Spørgsmål og svar: Bill Gates

Microsofts medstifter lover at ændre udbudssiden for banebrydende energiteknologier ved at investere milliarder af hans og hans venners dollars. Ved

• Jason Pontin arkiv side

25. april 2016

Verdens rigeste mand og hans kone skriver hvert år et åbent brev, hvor de overvejer mulighederne for Bill og Melinda Gates Foundation, verdens største filantropiske fond. Sidste år skrev de om ulighed .

Dette år , inspireret af et spørgsmål fra gymnasieelever - Hvilken superkraft ville du ønske, du havde? - skrev de separate breve til eleverne med ret charmerende anmærkninger i bogstavernes marginer. Melinda svarede: Mere tid! og skrev om at anerkende, omfordele og reducere det ulønnede arbejde, som kvinder udfører, især i den fattige verden. Bill sagde: Mere energi! og skrev om den civilisatoriske udfordring ved klimaændringer og nødvendigheden af ​​at udvikle det, han har i nogle år kaldt energi mirakler1.

Denne historie var en del af vores maj 2016-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Med mirakler mener Gates ikke uforudsete gaver, der forekommer ufortjente fra ingenting, men snarere teknologiske gennembrud, der er resultatet af forskning og udvikling og den menneskelige evne til at innovere, såsom den personlige computer, internettet og poliovaccinen2. Han opfordrede eleverne til at arbejde ekstra hårdt i jeres matematik og naturfag, fordi verden har brug for vanvittigt klingende ideer til at løse vores energiudfordring.

Det er muligt, at der er en eller anden fyr i et laboratorium i dag, som er ved at opfinde noget mirakuløst.

Gates er animeret af en ligning, som han hævder at have fundet på (selvom den ligner en anden ligning, kaldet Kaya Identity3, velkendt af klimaforskere), der betragter de samlede kuldioxidemissioner som produktet af faktorerne P (befolkning), S ( tjenester forbrugt pr. person), E (den energi, der bruges til at levere disse tjenester) og C (mængden af ​​udledt kulstof pr. energienhed). Hvis den samlede kulstofemission skal være nul, begrunder Gates, og P, S og E enten vil stige eller ikke falde meget, så skal C være nul. For at C skal være nul, har vi brug for et mirakel eller mange mirakler.

Gates bebrejder ikke mangel på mirakelteknologier fraværet af en pris på kulstof (hvilket betyder, at energiselskaber ikke har noget incitament til at udvikle og implementere CO2-neutrale teknologier) eller på andre dårlige politikker. Hundredvis af milliarder af dollars er blevet brugt på det, han kalder efterspørgselssiden af ​​energiudfordringen. I stedet, hævder han, er fejlen underinvestering fra regeringer og private investorer i udbudssiden, som finansierer grundlæggende statsforskning og deraf følgende startups. I november besluttede Gates at gøre noget ved det, og annoncerede Banebrydende energikoalition . Det samler mere end 20 milliardærer, herunder Amazons Jeff Bezos, Virgins Richard Branson og Facebooks Mark Zuckerberg, som har lovet at investere mindst 2 milliarder dollars i gennembrud.

Jason Pontin, MIT Technology Review 's chefredaktør, talte med Bill Gates om, hvordan man gør C til nul og samtidig tilfredsstiller den fattige verdens legitime ønske om at løfte milliarder ud af fattigdom, og om hvor koalitionen vil investere sine penge.

Nogle gange siger du, at i fremtiden får verden brug for mere — ikke mindre — energi, dels for at højne levestandarden i mange dele af verden. Det er virkelig nøglen til udfordringen, ikke? Vi er nødt til at bryde den tætte forbindelse mellem økonomisk vækst og kulstofemissioner i en tid med klimaændringer.

Det er rigtigt. Hvis du tager min ligning og ser på de første tre faktorer, vil P stige med ca. 1,2, S vil stige med ca. generøs og sige, at det er 0,6. Så dybest set, når du opsummerer ligningen, tyder det på, at C skal være omkring nul.

0

Netto kulstofemissioner fra udviklede lande er nødvendige i 2050 for at undgå katastrofale klimaændringer

Hvornår skal C være nul?

Hvis man tillader fattige lande og arealanvendelsessektoren, herunder husdyr, at fortsætte med at have ikke-nul emissioner, så skal rige lande være netto nul i 2050, hvis man virkelig ønsker kun to graders opvarmning.

