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			              通往1.5°C的可靠途徑               
        
            
                        
            
        2024-08-30 15:14:17
              
                                          2023年能源思考10月刊              			   

               　
              作者：
                            中國能源網(wǎng) 李穎（編譯）   
        
          
        
		  
		  
		  
        
		  
          
        
            



                        
        
						                    為支持即將到來(lái)的重大活動(dòng)，如COP28氣候變化會(huì )議的準備工作，國際能源署（IEA）近期發(fā)布《通往1.5℃的可靠途徑》。這是一份關(guān)于為實(shí)現《巴黎協(xié)定》將全球溫度上升限制在1.5°C目標所需關(guān)鍵行動(dòng)的新報告。

         
        

        各國提出的雄心壯志對實(shí)現1.5℃的目標有很大幫助。如果能夠按時(shí)和全面實(shí)施，各國的凈零承諾將足以在2100年將升溫控制在1.7℃左右。因此，關(guān)鍵問(wèn)題是現在需要我們做些什么來(lái)加強近期行動(dòng)，以使世界走上符合1.5℃目標的可靠道路？IEA認為，“四大支柱”將成為關(guān)鍵：
        

         
        

        在能源領(lǐng)域，電力去碳化、加速能源效率和電氣化是關(guān)鍵工具。到2030年，可再生能源的新增容量需要在2022年的基礎上增加兩倍，每年達到約1200吉瓦，平均每年占新增發(fā)電量的90%。到2030年，電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售應達到約60%的市場(chǎng)份額，而零排放的中型和重型貨運卡車(chē)到同一年應達到約35%的市場(chǎng)份額。
        

         
        

        根據《格拉斯哥領(lǐng)導人森林和土地利用宣言》，到2030年將森林砍伐量減少到凈零，這在土地利用部門(mén)的二氧化碳減排中占最大份額。
        

         
        

        應對非二氧化碳排放對限制變暖峰值至關(guān)重要。假設對二氧化碳采取強有力的行動(dòng)，達到或超過(guò)關(guān)于氫氟碳化物的《基加利修正案》和《全球甲烷承諾》等承諾，并對農業(yè)的非二氧化碳排放采取行動(dòng)，可能會(huì )在大幅超過(guò)1.5℃的情況下造成差異，并將觸發(fā)不可逆轉的氣候臨界點(diǎn)。
        

         
        

        即使在低超標的情況下，也需要碳捕獲和儲存以及大氣中的二氧化碳清除，以緩解和補償難以消減的剩余排放量。到2030年需要實(shí)施捕獲約12億噸二氧化碳的項目，而目前計劃在2030年捕獲的二氧化碳約為3億噸。
        

         
        

        實(shí)現1.5°C目標的可靠途徑需要在四個(gè)支柱中的每一個(gè)方面立即采取強有力的行動(dòng)，以實(shí)現立即和快速減排；需要所有國家，特別是發(fā)達經(jīng)濟體和主要經(jīng)濟體做出強有力的貢獻；另外還需要明確的政策信號，以使行動(dòng)者能夠預測和實(shí)現變革。
        

         
        

        2022年全球與能源相關(guān)的二氧化碳排放量上升了0.9%，達到368億噸的歷史新高。2022年與土地利用相關(guān)的二氧化碳排放量保持在約60億噸，而與能源相關(guān)的甲烷排放量在2022年上升，但仍低于2019年的創(chuàng  )紀錄水平。
        

         
        

        盡管2022年排放量持續增長(cháng)，但各國都提高了對氣候變化的雄心。根據國際能源署的分析，如果各國充分、及時(shí)地執行其國家自主貢獻（NDCs）和凈零承諾以及部門(mén)承諾，世界將在2100年之前將升溫限制在1.7℃左右。這大大優(yōu)于當前政策設置所暗示的軌跡，即2100年將出現約2.5℃的升溫。
        

         
        

        圍繞四大關(guān)鍵支柱，在當前十年內加速行動(dòng)，可以保持合理的機會(huì )，在2100年之前將全球溫度上升限制在2至1.5攝氏度的關(guān)鍵領(lǐng)域：
        

         
        

        實(shí)現能源部門(mén)近期的大幅度減排，使其走上到本世紀中葉實(shí)現二氧化碳凈排放的道路，這是必要的。
        

         
        

        到2030年將森林砍伐量減少到凈零，并在土地使用部門(mén)采取額外的緩解行動(dòng)。
        

         
        

