Frågor och svar: Bill Gates

Microsofts medgrundare lovar att ändra utbudssidan för banbrytande energiteknik genom att investera miljarder av hans och hans vänners dollar. Förbi

• Jason Pontin arkivsida

25 april 2016

Världens rikaste man och hans fru skriver ett öppet brev varje år där de funderar över möjligheterna för Bill och Melinda Gates Foundation, världens största filantropiska stiftelse. Förra året skrev de om orättvisa .

Det här året , inspirerade av en fråga från gymnasieelever — Vilken superkraft önskar du att du hade? — skrev de separata brev till elever, med ganska charmiga kommentarer i bokstävernas marginaler. Melinda svarade, Mer tid! och skrev om att erkänna, omfördela och minska det oavlönade arbetet som kvinnor utför, särskilt i den fattiga världen. Bill sa: Mer energi! och skrev om den civilisationsmässiga utmaningen med klimatförändringar och nödvändigheten att utveckla det han har i några år har kallat energimirakel1.

Den här historien var en del av vårt majnummer 2016

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Med mirakel menar Gates inte oförutsedda gåvor som verkar oförtjänta från ingenstans utan snarare tekniska genombrott som är resultatet av forskning och utveckling och människans förmåga att förnya sig, såsom persondatorn, Internet och poliovaccinet2. Han uppmanade eleverna att arbeta extra hårt i din matematik och naturvetenskap, eftersom världen behöver galet klingande idéer för att lösa vår energiutmaning.

Det är möjligt att det finns någon kille i ett laboratorium idag som uppfinner något mirakulöst.

Gates är animerad av en ekvation som han påstår sig ha kommit fram till (även om den liknar en annan ekvation, kallad Kaya Identity3, välkänd för klimatforskare) som betraktar totala koldioxidutsläpp som produkten av faktorerna P (befolkning), S ( tjänster som förbrukas per person), E (energin som används för att tillhandahålla dessa tjänster) och C (mängden kol som släpps ut per energienhet). Om de totala koldioxidutsläppen ska vara noll, motiverar Gates, och P, S och E antingen kommer att öka eller inte minska mycket, då måste C vara noll. För att C ska vara noll behöver vi ett mirakel eller många mirakel.

Gates skyller inte på bristen på mirakelteknik frånvaron av ett pris på kol (vilket innebär att energiföretag inte har några incitament att utveckla och implementera koldioxidneutrala tekniker), eller på annan dålig politik. Hundratals miljarder dollar har spenderats på vad han kallar efterfrågesidan av energiutmaningen. Istället, hävdar han, är felet underinvesteringar av regeringar och privata investerare på utbudssidan, som finansierar grundläggande statlig forskning och resulterande startups. I november bestämde sig Gates för att göra något åt ​​det och tillkännagav Banbrytande energikoalition . Det samlar mer än 20 miljardärer, inklusive Amazons Jeff Bezos, Virgins Richard Branson och Facebooks Mark Zuckerberg, som har lovat att investera minst 2 miljarder dollar i genombrott.

Jason Pontin, MIT Technology Review s chefredaktör talade med Bill Gates om hur man gör C noll och samtidigt tillfredsställer den fattiga världens legitima önskan att lyfta miljarder ur fattigdom, och om var koalitionen ska investera sina pengar.

Du säger ibland att i framtiden kommer världen att behöva mer — inte mindre — energi, delvis för att höja levnadsstandarden i många delar av världen. Det är verkligen nyckeln till utmaningen, eller hur? Vi måste bryta det nära sambandet mellan ekonomisk tillväxt och koldioxidutsläpp i en tid av klimatförändringar.

Det är rätt. Om du tar min ekvation och tittar på de tre första faktorerna kommer P att gå upp med cirka 1,2, S kommer att gå upp med cirka en faktor 2, och E, förutsatt att det är många genombrott – ja, vi kommer att vara generös och säg att det är 0,6. Så i grund och botten, när du sammanfattar ekvationen, tyder det på att C måste vara ungefär noll.

0

I-världens nettoutsläpp av koldioxid behövs till 2050 för att undvika katastrofala klimatförändringar

När måste C vara noll?