Hvis fattige lande og landbrug udleder betydelig kulstof i en overskuelig fremtid, hvordan kan hele kloden så opnå netto-nul-emissioner inden udgangen af ​​århundredet?

Nå, der er scenarier, der viser, at rige lande har negative kuldioxidemissioner4 i årene efter 2050.

Du har bemærket, at energiindustrien bruger 0,23 procent af omsætningen på forskning og udvikling, sammenlignet med 20 procent til pharma og 15 procent til IT, og du skyder skylden på den lange forsinkelse mellem opfindelse og energipåvirkning på disse sølle investeringer. Er der nogen måde at ændre det på?

Du kan se på historien og spørge dig selv, hvem tror du var de største energiinnovatorer nogensinde? Jeg synes, Charles Algernon Parsons5 [opfinderen af ​​dampturbinen] var virkelig utrolig. Jeg synes, Rudolf Diesel6 [opfinderen af ​​dieselmotoren] var også utrolig. Gå og se på, hvor mange penge de eller den virksomhed, de arbejdede for, tjente. Diesel begik selvmord, fordi han troede, han var ved at gå konkurs. Parsons lavede stort set ingenting. I løbet af de første 20 år efter at du opfandt en ny energiteknologi, som [Vaclav] Smil7 ynder at minde os om, er den implementering, der finder sted, med meget, meget få undtagelser, ret beskeden. Så incitamentet for opfinderen er mest reduceret, hvor adoptionscyklusserne er større end 20 år. Vi har ikke en lignende situation inden for IT. Det har vi ikke selv i sundhedsvæsenet, selvom de nogle gange klager over, at de 20 år ikke giver dem tid nok.

En mere end 20-årig investeringscyklus virker meget lang tid. Har energi derfor brug for en model for innovation, der er anderledes end dem, der har drevet andre teknologier?

For mange energiinnovationer er du nødt til at give staten kredit. Med atomenergi blev al nøgleforskningen udført enten af ​​regeringen eller af statsstøtte. Med fossile brændstoffer var der tydeligvis en vis afsmittende effekt fra den digitale revolution til at analysere geologiske data, men det var regeringens investeringer, der hjalp med at nå frem til denne utroligt præcise horisontale borekapacitet. Så grundlæggende R&D-udgifter har været det, der har drevet de fleste gennembrud. Vi har brug for risikotagere fra den private sektor til at gå ud og skalere tingene op, hvilket er grunden til, at vi parrede ideen om, at 20 førende lande skal fordoble deres energi-F&U i løbet af de næste fem år med en gruppe investorer [ den banebrydende energikoalition ] som vil påtage sig finansiering af banebrydende virksomheder med høj risiko.

Da vi talte om energi i 2010, mindede du mig om, at den samlede amerikanske regerings investering i energi-F&U var ca. 5 milliarder dollars , omkring 10 procent af pengene, den bruger på forsvarsrelateret forskning. Det har ikke ændret sig meget i de sidste seks år. Hvis regeringen fordoblede sin investering i energi-F&U, hvor ville du så ønske, at pengene blev brugt? — på mere grundlæggende forskning eller på at støtte opskalering af nye teknologier?

Nej, jeg ville bruge det hele på grundforskning. Der er nogle virkelig spændende materialevidenskabelige problemer, som hvis du løser dem ville have fordele langt ud over energisektoren, men hvor du kunne retfærdiggøre den øgede investering blot med, hvad den ville gøre for at forbedre energiinnovation.

For eksempel har vindmændene brug for virkelig stærke materialer, og de har brug for rigtig gode magneter. Og hvis vi kan lave solkemikalier8, og nogen finder ud af, hvordan man bringer produktionen af ​​fotoner til kulbrinter og skalerer det op med en faktor hundrede, så det bliver økonomisk, er det ret mirakuløst, fordi du skaber et flydende kulbrinte, der meget af vores infrastruktur, herunder transport, ved, hvordan de skal håndtere i dag. Du ville ikke udskifte alt undtagen den faktiske primære generation.

Selvom Paris-tinget var et stort skridt fremad, er der så meget arbejde, der skal gøres i hvert land.

