emitują bogate narody, aby napędzać swój wzrost, oraz możesz zelektryfikować swój kraj.

Czy postęp nie będzie wymagał również mądrej polityki, w tym jakiejś ceny węgla? Czy nie potrzebowalibyśmy podatku węglowego, aby stworzyć uzasadnienie biznesowe dla większych inwestycji w czyste technologie?

Innowacje będą musiały być wspierane po stronie podaży i popytu. Po stronie podaży chodzi o finansowanie podstawowych badań rządowych, a następnie tworzenie firm startowych z tymi badaniami.

5 miliardów dolarów

Roczna kwota, jaką Stany Zjednoczone inwestują w badania i rozwój czystej energii, z czego około 10 procent przeznacza się na badania obronne

Po stronie popytu są spory o to, ile powinniśmy zrobić i jak powinna wyglądać struktura, ale jeśli spojrzeć na bogate kraje jako całość, to one zrobiły bardzo dużo. [W Stanach Zjednoczonych] były takie rzeczy jak PTC [ Ulga podatkowa na produkcję energii odnawialnej] , ITC [ Ulga Podatkowa Inwestycyjna ], czy standardy dotyczące portfela odnawialnego11. Polityka mogła być zbyt specyficzna dla konkretnych technologii i być może powinna być prowadzona za pomocą bardziej ogólnego mechanizmu, ale ogólnie, jeśli spojrzysz na relatywne inwestycje po stronie popytu na innowacje w porównaniu z tym, ile te kraje włożyły w po stronie podaży, to oszałamiający obraz. Po stronie popytu bogate narody zainwestowały dosłownie setki miliardów, ale po stronie podaży, jeśli odłożyć na bok Chiny, nikt tak naprawdę nie zwiększył znacząco swojego budżetu na badania i rozwój w dziedzinie energii w ciągu ostatnich 15 lat.

Odpowiedź na Twoje pytanie brzmi: tak, potrzebujemy dużo pracy po stronie popytu. Ale kiedy klikniesz po stronie podaży i zobaczysz, co zrobiliśmy, będziesz bardzo rozczarowany, mimo że pod względem potrzebnych miliardów dolarów nie jest to aż tak dużo. Zaskakujące, jak niewiele zostało zrobione.

Rozumiem, że wolisz omówić stronę podaży. Ale czy masz preferencje polityczne dotyczące tego, jak narzucić cenę na węgiel? Preferujesz czysty, przejrzysty podatek? A może chciałbyś coś w rodzaju czapki i handlu? Być może najbardziej prawdopodobna jest mieszanka mądrych polityk? A może cię to nie obchodzi?

Niektóre kraje będą wprowadzać czysty podatek węglowy13 i jest w tym pewne piękno, ale myślę, że konsensus, do którego ludzie osiągną tutaj, w USA, będzie bardziej skupiać się na stronie podaży.

W takim razie porozmawiajmy o stronie podaży! Czym jest Koalicja Przełomowej Energii i jak zdecydujesz, gdzie zainwestować?

W listopadzie zeszłego roku 26 bogatych osób i ja [oraz instytucje, takie jak Uniwersytet Kalifornijski] zobowiązaliśmy się zainwestować w przełomowe firmy energetyczne. Koalicja może dokonać tych inwestycji na dwa sposoby. Najpierw utworzymy specjalny fundusz o nazwie Breakthrough Energy Partners, w który będą inwestować osoby z tej grupy, chociaż czasami osoby te będą inwestować bezpośrednio w firmy. Po drugie, zdobędziemy kolejny zestaw inwestorów instytucjonalnych, w tym darowizny uniwersyteckie, darowizny fundacji i fundusze korporacyjne, i spróbujemy uzyskać mniej więcej taką samą ilość pieniędzy, jaką otrzymujemy od osób fizycznych na fundusz dla instytucji, około dwóch miliardów dolarów .