        削減非二氧化碳的溫室氣體（GHG），特別是甲烷，以及其他短期氣候污染物，它們對降低峰值變暖有很大的影響。
        

         
        

        擴大碳管理技術(shù)的創(chuàng  )新與部署。
        

         
        

        在四大支柱采取強有力的協(xié)調行動(dòng)，可以使世界可靠地將升溫限制在1.5℃?？煽康耐緩綉獓@以下方面展開(kāi)：
        

         
        

        立即大幅減少溫室氣體排放，以最大限度地減少超過(guò)1.5℃的溫度超調的程度和時(shí)間。
        

        通過(guò)強有力的、協(xié)調的政策和激勵措施實(shí)現平穩過(guò)渡，使所有參與者都能預測并參與到所需的快速變革中。
        

         
        

        需要所有國家，特別是發(fā)達經(jīng)濟體和主要經(jīng)濟體的貢獻，以降低成本，支持新興市場(chǎng)和發(fā)展中經(jīng)濟體進(jìn)行轉型。
        

         
        

        圖1 2010-2050年按情景劃分的能源部門(mén)二氧化碳排放量。
        

        

        

         
        

        如果充分實(shí)施，凈零承諾將使2100年的升溫幅度達到1.7℃。
        

         
        

        支柱1：到2050年，能源的二氧化碳凈排放為零
        

         
        

        如果不立即大幅減少與能源有關(guān)的二氧化碳排放，就沒(méi)有可靠途徑將升溫限制在1.5℃。IPCC（聯(lián)合國政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )）評估的1.5°C低超標情景，到本世紀中葉達到能源部門(mén)的二氧化碳凈排放。要實(shí)現這一目標，需要對全球能源部門(mén)進(jìn)行迅速而深刻的改革（圖2）：
        

         
        

        加大清潔電力的部署。在2022年，可再生能源實(shí)現了另一個(gè)創(chuàng  )紀錄的年份，可再生能源滿(mǎn)足了90%的發(fā)電量增長(cháng)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電各增加了約275太瓦時(shí)，創(chuàng  )造了新的年度記錄。
        

         
        

        擴大清潔電力的部署——包括可再生能源、核電、帶有碳捕獲、儲存和使用（CCUS）的化石燃料發(fā)電廠(chǎng)以及燃燒氫氣和氨氣的工廠(chǎng)——是按照可靠的1.5℃路徑減少排放所需的最關(guān)鍵行動(dòng)之一（圖2）。
        

         
        

        將燃料轉換為電力和低排放燃料，如可持續生物能源、氫氣和氫基燃料，使工業(yè)、交通和建筑的排放量大幅減少。
        

         
        

        圖2  2035年按措施大類(lèi)劃分的與能源有關(guān)的二氧化碳排放減少量
        

        

        

         
        

        要達到NZE的減排水平，需要在所有杠桿上采取強有力的行動(dòng)。
        

         
        

        到2030年，電動(dòng)汽車(chē)在全球汽車(chē)年銷(xiāo)售量中的份額需要達到約60%，以符合凈零能源情景。隨著(zhù)清潔電力部署，汽車(chē)存量逐漸以電動(dòng)汽車(chē)為主，以此實(shí)現大幅減排。同樣，到2030年，零排放的中型和重型貨運卡車(chē)在全球銷(xiāo)售中的比例應達到35%左右。
        

         
        

        提高能源生產(chǎn)力，或經(jīng)濟產(chǎn)出與能源投入的比率，對于減少低排放能源所需規模至關(guān)重要。在2022年，全球能源生產(chǎn)力提高了2%，比2020年和2021年的水平明顯加快。如果沒(méi)有這種能源生產(chǎn)力的提高，2030年，全球能源系統規模將擴大20%——相當于把中國目前的能源消耗量加起來(lái)。
        

         
        

        通過(guò)CCUS進(jìn)行碳管理對于能源部門(mén)在2050年前實(shí)現凈零排放至關(guān)重要。在2022年，全球大約有4400萬(wàn)噸二氧化碳被捕獲。為了在2050年實(shí)現凈零排放，全球能源部門(mén)的二氧化碳捕獲量需要在2030年增加到12億噸。CCUS發(fā)揮著(zhù)三個(gè)重要作用：為水泥工藝排放等難以消減的部門(mén)提供解決方案；為包括合成燃料在內的低排放燃料的生產(chǎn)做出貢獻；以及從大氣中清除碳（見(jiàn)專(zhuān)門(mén)討論這一主題的支柱4）。
        

