沒有什麼是不需要支付代價的，將世界能源系統從化石燃料轉向可再生資源本身就會產生碳排放，因為建造風力渦輪機、太陽能電池板和其他新的基礎設施會消耗能源–其中一些必然來自我們試圖擺脫的化石燃料。好消息是：如果這些基礎設施能夠迅速投入使用，這些排放將大大減少，因為早期更多的可再生能源將意味著需要更少的化石燃料來驅動轉變。

這是一項研究的最新結論，該研究首次不以美元，而是以溫室氣體來估計綠色轉型的成本。建設清潔能源發電的基礎設施本身就會產生碳排放，但其速度越快，碳排放就越少。這項研究最近發表在《美國國家科學院院刊》上。

“信息是，重建全球能源系統需要能源，我們需要考慮到這一點，”主要作者科里-萊斯克說，他作為哥倫比亞氣候學院拉蒙特-多爾蒂地球觀測站的博士生從事這項研究。”無論你怎麼做，它都是不可忽略的。但是，你最初能帶來的可再生能源越多，你就越能用可再生能源為過渡提供動力。”

原材料的開採、運輸、製造和建築都是能源密集型的。這裡是加拿大西北地區一個露天礦的採礦車

研究人員計算了採礦、製造、運輸、建築和其他活動中的能源使用可能產生的排放，這些活動需要建立大規模的太陽能電池板和風力渦輪機農場，以及更有限的地熱和其他能源的基礎設施。以前的研究已經預測了新的能源基礎設施的成本，在2050年之前，每年有3.5萬億美元用於達到淨零排放，或者根據另一項研究，在同一時期，僅美國就高達約14萬億美元。這項新的研究似乎是第一個以溫室氣體為單位的成本預測。

按照目前可再生基礎設施生產的緩慢步伐（預計到本世紀末將導致升溫2.7攝氏度），研究人員估計這些活動到2100年將產生1850億噸的二氧化碳。僅此一項就相當於目前全球5或6年的排放量，這是對大氣層增加的沉重負擔。然而，如果世界以足夠快的速度建立同樣的基礎設施，將升溫限制在2度以內，這些排放將減半，達到950億噸（目前的國際協議也旨在實現這一目標）。而且，如果遵循一條真正雄心勃勃的道路，將升溫限制在1.5度，那麼到2100年，成本將只有200億噸–只是目前全球排放量的6個月左右。

綠色技術新需求的稀有商品，如鋰、釔和釹，將不得不來自新的來源。這包括快速融化的格陵蘭島（其東南海岸，上圖），它富含這些物質

研究人員指出，他們所有的估計可能都相當低。首先，他們沒有考慮到新的輸電線路所需的材料和建築，也沒有考慮到用於儲存的電池–這兩種都是高度能源和資源密集型產品。它們也不包括用電動汽車取代汽油和柴油動力汽車的成本，或使現有建築更加節能。該研究還只關註二氧化碳的排放，目前二氧化碳的排放導致了約60%的持續變暖，而不是其他溫室氣體，包括甲烷和氧化亞氮。

轉向可再生能源的其他影響很難量化，但可能是實質性的。所有這些新的高科技硬件將不僅需要大量的基本金屬，包括銅、鐵和鎳，還需要以前較少使用的稀有元素，如鋰、鈷、釔和釹。許多商品可能必須來自以前未被開發的環境脆弱的地方，包括深海、非洲雨林和快速融化的格陵蘭島。太陽能電池板和風力渦輪機將消耗大片土地，隨之而來的是對生態系統和生活在那裡的人們的潛在影響。

Lesk說：”我們正在製定底線，該研究的估計上限可能要高得多”。但是，他說”結果是令人鼓舞的”。考慮到最近可再生能源技術的價格下降，世界所需的80%至90%可以在未來幾十年內安裝，特別是如果目前對化石燃料生產的補貼被轉用於可再生能源。”如果我們走上一條更雄心勃勃的道路，這整個問題就會消失。如果我們不在未來5到10年內開始投資，那才是壞消息。”

作為研究的一部分，Lesk和他的同事還研究了適應海平面上升的碳排放；他們發現，在2度的情況下，建造海堤和在必要時將城市遷往內陸，到2100年將產生10億噸的二氧化碳。這也只是適應成本的一部分；他們沒有考慮控制內陸洪水的基礎設施、在可能變得更乾燥的地區進行灌溉、使建築物適應更高的溫度或其他需要的項目。

“儘管有這些局限性，我們的結論是，蘊含在更廣泛的氣候轉型中的二氧化碳排放的規模具有地球物理學和政策的相關性，”作者寫道。”在更快的去碳化節奏下，過渡期的排放可以大大減少，為快速部署可再生能源的政策進展提供了新的緊迫性。”