Do lata tego roku będziemy mieć kilku kluczowych ludzi i skompletujemy dokumenty inwestycyjne, a potem będziemy mogli zwrócić się nie tylko do osób, które są gotowe zaangażować się w oparciu o znajomość mnie i zaufanie, że to będzie dobrze zorganizowane, ale także instytucje.

Koalicja rozpoczęła się z niezwykłą grupą bogatych osób. Ale nie widziałem wielu nazwisk z branży energetycznej. Nie potrzebujesz wiedzy z branży energetycznej, a także jej zasobów finansowych?

Nie wyszliśmy nagabywać. Ale tak, jeśli uda nam się pozyskać ludzi, którzy są na dzisiejszym rynku energii, czy to sprzętu, czy mediów, byłoby wspaniale mieć ich również. Naszym podstawowym celem jest to, że jeśli zdołamy zebrać kilka miliardów, możemy wesprzeć wiele wspaniałych firm i wesprzeć je znacznie dalej, niż wybrałby typowy fundusz venture capital.

masz powiedział byłeś gotów zainwestować do miliarda dolarów z własnych pieniędzy w ciągu następnych pięciu lat. Dlaczego nie zainwestować więcej?

Chciałbym, żeby napisanie większego czeku było rozwiązaniem. Będę zafascynowany, gdy zbierzemy ten fundusz razem, jak szybko będziemy mogli inwestować. Jeśli uda nam się efektywnie zainwestować pierwsze kilka miliardów dolarów, to absolutnie – nie tylko włożę więcej pieniędzy, ale zadzwonię do instytucji i osób prywatnych i powiem: Alleluja, znaleźli wystarczająco dużo firm, które teraz są ograniczone finansowo; chcemy więcej pieniędzy.

1 miliard dolarów

Firma Amount Gates zobowiązała się do udziału w badaniach i rozwoju w zakresie czystej energii w ciągu najbliższych pięciu lat

Jak dotąd czysta technologia jest w pewnym stopniu nieprzychylna [w przypadku inwestycji], ponieważ ludzie nie orientowali się, jak szybko mogą powstać niektóre z tych postępów. Trudność nowej adopcji, niezawodności, zwiększania skali – wszystkich tych rzeczy – jest bardzo, bardzo zniechęcająca. Musimy więc ponownie wzbudzić w ludziach zainteresowanie tego typu inwestycjami, ale także sprawić, by zrozumieli, że świat IT stworzył model pod względem ram czasowych, cierpliwości, a nawet ilości wymaganego kapitału, który nie istnieje w energetyce. w większości przypadków.

Czy sfinansowałeś wychwytywanie dwutlenku węgla?

Jestem inwestorem w firmie Davida Keitha, zwanej Carbon Engineering14, technologii wychwytywania wolnego powietrza. Budują fabrykę. Będzie to kosztować sto dolarów lub więcej za tonę dwutlenku węgla, który zostanie wydobyty przez wychwytywanie wolnego powietrza, ale po zbudowaniu pierwszej elektrowni dostrzegą możliwości, aby to obniżyć.

Jak rozwija się TerraPower? Kiedy powstanie reaktor komercyjny i dlaczego Chiny były jedyną możliwością na obiekt testowy?

Nie są jedyną możliwością. Są kraje takie jak Indie, Korea, Japonia, Francja i Stany Zjednoczone, które dokonały zaawansowanych prac jądrowych, ale obecnie około połowa wszystkich elektrowni jądrowych budowanych na świecie jest budowana w Chinach, a możliwości Chin w zakresie inżynierii są bardzo robi wrażenie. Jest prawdopodobne, że w Chinach zostanie zbudowana pilotażowa fabryka TerraPower15. W najlepszym przypadku, jeśli elektrownia zostanie ukończona do 2024 r., to gdzieś w latach 30. będziesz miał projekt, który, jak miałbyś nadzieję, przyjmą wszystkie nowe konstrukcje jądrowe, ponieważ ekonomia, bezpieczeństwo, odpady i wszystkie kluczowe parametry są radykalnie poprawiony.

Czy popełniłeś jakieś błędy w swoich inwestycjach energetycznych, o których chciałbyś porozmawiać?

