我们仍能将全球变暖控制在2℃以下。方法如下

The sun rises behind windmills at a wind farm in Palm Springs, California, February 9, 2011. REUTERS/Lucy Nicholson (UNITED STATES - Tags: ENERGY ENVIRONMENT BUSINESS) - RTXXNCW
Nations need to accelerate deployment of existing technologies to lock in and build on the gains of the last three years.Image: REUTERS/Lucy Nicholson
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去年我们发现,全球化石燃料排放的增长已停滞,这一状况已持续三年。但这是否意味着我们正走在实现将全球变暖控制在2℃以下的轨道上?这是2015年《巴黎协定》所约定的目标。

在我们的研究中,我们考察了全球和各国能源行业在实现全球气候目标方面的进展。该研究今日发表于《自然·气候变化》期刊。

我们发现,我们仍能将全球变暖控制在2℃以下,这主要得益于清洁能源使用增加、全球煤炭使用量下降、能源效率提升,以及由此带来的化石燃料排放停滞,这一状况已持续三年。

各国需要加快部署现有技术,巩固并扩大过去三年取得的成果。更具挑战性的是,必须投资开发新技术并推动行为转变,才能在本世纪中叶前实现全球净零排放。

世界正在摆脱化石燃料

我们考察了几项关键指标,包括化石燃料产生的碳排放、能源系统的碳强度(每单位能源产生多少碳)以及创造一美元财富所排放的碳量。

化石燃料在全球能源中的占比开始下降。煤炭消费量没有增长,而风能、生物质能、太阳能和水力发电的能源产出则大幅增长。因此,能源生产的碳排放呈现下降趋势。

近年来,全球能源效率也有所提升,扭转了2000年代的趋势。这些进步正在减少创造新增财富所产生的碳排放。

在所有这些变化的作用下,全球化石燃料排放过去三年没有增长。值得注意的是,这一情况出现的同时,全球经济仍在持续增长。

随着全球经济增长,各经济体变得更加高效并转向服务业,每单位财富的创造所消耗的能源也在减少。

这些令人鼓舞的结果表明,从全球范围看,我们在起步时总体上处于有利位置,有望将变暖控制在2℃以下。

但模型显示,严格的气候政策只能略微加快能源强度改善这一长期趋势。要将变暖控制在2℃以下,还需要大幅且持续地降低能源生产方式的碳强度。

Image: The Conversation

中国引领减排行动

我们还考察了对全球影响最大的几个国家。

过去三年全球排放增速放缓,很大程度上是由于中国煤炭消费增长减缓。2000年代的大部分时间里,中国化石燃料排放每年增长10%,但自2013年以来已不再增长。这表明排放量可能比预测提前十多年达峰。

中国能源行业中化石燃料占比显著下降。这是煤炭使用减少和可再生能源增长共同推动的结果。化石燃料的碳强度也在下降,例如通过提高燃煤效率实现。

过去十年,美国的排放量也有所减少,煤炭消费量显著下降,尤其是最近几年。这一下降有多种原因,包括过去十年经济疲软,以及能源效率持续提升,从而降低了能源需求。

由于从煤炭转向天然气以及可再生能源增长,美国化石燃料的碳强度下降,排放量因此进一步减少。

过去几十年来,欧盟排放量一直在下降,过去10年尤为明显:经济疲软以及能源效率持续提升共同促使排放减少。随着可再生能源在能源行业中的占比不断增加,减排步伐正在加快。

印度排放量持续以每年5-6%的速度增长,预计还将继续增长,而排放增长的根本驱动因素几乎没有变化。

自2009年以来,澳大利亚化石燃料排放量一直保持稳定或有所下降,这是经济能源强度与能源碳强度共同下降的结果。然而,化石燃料排放量自2015年以来有所增长。

Image: 路透社

细节决定成败

我们的分析有一个重要的“但是”。我们发现,当前化石燃料趋势与将变暖控制在2℃以下的目标相符,因为我们采用的未来气候情景由政府间气候变化专门委员会评估,这些情景允许未来继续使用相对大量的化石燃料。

这些情景假设,通过碳捕集与封存(CCS)技术,可以清除大量由化石燃料燃烧产生的碳排放。

CCS也常与生物能源结合,形成一种实际上能够从大气中移除二氧化碳的技术。在这一过程中,植物从大气中吸收二氧化碳;燃烧这些植物产生生物能源,并将由此产生的CO₂排放捕集后封存于地下。植物再次生长,循环便得以重复。

大多数情景都依赖大规模部署CCS,到2030年需建成数千座CCS设施,才能将变暖控制在2℃以下。目前,计划中的设施只有几十座。各方在《巴黎协定》框架下作出的多数2030年承诺,也缺乏对CCS的支持。

尽管当前许多指标都与将变暖限制在2℃以内的目标相符,但现在亟须部署CCS,以避免偏离这些路径;除非能够部署其他技术,弥补正在迅速显现的减排缺口。

许多排放情景还纳入了从大气中移除大量CO₂的设想。尽管这些情景首选的技术是结合CCS的生物能源,但同样迫切的是投资研发其他负排放技术,这些技术可能具有更小的环境足迹。

将增速放缓转为排放下降

过去三年排放增长放缓,这一点意义重大。要迈上与将全球平均气温控制在高于工业化前水平2℃以内相符的排放路径,这种放缓是必要的。

短期挑战在于巩固这一放缓态势:减少煤炭使用、以天然气替代煤炭,并提高清洁能源占比。如果全球经济短期内增长更强劲,这些措施将降低排放反弹的风险。

然而,我们的研究表明,要让排放以所需速度转为下降趋势,就需要在更广泛的行业领域实现减排,并更快部署现有低碳技术。

归根结底,要在本世纪实现零排放,需要迅速开展研发工作,支持广泛应用各类低碳技术,包括从大气中移除二氧化碳的系统。

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