Om du tillåter fattiga länder och markanvändningssektorn, inklusive boskap, att fortsätta ha utsläpp som inte är noll, måste rika länder vara nettonoll år 2050, om du verkligen vill ha bara två graders uppvärmning.

Om fattiga länder och jordbruk släpper ut betydande kol under en överskådlig framtid, hur kan hela världen uppnå nettonollutsläpp i slutet av århundradet?

Jo, det finns scenarier som visar att rika länder har negativa koldioxidutsläpp4 under åren efter 2050.

Du har noterat att energiindustrin spenderar 0,23 procent av intäkterna på forskning och utveckling, jämfört med 20 procent för läkemedel och 15 procent för IT, och du skyller den långa eftersläpningen mellan uppfinning och energipåverkan på dessa ynka investeringar. Finns det något sätt att ändra på det?

Du kan titta på historien och fråga dig själv, vilka tror du var de största energiinnovatörerna genom tiderna? Jag tycker Charles Algernon Parsons5 [uppfinnaren av ångturbinen] var verkligen otrolig. Jag tror att Rudolf Diesel6 [uppfinnaren av dieselmotorn] också var otrolig. Gå och titta på hur mycket pengar de eller företaget de arbetade för tjänade. Diesel begick självmord för att han trodde att han skulle gå i konkurs. Parsons gjorde i princip ingenting. Under de första 20 åren efter att du uppfann en ny energiteknik, som [Vaclav] Smil7 gärna vill påminna oss om, är utbyggnaden som sker, med mycket, mycket få undantag, ganska blygsam. Så incitamentet för uppfinnaren är mest reducerat där adoptionscyklerna är större än 20 år. Vi har inte en liknande situation inom IT. Det har vi inte ens inom vården, även om de ibland klagar på att de 20 åren inte ger dem tillräckligt med tid.

En mer än 20-årig investeringscykel verkar vara väldigt lång tid. Behöver energi därför en modell för innovation som skiljer sig från de som har drivit andra teknologier?

För många energiinnovationer måste du ge statlig kredit. När det gäller kärnenergi gjordes all nyckelforskning antingen av regeringen eller av statlig finansiering. Med fossila bränslen fanns det helt klart en viss spridningseffekt från den digitala revolutionen för att analysera geologiska data, men det var statliga investeringar som hjälpte till att nå denna otroligt exakta horisontella borrkapacitet. Så grundläggande FoU-utgifter har varit det som har drivit de flesta av genombrotten. Vi behöver risktagare från den privata sektorn att gå ut och skala upp grejerna, vilket är anledningen till att vi parade ihop idén att 20 ledande länder måste fördubbla sin energi-FoU under de kommande fem åren med en grupp investerare [ genombrottsenergikoalitionen ] som kommer att finansiera banbrytande företag med hög risk.

När vi pratade om energi 2010 påminde du mig om att den totala amerikanska regeringens investering i energi-FoU var ca. 5 miljarder dollar , cirka 10 procent av pengarna den spenderar på försvarsrelaterad forskning. Det har inte förändrats mycket under de senaste sex åren. Om regeringen fördubblade sin investering i energi-FoU, var skulle du vilja att de pengarna skulle spenderas — på mer grundläggande forskning eller på att stödja uppskalningen av ny teknik?

Nej, jag skulle spendera allt på grundforskning. Det finns några riktigt spännande materialvetenskapliga problem som om du löste dem skulle ha fördelar långt bortom energisektorn, men där du kan motivera den ökade investeringen bara med vad den skulle göra för att förbättra energiinnovation.

Till exempel, vindkillarna behöver riktigt starka material, och de behöver riktigt bra magneter. Och om vi kan göra solkemikalier8, och någon kommer på hur man tar produktionen av fotoner till kolväten och skala upp det med en faktor hundra så att det blir ekonomiskt, så är det ganska mirakulöst, eftersom du skapar ett flytande kolväte som mycket av vår infrastruktur, inklusive transporter, vet hur vi ska hantera idag. Du skulle inte byta ut allt utom den faktiskt primära generationen.

Även om det där med Paris var ett stort steg framåt, finns det så mycket arbete att göra i varje land.