         
        

        為了在本世紀中葉實(shí)現二氧化碳凈零排放，各國需要加強政策執行和雄心。如果政策得到充分加強，使所有國家都走上實(shí)現其國家發(fā)展計劃和凈零排放承諾的道路，能源部門(mén)的二氧化碳排放量將在這十年內開(kāi)始決定性地下降。推遲加強政策的實(shí)施和雄心，可能會(huì )使到2050年達到凈零排放的目標不可行。
        

         
        

        清潔能源投資所需的增長(cháng)在中國以外的新興市場(chǎng)和發(fā)展中經(jīng)濟體中最為突出，到2030年清潔能源投資需要增加近7倍。要實(shí)現這一目標，需要在更有力和更有效的政策推動(dòng)下，將擴大的國際公共支持、國際私人資本和國內投資結合起來(lái)。
        

         
        

        支柱2：到2030年實(shí)現零凈毀林和其他土地利用行動(dòng)
        

         
        

        農業(yè)、林業(yè)和其他土地利用（AFOLU）約占全球人為溫室氣體排放的五分之一。與農業(yè)、林業(yè)和其他土地利用有關(guān)的溫室氣體排放約有一半來(lái)自二氧化碳，三分之一來(lái)自甲烷，其余來(lái)自一氧化二氮。因此，解決這些排放在限制升溫到1.5℃方面起著(zhù)不可或缺的作用。在支柱3中詳細討論了AFOLU的甲烷和一氧化二氮排放。
        

         
        

        圖3 2030年按措施減少農業(yè)、林業(yè)及其他土地利用的溫室氣體排放。
        

        

        

         
        

        停止砍伐森林對減少溫室氣體排放的影響最大。
        

         
        

        國際應用系統分析研究所（IIASA）為IEA進(jìn)行的分析表明，在既定政策下，農業(yè)、林業(yè)及其他土地利用的溫室氣體排放將從2021年的每年約12Gt CO2-eq下降到2030年的約10Gt CO2-eq?！陡窭垢珙I(lǐng)導人森林和土地利用宣言》以及其他已宣布的與農業(yè)、林業(yè)和土地利用有關(guān)的承諾將使2030年的溫室氣體凈排放量再減少24Gt CO2-eq。然而，這仍然沒(méi)有達到使世界進(jìn)入1.5℃軌道所需的水平。
        

         
        

        在停止砍伐森林的同時(shí)，大部分額外的減排量必須來(lái)自于改善現有森林的管理，減少農業(yè)非二氧化碳排放（例如通過(guò)改善腸道發(fā)酵和糞便管理），以及與其他土地利用變化有關(guān)的措施，如建立森林種植園（圖3）。
        

         
        

        支柱3：減少非二氧化碳排放
        

         
        

        除了減少二氧化碳，在所有將升溫限制在1.5℃的情景中，都需要迅速減少其他溫室氣體的排放。這些非二氧化碳溫室氣體的減少，特別是甲烷的減少，在短期內對全球氣溫有很大影響，因為它們當中有許多都具有強大的變暖潛力，但在大氣中的壽命很短。迅速減少這些排放可以限制溫度超過(guò)1.5℃的持續時(shí)間和幅度。
        

         
        

        最近幾年的溫度上升比工業(yè)化前水平高出約1.2℃。在STEPS（既定政策情景）中，到2050年，溫度上升達到約1.9℃，而在NZE（net zero energy 凈零能源情景）中，到那時(shí)的溫度剛剛超過(guò)1.5℃。在STEPS中，大約40%的額外變暖是由非二氧化碳排放引起的，其中甲烷約占變暖的30%，一氧化二氮約占5%，其他氣體約占5%（圖4）。
        

         
        

        分析表明，如果沒(méi)有NZE方案中對非二氧化碳溫室氣體的有力緩解，峰值溫度上升將高出約0.2℃。這足以使NZE方案從1.5°C的低超標情況變?yōu)楦叱瑯饲闆r（如IPCC所定義）。因此，需要對非二氧化碳溫室氣體采取行動(dòng)，否則，將對社會(huì )、經(jīng)濟和生態(tài)系統構成嚴重威脅。長(cháng)時(shí)間更高的峰值溫度也增加了誘發(fā)不可逆轉的氣候臨界點(diǎn)的可能性，如格陵蘭島和南極洲西部冰蓋的崩塌或凍土層大面積突然融化。
        

         
        

        圖4  2022-2050年NZE情景中溫室氣體對氣候變暖的貢獻。
        

        