Nu har jeg ikke en ren kortlægning af, hvor meget du bruger på R&D til, hvor hurtigt du får gennembruddet. Ligesom med kræftforskning er der meget usikkerhed om, hvilke videnskabelige muligheder der er derude. Vi har ikke en god ligning. Du ved, det er muligt, at der er en eller anden fyr i et laboratorium i dag, der opfinder noget mirakuløst, men på grund af klimaændringer og værdien af ​​at have billigere energi, skal vi ikke bare sidde og håbe på hans mirakel; vi bør vippe oddsene til vores fordel ved at fordoble F&U-budgettet.

Det er slående, at alle dine eksempler har med kemi og materialevidenskab at gøre. Det er ikke en tilfældighed, vel?

Nej. Tag TerraPower9, det nukleare fissionsfirma, som jeg er meget involveret i [sammen med tidligere Microsoft teknologichef Nathan Myhrvold]: alle vores største udfordringer har været inden for materialevidenskab. Vi har et meget højt neutronbombardement af vores stålbelægning, og det sværeste tekniske problem at løse har været at bevise, at vi over lange perioder ikke har nedbrydning. Men evnen til at modellere materialer kommer op i næsten alle energigennembrud.

Hvordan reagerer du på argumentet om, at kommercialisering af opfindelser som solmaling10 ville tage alt for lang tid at nå tidslinjen for netto-nul kulstofemissioner i 2050? Hvordan svarer du på tesen om, at for at afværge de værste konsekvenser af klimaændringer, skal vi implementere de rene teknologier, vi har, og samtidig investere i mere grundlæggende gennembrud?

For lande, der er ret velhavende, som Europa og USA, kunne vi tåle at få energiomkostningerne til at stige med en faktor på to, når vi implementerer det, vi har i dag. Det ville være en enorm politisk afvejning, og jeg ved ikke, om lande ville vælge at gøre det, men du ville ikke forarme nogen.

Men se på et land som Indien, der er paradigmatisk og numerisk meget betydningsfuldt i forhold til dets forventede tilføjelser til kulbrinteforbruget over de næste 30 år. Hvis du giver indianerne dilemmaet med at elektrificere deres land ved hjælp af kul eller opfylde en drivhusgas-begrænsning, der dramatisk ville reducere, hvor meget elektrificering der bliver udført, giver du dem en meget svær afvejning. De vil spørge: Skal vi ikke redde millioner af liv? Burde vi ikke give kvinder elektriske komfurer i stedet for at brænde brænde? Skal vi ikke undgå den miljøforringelse, alt det, træsamlingen indebærer, og al den tid, det kræver? Jeg kan ikke forudsige, men jeg forestiller mig, at de vil hælde til at elektrificere landet, hvilket vil betyde et globalt eksperiment med høj kuldioxid.

Så hvis det ikke var for teknologisk innovation, ville jeg ikke være særlig optimistisk med hensyn til at reducere udledningen af ​​drivhusgasser. Men hvis vi har innovationerne, så kan vi sige til Indien, Du kan nå to mål: Du kan være en stor global borger ved ikke at udlede lige så meget kuldioxid pr. person i atmosfæren, som de rige nationer udledte for at fremme deres vækst, og du kan elektrificere dit land.

Vil fremskridt ikke også kræve smarte politikker, herunder en form for pris på kulstof? Ville vi ikke have brug for en kulstofafgift for at skabe et forretningsgrundlag for at investere mere i rene teknologier?

Innovationerne skal fremmes på udbuds- og efterspørgselssiden. Udbudssiden handler om at finansiere statslig grundforskning, og så skabe startup-virksomheder med den forskning.

5 milliarder dollars

Årligt beløb USA investerer i ren-energi F&U, omkring 10 procent af beløbet går til forsvarsforskning

På efterspørgselssiden er der argumenter for, hvor meget vi bør gøre, og hvordan strukturen skal se ud, men hvis man ser på de rige lande som helhed, har de gjort meget. [I USA] har der været ting som PTC [ produktionsskattefradrag for vedvarende energi] , ITC [ Investeringsskattefradrag ], eller standarderne for vedvarende portefølje11. Nu kan politikkerne have været for specifikke for bestemte teknologier, og måske burde de gøres med en mere generel mekanisme, men overordnet set, hvis man ser på den relative investering i efterspørgselssiden for innovation kontra hvor meget disse lande har lagt i udbudssiden, det er et fantastisk billede. På efterspørgselssiden har rige nationer investeret bogstaveligt talt hundredvis af milliarder, men på udbudssiden, hvis man lægger Kina til side, er der ingen, der virkelig har øget deres energi-F&U12-budget væsentligt i løbet af de sidste 15 år.

