能源专家:到2050年实现净零排放依赖于这7件事

Hydrogen demand needs to increase five-foldfor reaching net zero by 2050
Hydrogen demand needs to increase five-foldfor reaching net zero by 2050Image: REUTERS/Mario Anzuoni (UNITED STATES) - GM1E46D0NB301
本内容由人工智能自动翻译。
  • 国际可再生能源署的三位专家撰文指出,要到2050年实现净零排放,必须采取若干步骤。

  • 年度能源强度改善幅度必须从近年来的1.2%提升至约3%。

  • 电动汽车销量需要从占所有车辆销量的4%增长至100%。

  • 氢能需求需要增长五倍,从1.2亿吨增至6.13亿吨。

  • 可再生能源电力、电气化和循环经济发挥着关键作用。

国际可再生能源署(IRENA)于2021年3月16日推出了其《世界能源转型展望》的预览版。IRENA创新与技术中心的Dolf Gielen、Ricardo Gorini和Gayathri Prakash就部分初步研究结果提供了见解。

《世界能源转型展望》:关于到2050年实现净零排放

《世界能源转型展望》预览版根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的说法,该预览版详细说明了如何在当前至2050年期间将全球二氧化碳排放量降至净零,以使到2100年升温幅度控制在1.5摄氏度以内的概率达到50%。这需要从现在起实现陡峭且持续下降的二氧化碳排放轨迹。起点是全球能源和工业过程二氧化碳排放的剩余累计预算为5000亿吨。现行政策(既定政策情景[1])只能使能源和工业过程排放趋于稳定,因此,需要进行根本性变革。覆盖全球70%至80%排放量的净零排放和碳中和承诺必须转化为可行的战略和政策。

所需的能源转型是深刻的,正如IRENA的1.5摄氏度气候路径所描绘的那样:

  • 年度能源强度改善幅度必须从近年来的1.2%提升至约3%。可再生能源电力、电气化和循环经济在降低能源强度方面发挥着关键作用,这是对传统能效技术的补充。

  • 为实现2050年净零排放,一次能源中可再生能源份额的年均增长速度需要比近年来加快八倍。

  • 可再生能源发电装机容量需要从如今的超过2500吉瓦增长至2050年的27500吉瓦,即每年增长840吉瓦,年度新增装机容量需比近年来(约200至250吉瓦)增加四倍;

  • 电动汽车销量需要从占所有车辆销量的4%增长至100%,电动汽车保有量需要从2020年的700万辆增长至2050年的18亿辆;

  • 到2050年,氢能需求需要从1.2亿吨增长至6.13亿吨,即为实现净零排放需增长五倍。清洁氢能的占比需要从2%增长至100%,从现在到2050年,平均每年需新增160吉瓦电解槽(基于2020年0.3吉瓦的装机容量基数)。到2050年,约三分之二的供应将为绿氢,三分之一为蓝氢;

  • 实现向净零排放能源转型所需的生物质一次能源总供应量略超过150艾焦耳,几乎是2018年一次生物质使用量的三倍。基于对可持续生物质供应潜力的详细评估,这一目标似乎是可行的。

  • 碳捕集与封存(CCS)的使用需要从2020年的每年0.04吉吨增长至2050年捕集的7至8吉吨,其中生物能源搭配碳捕集与封存(BECCS)占捕集和封存总量的一半。这些步骤中的每一步都极具挑战性,而且必须同时全部落实,才能将排放控制在碳预算之内并实现净零排放。

关键的能源转型战略要素稳健可靠,与其他能源情景和研究结果一致。目前,大多数实现净零能源系统所需的技术已经具备,尽管技术成本仍需进一步降低,创新也可以加快部署,但现在必须加紧推进部署。到2050年实现净零排放的解决方案中,超过90%涉及可再生能源的直接供应、电气化、能效提升、绿氢和BECCS。一项重要发现是,在所部署的技术和战略方面,2摄氏度情景与1.5摄氏度情景的路径基本相同。政策含义在于,努力的方向是稳健的。关键在于我们现在就开始行动。

实现净零排放的成本降低

至少就能源领域而言,分析表明,基于现有成熟技术,到2050年消除排放是可行的。然而,为进一步降低成本并加快转型步伐,未来几年继续推进成本降低工作至关重要。

为实现净零排放,排放量需要下降多少Image: Smart Energy

可再生能源在一次能源供应中的占比需要从2018年的14%增长至2050年的74%,以实现1.5摄氏度情景。到2050年,化石燃料使用量将下降超过75%,其中天然气将占剩余化石燃料使用量的大部分。然而,天然气的使用很可能仅限于生产与碳捕集与封存技术相结合的“蓝”氢,以及部分工业流程和发电。

实现净零排放是可以负担得起的。能源行业总投资将从现行计划和既定政策下的规划能源情景(PES)的98万亿美元增至1.5摄氏度情景下的131万亿美元,增幅为34%。投资结构将发生巨大变化,能源转型投资在总投资中的占比将从56%增至83%,化石燃料投资则相应减少。未来三十年,每年的能源投资将达到4.4万亿美元。为了更直观地理解这一数字,2019年全球GDP为81万亿美元,预计到2050年GDP将增长2.5倍。

实现净零排放所需的额外能源行业投资需求Image: Smart Energy

能源转型的收益超过成本。收益可分为两部分:化石燃料供应成本的降低,以及气候变化减缓和地方空气污染健康影响减少所带来的外部性降低。外部性在此评估中至关重要。这表明,需要政策干预才能使能源转型成为现实,从而将这些外部性内部化。

研究结果

到2050年实现净零碳排放的未来可能看似具有挑战性,但分析表明,这一路径仍然可行。然而,这需要大规模加快努力步伐。目前正在进一步细化转型路径,包括区域细节和行业特定战略,以及社会经济影响和融资战略。研究结果将于今年晚些时候发布。

IRENA的展望表明,我们需要最高水平的承诺和雄心,并辅以强有力的国际合作,才能实现向1.5摄氏度路径的有意义且迅速的转变。2021年是能源领域的关键之年。联合国秘书长将于9月召开能源问题高级别对话,IRENA很荣幸共同牵头能源转型主题。连同今年晚些时候的COP26,这些都是为实现净零排放而采取集体行动的重要里程碑。

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。