Pracuję w pięciu firmach produkujących baterie, a pięciu na pięć przeżywa ciężkie chwile. Na przykład firma Dona Sadoway'a, Ambri16, jest świetna, ale przed nią stoi prawdziwe wyzwanie, jeśli chodzi o doprowadzenie do prawidłowego działania uszczelek ich baterii sodowych i uzyskanie ekonomiki ich baterii tak, aby osoby zajmujące się przechowywaniem uznały je za atrakcyjne. Nie żałuję, że zainwestowałem, ale wszystkie akumulatory, w których się znajduję, sprawiają, że zarówno rozmiar rynku, jak i technologia są trudniejsze, niż się spodziewali. Nadal prowadzą działalność, ale okazuje się to dość zniechęcające. Kiedy ludzie myślą o rozwiązaniach energetycznych, nie można zakładać, że nastąpi cud magazynowania. Nadal możliwe, że tak będzie, ale musimy zainwestować w wiele ścieżek, które nie wymagają przechowywania.

Jeśli nie ma technologii magazynowania, która by się skalowała, w jaki sposób energia słoneczna i wiatrowa w ogóle przyczynią się do wytwarzania energii elektrycznej?

Gdybyś powiedział mi, że nie będzie cudu magazynowania — niczego takiego jak energia słoneczna lub coś w tym rodzaju — to myślę, że prawdopodobny system dla bogatego kraju wygląda jak gigantyczna wysokonapięciowa sieć prądu stałego ze słońcem, wiatrem i gazem ziemnym. szczyty o bardzo wysokim stopniu wychwytywania i sekwestracji dwutlenku węgla [CCS].

Gdybyś miał supersieć, która obejmowała całą Amerykę Północną, przyjrzał się modelom pogody i zrozumiał wzory wiatru i słońca oraz racjonalnie wykorzystał całą energię słoneczną i wiatr, aby zmaksymalizować różnorodność, to z magiczną siatką obejmującą cały kontynent, z ogromną wydajność, która jest możliwa do zrealizowania przy odpowiednich aprobatach rządowych, prawdopodobnie będzie w stanie pokryć około 80 procent zapotrzebowania na energię. W przypadku pozostałych 20 proc. można by w najgorszym przypadku zastosować peakery gazu ziemnego i CCS. Trochę łatwiej jest przeprowadzić CCS w elektrowni gazowej niż w węglowej i łatwiej jest to zrobić dla 20 procent energii niż dla całej energii.

Siatka tam jest i jest to najbardziej prawdopodobne rozwiązanie, które jest proste. Wykonanie dużej sieci wysokiego napięcia prądu stałego jest dość ekonomiczne. To tylko magia w tym sensie, że suweren musi oczyścić pierwszeństwo i stworzyć odpowiednie bodźce ekonomiczne. To nie cud technologiczny; to cud polityki.

Czy Stany Zjednoczone, które zobowiązały się do ograniczenia emisji o ponad 25 proc. do 2025 r., i inne kraje mogą wypełnić zobowiązania wynikające z porozumienia paryskiego?

Chociaż sprawa z Paryżem była dużym krokiem naprzód, w każdym kraju jest tak wiele do zrobienia. Myślę, że ludzie mogą być sceptycznie nastawieni do tego, ile krajów wypełni swoje zobowiązania, a nawet jeśli te zobowiązania zostaną spełnione, w jaki sposób zostaną spełnione. Weźmy na przykład zobowiązanie USA: wiele sposobów, w jakie Stany Zjednoczone wypełniają swoje zobowiązania, jest przesunięcie względnego koszyka energetycznego w kierunku gazu ziemnego.

Gdybyśmy nie mieli innowacji, gdybyście powiedzieli Hej, nauka jest zamrożona, mamy tylko dzisiejszą technologię, byłbym dość pesymistyczny co do świata [unikając] nawet… scenariusza trzech stopni. Powodem, dla którego optymistycznie patrzę na zmiany klimatyczne, jest potencjał innowacji, w których C równa się zero.

ukryć