        

         
        

        緩解非二氧化碳溫室氣體對保持峰值溫度低于1.6℃的低超調閾值至關(guān)重要。
        

         
        

        甲烷是自工業(yè)革命以來(lái)全球氣溫上升約30%的原因。在NZE方案中，削減甲烷排放對限制2050年的溫度上升有僅次于二氧化碳的最大影響。目前已有150個(gè)國家加入了全球甲烷承諾，該承諾在2021年的COP26會(huì )議上啟動(dòng)，旨在到2030年將人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的甲烷排放量從2020年的水平至少減少30%。
        

         
        

        能源部門(mén)約占人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的甲烷總排放量的40%，僅次于農業(yè)。在NZE方案中，能源部門(mén)的甲烷排放量在2020年和2030年間下降了約75%，人類(lèi)活動(dòng)的甲烷總排放量下降了約45%。根據國際能源署對其全球甲烷跟蹤的最新發(fā)現，僅石油和天然氣的甲烷排放量就可通過(guò)現有技術(shù)減少75%。在2030年期間，需要大約1000億美元的總投資來(lái)實(shí)現這一減少——相當于2022年石油和天然氣凈收入的3%以下。為了解決化石能源生產(chǎn)和消費中的甲烷排放問(wèn)題，覆蓋全球一半以上的天然氣進(jìn)口和三分之一以上的全球天然氣出口國家在COP27上發(fā)表了《能源進(jìn)出口國關(guān)于減少化石燃料溫室氣體排放的聯(lián)合聲明》，呼吁在實(shí)際可行的情況下，最大限度地減少整個(gè)供應鏈的燃燒、甲烷和二氧化碳排放。
        

         
        

        政府主導的行動(dòng)也被提出以應對其他溫室氣體。例如，2016年，《蒙特利爾議定書(shū)》的《基加利修正案》呼吁將氫氟碳化物（HFCs）的生產(chǎn)和消費逐步減少80-85%，發(fā)達經(jīng)濟體在2036年前達到此目標，新興市場(chǎng)和發(fā)展中經(jīng)濟體在2047年前達到，以解決HFCs排放對氣候的影響。截至2023年3月，代表全球80%以上溫室氣體排放的締約方已加入該修正案。
        

         
        

        解決一氧化二氮的排放對實(shí)現氣候目標也很重要。農業(yè)部門(mén)對大約五分之四的人為一氧化二氮排放負責。在STEPS中，與2021年的水平相比，到2030年，農業(yè)的一氧化二氮排放量增加了約8%，而在NZE情景中，在此期間下降了約2%，主要是由于作物管理和化肥使用的效率提高。在NZE方案中，2021-2030年間，與能源有關(guān)的一氧化二氮排放下降了約30%，幾乎完全與煤炭和石油使用的減少有關(guān)。
        

         
        

        支柱4：碳管理
        

         
        

        碳管理是指能夠捕獲、使用和儲存碳的技術(shù)和工藝，既包括來(lái)自發(fā)電廠(chǎng)和工業(yè)煙囪等點(diǎn)源的碳，也包括來(lái)自大氣的碳。由于土地利用部門(mén)的大氣凈清除量已在支柱2下處理，這里討論的重點(diǎn)是能源部門(mén)的碳管理?；旧纤袑⑸郎叵拗圃?.5℃的情景都利用能源部門(mén)的碳管理來(lái)發(fā)揮三種作用：
        

         
        

        在替代性清潔能源技術(shù)昂貴或缺乏的部門(mén)，碳捕集與封存（CCS）避免了向大氣的排放，如工業(yè)加工排放，以及來(lái)自現有的電力或工業(yè)設施的排放，其中許多是在過(guò)去十年中建成的。
        

         
        

        碳捕集與利用（CCU）為生產(chǎn)合成燃料提供了碳原料，對航空等部門(mén)的去碳化至關(guān)重要。如果這種碳原料的來(lái)源是大氣，那么產(chǎn)生的燃料就是氣候中性的。
        

         
        

        二氧化碳清除（CDR）也可以補償那些最難減排部門(mén)的持續排放，如果清除量超過(guò)總排放量，還可以提供凈負排放，從大氣中吸取碳，從而降低全球溫度。二氧化碳清除可以通過(guò)直接空氣碳捕獲和儲存（DACS）直接發(fā)生，或者通過(guò)生物質(zhì)生長(cháng)過(guò)程中的大氣碳吸收過(guò)程間接發(fā)生。
        