Svaret på dit spørgsmål er: ja, vi har brug for masser af arbejde på efterspørgselssiden. Men når du klikker på udbudssiden og ser, hvad vi har gjort, ville du blive meget skuffet, selvom det i form af milliarder af dollars, der er behov for, ikke er nær så meget. Det er overraskende, hvor lidt der er blevet gjort.

Jeg forstår, at du foretrækker at diskutere udbudssiden. Men har du politiske præferencer om, hvordan man pålægger en pris på kulstof? Går du ind for en ren, gennemsigtig skat? Eller vil du have en form for kasket og bytte? Måske, mest sandsynligt, en blanding af smarte politikker? Eller er du ligeglad?

Nogle lande vil lave en ren kulstofafgift13, og der er en vis skønhed ved at gøre det på den måde, men den konsensus, som jeg tror, ​​folk vil nå her i USA, vil være at fokusere mere på udbudssiden.

Så lad os tale om udbudssiden! Hvad er Breakthrough Energy Coalition, og hvordan vil du beslutte, hvor du vil investere?

I november sidste år forpligtede 26 velhavende personer og jeg selv [samt institutioner, såsom University of California] sig til at investere i banebrydende energiselskaber. Der er to måder, hvorpå koalitionen vil foretage disse investeringer. Først vil vi oprette en særlig fond kaldet Breakthrough Energy Partners, som individerne i den gruppe vil investere i, selvom disse personer nogle gange vil investere direkte i virksomheder. For det andet får vi endnu et sæt institutionelle investorer, herunder universitetsstipendier, fondsbevillinger og virksomhedsfonde, og forsøger at få omtrent lige så mange penge, som vi får fra enkeltpersoner til en fond for institutioner, omkring to milliarder dollars. .

Til sommer vil vi have nogle af nøglepersonerne og vil have samlet investeringsdokumenterne, og så vil vi være i stand til at gå til ikke kun personer, der er villige til at forpligte sig baseret på at kende mig og stole på, at denne ting ville være struktureret godt, men også institutionerne.

Koalitionen startede med en bemærkelsesværdig gruppe af rige individer. Men jeg så ikke mange navne fra energibranchen. Har du ikke brug for energiindustriens ekspertise såvel som dens økonomiske ressourcer?

Vi har ikke været ude at opfordre. Men ja, hvis vi kan få folk, der er på dagens energimarked, enten udstyr eller forsyningsselskaber, ville det være fantastisk at have dem også. Vores grundlæggende mål er, at hvis vi kan rejse et par milliarder, kan vi støtte en masse store virksomheder og støtte dem meget længere, end en typisk venturefond ville vælge at gøre.

Det har du sagde du var villig til at investere op til en milliard dollars af dine egne penge over de næste fem år. Hvorfor ikke investere mere?

Jeg ville ønske, at bare at skrive en større check var løsningen. Jeg vil blive fascineret, når vi samler denne fond, hvor hurtigt vi vil være i stand til at investere. Hvis vi effektivt kan investere de første par milliarder dollars, så absolut – ikke kun vil jeg sætte flere penge ind, men jeg vil ringe til institutionerne og enkeltpersonerne og sige, Hallelujah, de fandt nok virksomheder til, at vi nu er økonomisk begrænset; vi vil have flere penge.

1 milliard dollars

Beløb Gates har lovet at bidrage til forskning og udvikling af ren energi i løbet af de næste fem år

Clean tech er indtil videre noget ude af fordel [til investeringer], fordi folk var urealistiske med hensyn til, hvor hurtigt nogle af disse fremskridt kunne skabes. Vanskeligheden ved ny adoption, med pålidelighed, med at skalere ting op – alle de ting – er meget, meget skræmmende. Så vi er nødt til at få folk begejstrede for disse typer investeringer igen, men også virkelig få dem til at forstå, at it-verdenen har skabt en model med hensyn til tidsramme, tålmodighed og endda mængden af ​​krævet kapital, der ikke findes i energien. sektor i de fleste tilfælde.

Har du finansieret kulstoffangst?

Jeg er investor i David Keiths firma, kaldet Carbon Engineering14, en friluftsfangstteknologi. De bygger et anlæg. Det vil have omkostninger i størrelsesordenen hundrede dollars eller mere pr. ton kuldioxid, der er trukket ud med friluftfangst, men efter at have bygget det første anlæg, vil de se muligheder for at nedbringe det.

