到2050年实现净零排放将依赖于这3大支柱

A worker throws quartz sand in an electric arc furnace in a steel factory of Store Steel in Store, Slovenia November 17, 2016.
Technologies such as electric arc furnaces can help hard-to-abate sectors to decarbonizeImage: REUTERS/Srdjan Zivulovic
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  • 实现净零排放是可能的,但远非易事。

  • 重工业和难以减排的行业带来了特殊挑战。

  • 领导人和政策制定者在3个领域的支持至关重要。

到2050年实现二氧化碳净零排放:一年前还似乎遥不可及的愿景,如今正逐步成为技术上可行的现实,也是有可能实现的。

但通往碳中和的道路远非易事。需要采取多种方式相结合的做法,包括电气化、可再生能源和更清洁的化石燃料。具体路径将取决于地理条件、工业化水平以及许多其他社会需求等因地制宜的特点。

一项特殊挑战在于工业领域,其占比为29%的最终消费和42%的与能源相关及工艺过程的直接二氧化碳排放。钢铁、水泥以及塑料等产品所需化工生产等重工业被视为“难以减排”,原因在于其中许多工艺无法轻易实现电气化,或者将化石燃料用作原材料。

在很大程度上实现这些行业脱碳的技术确实存在,但其发展处于不同阶段。因此,仅靠技术本身无法实现净零排放。还需要政策制定者的支持,以及刺激低碳或零碳产品需求的激励措施。

重工业是最难脱碳的行业之一Image: 三菱重工 / 国际能源署《2019年世界能源展望》

以下是三个至关重要的领域。

1. 扩大技术应用

全球各地的企业正在开发解决方案,以使净零排放成为可能。

海上风电的成功表明,可再生能源能够扩大规模,与化石燃料展开竞争。目前,海上风电的成本和发电能力已被视为与燃气发电厂相当。

即使是间歇性问题也可以解决,无论是通过电池储能,还是转化为氢能。氢能随后可作为低碳燃料,用于交通运输、发电和工业领域。

在难以减排的行业中,也有降低二氧化碳排放的技术。在炼钢领域,更清洁的电弧炉可以实现废金属回收的脱碳。新的低碳钢可以使用天然气或氢气代替煤炭,通过耗能巨大的铁矿石还原工艺进行生产。

剩余的富碳废气可以通过以下方式转化为合成燃料:碳捕获、利用与封存(CCUS)。这些合成燃料随后可用于其他面临碳排放挑战的行业,例如化工行业,从而有助于减少排放。

在供暖领域(约占能源消费总量的50%),氢能可以在现有配送网络中替代天然气。废能利用等应用,例如利用制造过程中产生的热能进行区域供暖和发电,利用制造过程中产生的热能进行区域供暖和发电,已在该领域得到应用,其作用预计将进一步扩大。

这些低碳解决方案中有许多在技术上已得到验证,但需要扩大规模,以提高其经济可行性。然而,不能让科技企业独自承担这一挑战。

2. 政策变革

政策变革在帮助减少碳排放方面已发挥了不可或缺的作用。如果没有全球和区域立法的支持,风力涡轮机和太阳能光伏等可再生能源技术就不会达到目前的市场成熟水平。

要实现净零排放,还需要对其他碳减排技术给予类似的支持,以推动供暖和工业流程等领域的脱碳解决方案的发展。

目前已取得一些进展。例如,日本希望成为“氢能社会”,并因此设定了氢气生产和使用的目标。在全球范围内,超过50个国家正在制定氢能政策和路线图。

在美国,税收优惠政策正在推动一批新的CCUS项目的涌现,其中大多数项目旨在捕获化工行业的二氧化碳排放。

欧洲已实现了目标,在电力结构中的可再生能源比例方面已达标,现正着力推进供暖领域脱碳,设定了可再生能源供暖每年至少增长1.3%的目标。

但仍需做出更多努力。在全球一些规模最大、增长最快的经济体中,需要立法支持转向低碳能源。能源转型委员会已确定天然气是关键过渡燃料,有助于迅速减少中国和印度的工业二氧化碳排放。

在实现净零排放的问题上,没有任何单一政策方案能够适用于所有国家。除监管和金融举措外,刺激需求同样至关重要,以便市场能够扩大规模并降低成本。

3. 创造需求

能源税收和碳定价(例如通过欧盟的能源交易体系等机制)在世界某些地区正日益普遍。两者都会降低排放温室气体的吸引力,并使投资减排技术更具吸引力。

公共采购也可发挥作用,在其所有采购决策中优先选择低碳产品,从而创造需求,同时起到示范作用。

与此同时,还需要通过鼓励公众消费低碳产品来培育基层需求。

就这些吗?Image: 三菱重工 / 能源转型委员会

能源转型委员会认为,难以减排行业的脱碳对终端消费者价格的影响将很小。脱碳钢材的价格上涨幅度可能不超过180美元,即摊到一辆汽车上的增加成本。零排放塑料只会使一升软饮料的价格上涨不到0.01美元。

只有航空业的涨价幅度可能较大:若生物燃料和合成燃料的成本仍高于传统航空煤油,机票价格预计将上涨10%至20%。

为扩大规模,重点应首先放在终端用户能够承受额外成本的市场。

可以类比有机食品的成功:尽管价格较高,但有机农产品在追求更健康生活方式的消费群体中获得了发展势头。同样,推出“低碳”或“零碳”标签,可能会鼓励关注气候变化的消费者选择“升级”消费。

2050净零排放触手可及,但要实现这一目标,仍需付出协同努力。

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