         
        

        即使積極部署碳管理以外的清潔技術(shù)，也需要碳管理來(lái)實(shí)現氣候目標。到2030年，在NZE方案中，整個(gè)能源系統每年捕獲約1.2Gt，這意味著(zhù)在2021年的水平上幾乎增加了30倍。預計到2030年，年碳捕獲量將達到約0.3Gt。
        

         
        

        在2030年新西蘭需要的1.2Gt的碳管理中，大約三分之一用于減輕工業(yè)和發(fā)電等部門(mén)的化石燃料燃燒的排放。然而，可再生能源仍然是電力部門(mén)減排的主要驅動(dòng)力，在2030年占新西蘭能源局總發(fā)電量的60%左右，而配備碳捕集的化石工廠(chǎng)只占不到1%。另外三分之一避免了工業(yè)部門(mén)和氫氣生產(chǎn)中的排放。五分之一與大氣層的清除量有關(guān)。其中大部分來(lái)自電力、工業(yè)和生物燃料生產(chǎn)部門(mén)的BECCS（生物能源與碳捕獲和儲存）。DACS（直接空氣碳捕獲和儲存）的規模也在擴大，到2030年達到近7000萬(wàn)噸（圖5）。然而，DAC的項目管道正在迅速增長(cháng)。如果所有宣布的項目都能推進(jìn)，DAC的部署將在2030年達到NZE方案的要求，盡管該技術(shù)在2030年后需要非常迅速地增長(cháng)，以符合1.5℃的情景。
        

         
        

        碳管理技術(shù)是強有力的減排方案中一個(gè)重要戰略工具。在NZE方案中需要部署的規模是巨大的，相當于從現在到2030年，每個(gè)月有10個(gè)配備CCUS的新設施投入使用。
        

         
        

        CDR技術(shù)并不能消除深度減排的需要。在NZE方案中，到2050年，每年有15億噸的二氧化碳通過(guò)CDR技術(shù)從大氣中移除，平衡了剩余的總排放量，使二氧化碳凈排放量為零。然而，如果世界超過(guò)了1.5°C的可用二氧化碳預算，或者如果總排放量沒(méi)有像NZE方案中那樣大力減少，就需要額外的CDR。
        

         
        

        圖5  2030年NZE情景中按部門(mén)和類(lèi)型劃分的二氧化碳捕獲總量。
        


        

        

         
        

        碳捕集技術(shù)在整個(gè)能源部門(mén)發(fā)揮著(zhù)重要作用。
        

         
        

        這種額外的CDR將有重大的權衡。例如，IPCC評估的1.5°C高過(guò)沖情景下，在2060年BECCS和DACS每年約有7Gt二氧化碳。通過(guò)混合使用BECCS和DACS來(lái)實(shí)現這一目標可能需要：
        

         
        

        ?相當于美國目前耕地的土地面積，以供應生物能源；
        

         
        

        約760吉瓦的額外風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電能力（幾乎相當于目前歐盟、美國、印度和日本的總和）；
        

         
        

        熱能幾乎相當于歐盟2021年的天然氣消費量。
        

         
        

        專(zhuān)有名詞縮略語(yǔ)一覽
        

         
        

        AFOLU（農林和其他土地利用）
        

         
        

        BECCS（生物能源與碳捕獲和儲存）
        

         
        

        CCS（碳捕集與封存）
        

         
        

        CCU（碳捕集與利用）
        

         
        

        CCUS（碳捕獲、利用與封存）
        

         
        

        CDR（二氧化碳清除）
        

         
        

        DACS（直接空氣碳捕獲和儲存）
        

         
        

        GHG（溫室氣體）
        

         
        

        HFCs（氫氟碳化物）
        

         
        

        IIASA（國際應用系統分析研究所）
        

         
        

        IPCC（聯(lián)合國政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )）
        

         
        

        NDCs（國家自主貢獻）
        

         
        

        NZE（凈零能源情景）
        

         
        

        STEPS（既定政策情景）
        			  

        
			
			 
			 
			 
			 

            			
        
                                                 
            
            
        
                
            
        
            
            
        
            
                       
        責任編輯：                                                                江曉蓓                                                                
        
              
        
                
				  
				
                
                  
        
            
          
        
        
        
        
        
        
        
                
                        
                		
        
      
    
        
    
        
      
      
      
        

      	
		
      	

      	
        

      	
		
      	

		
        

		
		

		
        



      
    
        
    
        
  
        

        

        
  

        


        














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