Nu har jag ingen ren kartläggning av hur mycket du spenderar på FoU till hur snabbt du får genombrottet. Precis som med cancerforskning finns det mycket osäkerhet om vilka vetenskapliga möjligheter som finns där ute. Vi har ingen bra ekvation. Du vet, det är möjligt att det finns någon kille i ett laboratorium idag som uppfinner något mirakulöst, men på grund av klimatförändringarna och värdet av att ha billigare energi, borde vi inte bara sitta och hoppas på hans mirakel; vi bör luta oddsen till vår fördel genom att fördubbla FoU-budgeten.

Det är slående att alla dina exempel har att göra med kemi och materialvetenskap. Det är väl ingen slump?

Nej. Ta TerraPower9, kärnklyvningsföretaget som jag är mycket engagerad i [tillsammans med tidigare Microsofts teknikchef Nathan Myhrvold]: alla våra största utmaningar har varit inom materialvetenskap. Vi har mycket hög neutronbeskjutning av vår stålplätering, och det tuffaste tekniska problemet att lösa har bevisat att vi under långa tidsperioder inte har någon nedbrytning. Men förmågan att modellera material kommer upp i nästan alla energigenombrott.

Hur reagerar du på argumentet att kommersialisering av uppfinningar som solfärg10 skulle ta alldeles för lång tid att nå tidslinjen för netto-noll koldioxidutsläpp till 2050? Hur svarar du på tesen att för att undvika de värsta effekterna av klimatförändringarna måste vi implementera den rena tekniken vi har, samtidigt som vi också investerar i mer grundläggande genombrott?

För länder som är ganska rika, som Europa och Förenta staterna, skulle vi kunna stå ut med att energikostnaderna höjs med en faktor två när vi implementerar det vi har idag. Det skulle vara en enorm politisk avvägning, och jag vet inte om länder skulle välja att göra det, men du skulle inte utarma någon.

Men titta på ett land som Indien, som är paradigmatiskt och numerärt mycket betydelsefullt när det gäller dess förväntade tillskott till användningen av kolväten under de kommande 30 åren. Om du ger indianerna dilemmat att elektrifiera sitt land med kol eller möta en begränsning av växthusgaser som dramatiskt skulle minska hur mycket elektrifiering som görs, ger du dem en mycket svår avvägning. De kommer att fråga: Borde vi inte rädda miljontals liv? Borde vi inte ge kvinnor elektriska spisar istället för att elda ved? Borde vi inte undvika den miljöförstöring allt som träinsamling innebär och all tid det kräver? Jag kan inte förutsäga det, men jag föreställer mig att de kommer att luta sig mot att elektrifiera landet, vilket kommer att innebära ett globalt experiment med hög koldioxidhalt.

Så om det inte var för teknisk innovation, skulle jag inte vara särskilt optimistisk när det gäller att minska utsläppen av växthusgaser. Men om vi har innovationerna kan vi säga till Indien, Du kan uppnå två mål: du kan vara en stor global medborgare genom att inte släppa ut lika mycket koldioxid per person i atmosfären som de rika nationerna släppte ut för att driva på sin tillväxt, och du kan elektrifiera ditt land.

Kommer inte framsteg också att kräva smart politik, inklusive någon form av pris på kol? Skulle vi inte behöva en koldioxidskatt för att skapa ett affärsmotiv för att investera mer i ren teknik?

Innovationerna kommer att behöva uppmuntras på utbuds- och efterfrågesidan. Utbudssidan handlar om att finansiera statlig grundforskning, och sedan skapa startup-företag med den forskningen.

5 miljarder dollar

Årligt belopp som USA investerar i forskning och utveckling av ren energi, cirka 10 procent av beloppet går till försvarsforskning

På efterfrågesidan finns det argument att föra om hur mycket vi borde göra och hur strukturen ska se ut, men om man ser till de rika länderna som helhet så har de gjort mycket. [I USA] har det funnits saker som PTC [ Skattekredit för produktion av förnybar energi] , ITC [ Investeringsskatteavdrag ], eller standarderna för förnybar portfölj11. Nu kan policyn ha varit för specifik för vissa tekniker, och kanske borde de göras med en mer allmän mekanism, men totalt sett, om man tittar på den relativa investeringen på efterfrågesidan för innovation kontra hur mycket dessa länder har lagt ner på utbudssidan, det är en fantastisk bild. På efterfrågesidan har rika nationer investerat bokstavligen hundratals miljarder, men på utbudssidan, om man lägger Kina åt sidan, har ingen verkligen ökat sin energibudget för FoU12 under de senaste 15 åren.