Hvordan udvikler TerraPower sig? Hvornår kommer der en kommerciel reaktor, og hvorfor var Kina den eneste mulighed for et testanlæg?

De er ikke den eneste mulighed. Der er lande som Indien, Korea, Japan, Frankrig og USA, der har lavet avancerede nukleare ting, men i dag bliver omkring halvdelen af ​​alle atomkraftværker, der bygges i verden, bygget i Kina, og Kinas evne til at lave ingeniørarbejde er meget imponerende. Det er sandsynligt, at Kina er, hvor TerraPowers pilotanlæg vil blive bygget15. I bedste tilfælde, hvis det anlæg bliver færdigt i 2024, så ville du engang i 2030'erne have et design, som du ville håbe, at alle nye nukleare byggerier ville tage i brug, fordi økonomien, sikkerheden, affaldet og alle nøgleparametrene er dramatisk forbedret.

Har du lavet nogle fejl i dine energiinvesteringer, som du kunne tænke dig at tale om?

Jeg er i fem batteriselskaber, og fem ud af fem har det svært. For eksempel er Don Sadoways virksomhed, Ambri16, fantastisk, men de har en reel udfordring i forhold til at få tætningerne på deres natriumbatterier til at fungere og få økonomien i deres batterier, så lagerfolk ville finde dem attraktive. Jeg fortryder ikke at have investeret, men alle de batteriting, jeg er i, finder både markedets størrelse og beviser, at teknologien er sværere, end de forventede. De er stadig i gang, men det viser sig at være ret skræmmende. Når folk tænker på energiløsninger, kan du ikke antage, at der vil ske et lagermirakel. Det er stadig muligt, der vil være, men vi skal investere i mange stier, der ikke kræver opbevaring.

Hvis der ikke er nogen lagringsteknologi, der skalerer, hvordan vil sol og vind nogensinde bidrage meningsfuldt til elproduktion?

Hvis du sagde til mig: Der vil ikke være noget lagringsmirakel - intet som solkemikalier eller noget lignende - så tror jeg, at det sandsynlige system for et rigt land ligner et gigantisk højspændings-DC-net med sol og vind og naturgas peakers med en meget høj grad af kulstoffangst og -binding [CCS].

Hvis du havde et supernet, der dækkede hele Nordamerika, og du kiggede på vejrmodeller og forstod vind- og solmønstre og rationelt brugte al din sol og vind til at maksimere diversiteten, så med et magisk, kontinent-dækkende gitter med enorme kapacitet, der kan lade sig gøre med de rigtige regeringsgodkendelser, ville du sandsynligvis ende med at kunne dække omkring 80 procent af energibehovet. For de resterende 20 procent kan du i værste fald bruge naturgashøjttalere og CCS. Det er lidt nemmere at lave CCS i et naturgasanlæg, end det er i et kulværk, og det er lettere at gøre det for 20 procent af energien, end det er for al energien.

Gitteret er der, og det er den mest sandsynlige løsning, der er ligetil. At lave et stort højspændings DC-net er ret økonomisk. Det er kun magi i den forstand, at suverænen er nødt til at rydde vejen og skabe de rigtige økonomiske incitamenter. Det er ikke et teknologimirakel; det er et politisk mirakel.

Kan USA, som har forpligtet sig til at reducere sine emissioner med mere end 25 procent inden 2025, og andre lande opfylde deres forpligtelser i henhold til Paris-aftalen?

Selvom Paris-tinget var et stort skridt fremad, er der så meget arbejde, der skal gøres i hvert land. Jeg tror, ​​folk kan være skeptiske over for, hvor mange lande der vil opfylde deres forpligtelser, og selv om disse forpligtelser bliver opfyldt, hvordan de vil blive opfyldt. Tag for eksempel den amerikanske forpligtelse: En stor del af den måde, USA opfylder sine forpligtelser på, er ved at flytte det relative energimix mod naturgas.

Hvis vi ikke havde innovation, hvis du sagde Hej, videnskaben er frosset, vi har bare nutidens teknologi, jeg ville være ret pessimistisk med hensyn til, at verden [undgår] selv ... et tre-graders scenario. Grunden til, at jeg er optimistisk omkring klimaændringer, er på grund af potentialet for innovationer, hvor C er lig med nul.

skjule