Svaret på din fråga är: ja, vi behöver mycket arbete på efterfrågesidan. Men när du klickar på utbudssidan och ser vad vi har gjort skulle du bli mycket besviken, även om det inte är så mycket, i termer av miljarder dollar som behövs. Det är förvånande hur lite som har gjorts.

Jag förstår att du föredrar att diskutera utbudssidan. Men har du policypreferenser om hur man ska införa ett pris på kol? Föredrar du en ren, transparent skatt? Eller vill du ha någon form av keps och byta? Kanske, mest troligt, en blandning av smart politik? Eller bryr du dig inte?

Vissa länder kommer att göra en ren koldioxidskatt13, och det finns en viss skönhet med att göra det på det sättet, men den konsensus som jag tror att folk kommer att nå här i USA kommer att vara att fokusera mer på utbudssidan.

Låt oss då prata om utbudssidan! Vad är Breakthrough Energy Coalition och hur kommer du att bestämma var du ska investera?

I november förra året åtog sig 26 rika individer och jag [liksom institutioner, såsom University of California] att investera i banbrytande energibolag. Det finns två sätt som koalitionen kommer att göra dessa investeringar på. Först skapar vi en speciell fond som heter Breakthrough Energy Partners som individerna i den gruppen kommer att investera i, även om dessa individer ibland kommer att investera direkt i företag. För det andra kommer vi att skaffa ytterligare en uppsättning institutionella investerare, inklusive universitetsfonder, stiftelser och företagsfonder, och försöka få ungefär lika mycket pengar som vi får från individer för en fond för institutioner, cirka två miljarder dollar .

Till den här sommaren kommer vi att ha några av nyckelpersonerna och kommer att ha sammanställt investeringsdokumenten, och då kommer vi att kunna gå till inte bara individer som är villiga att engagera sig baserat på att känna mig och lita på att det här skulle vara väl strukturerade, men också institutionerna.

Koalitionen startade med en anmärkningsvärd grupp rika individer. Men jag såg inte många namn från energibranschen. Behöver du inte energibranschens expertis, såväl som dess ekonomiska resurser?

Vi har inte varit ute och sökt. Men ja, om vi kan få tag i människor som finns på dagens energimarknad, antingen utrustning eller verktyg, skulle det vara bra att ha dem också. Vårt grundläggande mål är att om vi kan samla in ett par miljarder så kan vi backa upp många fantastiska företag och backa dem mycket längre än vad en typisk riskfond skulle välja att göra.

Du har sa du var villig att investera upp till en miljard dollar av dina egna pengar under de kommande fem åren. Varför inte investera mer?

Jag önskar att bara skriva en större check var lösningen. Jag kommer att bli fascinerad när vi får ihop den här fonden hur snabbt vi kommer att kunna investera. Om vi ​​effektivt kan investera de första par miljarderna dollar, då absolut—inte bara kommer jag att lägga in mer pengar, utan jag kommer att ringa upp institutionerna och individerna och säga, Halleluja, de hittade tillräckligt många företag så att vi nu är ekonomiskt begränsade; vi vill ha mer pengar.

1 miljard dollar

Belopp Gates har lovat att bidra till forskning och utveckling av ren energi under de kommande fem åren

Clean tech hittills är något i onåd [för investeringar] eftersom människor var orealistiska om hur snabbt vissa av dessa framsteg kunde skapas. Svårigheten med ny adoption, tillförlitlighet, att skala upp saker – alla dessa saker – är väldigt, väldigt skrämmande. Så vi måste få folk entusiastiska över dessa typer av investeringar igen, men också verkligen få dem att förstå att IT-världen skapade en modell när det gäller tidsram, tålamod och till och med mängden kapital som krävs som inte finns i energin. sektorn i de flesta fall.

Har du finansierat kolavskiljning?

Jag är en investerare i David Keiths företag, kallat Carbon Engineering14, en friluftsfångningsteknik. De bygger en anläggning. Det kommer att ha kostnader i storleksordningen hundra dollar eller mer per ton koldioxid som dras ut med friluftsavskiljning, men efter att ha byggt den första anläggningen kommer de att se möjligheter att få ner det.

Hur utvecklas TerraPower? När kommer det att finnas en kommersiell reaktor, och varför var Kina den enda möjligheten till en testanläggning?

De är inte den enda möjligheten. Det finns länder som Indien, Korea, Japan, Frankrike och USA som har gjort avancerade kärnkraftsgrejer, men idag byggs ungefär hälften av alla kärnkraftverk som byggs i världen i Kina, och Kinas förmåga att göra ingenjörsarbete är mycket imponerande. Det är troligt att Kina är där TerraPowers pilotanläggning kommer att byggas15. I bästa fall, om den anläggningen är klar till 2024, då någon gång på 2030-talet skulle du ha en design som du hoppas att alla nya kärnkraftsbyggen skulle anta, eftersom ekonomin, säkerheten, avfallet och alla nyckelparametrar är förbättrats dramatiskt.

Har du gjort några misstag i dina energiinvesteringar som du skulle vilja prata om?

Jag är i fem batteriföretag och fem av fem har det tufft. Till exempel är Don Sadoways företag, Ambri16, fantastiskt, men de har en verklig utmaning när det gäller att få tätningarna på sina natriumbatterier att fungera och få ekonomin för sina batterier så att lagringspersonalen skulle tycka att de är attraktiva. Jag ångrar inte att jag investerade, men alla batterisaker jag är inne på finner både marknadens storlek och bevisar att tekniken är svårare än de förväntade sig. De är fortfarande i affärer, men det visar sig vara ganska skrämmande. När människor tänker på energilösningar kan du inte anta att det kommer att ske ett lagringsmirakel. Det är fortfarande möjligt att det kommer att finnas, men vi måste investera i många vägar som inte kräver lagring.

Om det inte finns någon lagringsteknik som kan skalas, hur kommer sol och vind någonsin att på ett meningsfullt sätt bidra till elproduktion?

Om du sa till mig, Det kommer inte att ske något lagringsmirakel - inget som solkemikalier eller något liknande - då tror jag att det troliga systemet för ett rikt land ser ut som ett gigantiskt högspänningslikströmsnät med sol och vind och naturgas toppar med någon mycket hög grad av kolavskiljning och -bindning [CCS].

Om du hade ett supernät som täckte hela Nordamerika, och du tittade på vädermodeller och förstod vind- och solmönster, och rationellt använde all din sol och vind för att maximera mångfalden, då med ett magiskt, kontinentbrett rutnät, med enorma kapacitet som är genomförbar med rätt statliga godkännanden, skulle du förmodligen kunna täcka cirka 80 procent av energibehovet. För de återstående 20 procenten kan du i värsta fall använda naturgashögtalare och CCS. Det är lite lättare att göra CCS i en naturgasanläggning än i en kolanläggning, och det är lättare att göra det för 20 procent av energin än det är för all energi.

Rutnätet finns där, och det är den mest troliga lösningen som är okomplicerad. Att göra ett stort högspänningslikströmsnät är ganska ekonomiskt. Det är bara magi i den meningen att suveränen måste rensa rätten och skapa de rätta ekonomiska incitamenten. Det är inte ett tekniskt mirakel; det är ett politiskt mirakel.

Kan USA, som åtagit sig att minska sina utsläpp med mer än 25 procent till 2025, och andra länder uppfylla sina skyldigheter enligt Parisavtalet?

Även om det där med Paris var ett stort steg framåt, finns det så mycket arbete att göra i varje land. Jag tror att folk kan vara skeptiska till hur många länder som kommer att uppfylla sina åtaganden och, även om dessa åtaganden uppfylls, hur de kommer att uppfyllas. Ta till exempel USA:s åtagande: mycket av sättet som USA uppfyller sina åtaganden är genom att flytta den relativa energimixen mot naturgas.

Om vi ​​inte hade innovation, om du sa Hej, vetenskapen är frusen, vi har bara dagens teknik, jag skulle vara ganska pessimistisk om att världen [undviker] till och med ... ett tregradersscenario. Anledningen till att jag är optimistisk om klimatförändringar är på grund av potentialen för innovationer där C är lika med noll.

Dölj