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海上的风力电站在晚上
能量
2021年5月18日6:00

国际能源署:可再生能源应在“五年内”超过煤炭,实现1.5摄氏度的目标

多个作者

05.18.21

多个作者

2021年5月18日上午6:00
能源 国际能源署:可再生能源应在“五年内”超过煤炭,实现1.5摄氏度的目标

国际能源机构(IEA)表示,世界需要对可再生能源的“激进”转变为可再生能源,以确保1.5C的目标。

这将使可再生能源在2026年超过煤炭,在2030年之前超过石油和天然气。到2050年,它将继续满足全球三分之二的能源供应和近90%的发电量。

在一份长达227页的报告题为“2050年前实现零排放:全球能源部门路线图”的IEA呼吁“全面改造支撑我们经济的能源系统”。

它说,这是“这些努力的关键十年开始的关键一年”,必须开始将世界能源系统从以化石燃料为主转变为“以太阳能和风能等可再生能源为主”的未来。

该路线图设定了400多个里程碑,展示了如何实现这一转变,包括立即停止对化石燃料开采的新投资,以及到2040年实现净零电力。

这家总部位于巴黎的机构表示,其2050年净零排放(NZE)方案将推动全球GDP增长,创造数百万就业机会,到2030年实现能源普及,并避免数百万人因空气污染而过早死亡。

在一个评论在路线图之前,IEA执行董事Fatih Birol博士表示,Naze蓝图是“我们都需要关注的能源未来”。

什么是净零路线图?

国际能源署的报告是世界决策者的“操作指南”,很多人已承诺其国家、城市或企业到本世纪中叶实现净零排放。

信息技术提供“由2050”(NZE)情景的“净零排放量”和“技术部署的具体里程碑,必须制造的部门趋势和选择”以满足它。

NZE是国际能源署有史以来第一条详细的途径,可在2050年之前实现能源和工业净零二氧化碳(CO2)排放。它被描述为“1.5C兼容”。

国际能源署表示,NZE有50%的几率保持在1.5摄氏度以下,且不存在任何污染。”超过“如果与林业和土地使用的非二氧化碳温室气体和排放配对,则为严格的削减。

它说,能源使用和行业的累积全球二氧化碳排放量达到450亿吨(GTCO2),其中45GTCO2来自土地利用和林业。

国际能源署表示,这属于1.5摄氏度的500吨二氧化碳剩余碳预算范围内,基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于1.5C的特别报告

(1.5C的剩余碳预算相当不确定。最近乐动体育下载app客座帖子查看了最新的证据,并将2020年的二氧化碳预算定为仅440亿吨。)

NZE基于去年的初步建模世界能源展望但延伸到2050年,并增加了更多细节,包括完整的数据表。

该场景基于三个原则:

  • 技术中立,通过成本推动,技术准备,国家和市场条件,以及具有更广泛的社会目标的权衡;
  • 全球国际合作,所有国家为净零捐款,着眼于只是过渡“以及发达经济体所引领的方向;
  • “有序过渡”旨在将搁浅的资产“在可能的情况下”,同时确保能源安全并尽量减少能源市场的波动。

为了生产NZE,国际能源机构将其世界能源模式"来自其年度世界能源展望,技术丰富"能源技术展望“模型。

然后是IEA模型的结果“耦合“带着利润球瘤来自国际应用系统分析研究所乐动体育app苹果j(IIASA)。

这样就可以考虑空气污染对健康的影响,以及生物能源需求对土地使用和排放的影响。

最后,团队使用了全球综合金融和财政(GIMF)模型国际货币基金组织(IMF)查看投资,支出和全球GDP。

NZE并不是唯一一条1.5摄氏度的路径,a说评论由国际能源署首席能源建模师劳拉·科齐(Laura Cozzi)和能源技术政策司司长蒂穆尔·居尔(Timur Gül)撰写:

“我们的新NZE场景不应该被误解为这个2050年净零排放的路径。相反,它是A.旨在提供对2050到2050达到净零的野心的野心的清晰可能的途径可能在实践中意味着。“

事实上,2018年IPCC特别报告评估了90条这样的途径以及石油巨头的类似情况并思考这一点能源过渡委员会还有1.5C的场景。

然而,国际能源署表示,在其分析中,其路线图是“技术上最可行、成本效益和社会可接受的”控制在乐动体育app苹果j1.5摄氏度以内的方法。

氮是一个相对“激进”1.5C路径与2018年IPCC评估的路径相比,到2050年达到净零,没有土地使用或林业补偿。

它有更强的能源效率和行为改变,更广泛的电气化,更多的风能和太阳能,更少的生物能源,更少的碳捕获和储存(CCS),更少的能源负排放量与大多数IPCC相比,化石燃料使用量更低。”无超调或低超调“1.5 c通路。

尽管如此,NZE仍然包括大量使用生物能源、CCS以及碳捕获和储存生物能源的负排放(BECCS)及直接空气捕获(DAC),它在2050年使一些持续的化石燃料使用。

核电产量也出现了强劲增长。

路线图探讨了七个“案例”,其中这些“案例”和其他缓解“杠杆”未达到NZE主情景中的作用。

例如,国际能源机构表示,在“低碳捕获和封存情况”(LCC)下,到2050年仍有可能实现净零排放,但表示这将“困难得多”。

为什么发布了净零路线图?

IEA已发表其净零路线图,以通知COP26 11月的气候会谈,世界上远远缩短了气候目标巴黎协定

尽管有新的净零气候目标的推动,但这一缺口依然存在。根据《路线图》第一章,新的净零气候目标目前覆盖了全球GDP和二氧化碳排放量的70%左右。

在报告前言,IEA执行董事Fatih Birol博士拼写:

“有多少国家保证在中世纪或继续发展后不久,达到净零排放,但是这样做全球温室气体排放.如果我们想要在2050年实现净零,并将全球气温上升限制在1.5摄氏度以内,就必须消除言论和行动之间的差距。”

通过观察全球二氧化碳排放的过去和未来预期路径,Birol所描述的差距得到了最清楚的说明,如下图所示。

国际能源署表示,造成这一差距的一个原因是,很少有净零目标得到能够推动立即行动的详细短期政策方案的支持。

国际能源署称,这就是为什么迄今为止实施的政策只会导致排放量稳定在接近当前水平的水平(规定的政策情景、步骤、淡蓝色),而本世纪全球变暖将达到2.7摄氏度左右。

然而,即使各国政府按时、足额地实现其净零排放目标,气温仍将上升2.1摄氏度左右(已宣布的认捐案例,APC,深蓝色)。

如果排放量在2070年达到净零,就像国际能源署的可持续发展设想(SDS,粉色)那样,温度将保持在比工业化前水平“远低于2摄氏度”的水平。

最后,如果到2050年排放量降至净零,气候变暖将保持在1.5摄氏度以下(NZE,红色)。

全球二氧化碳排放能源和行业,数十亿吨。
能源和工业的全球二氧化碳排放量,数十亿吨。黑色:历史排放量。国际能源署声明的政策情景(步骤):浅蓝色。宣布的承诺情景(APC):深蓝色。可持续发展情景(SDS):粉色。2050年前净零排放量(NZE):红色。来源:IEA净零路线图,2020年世界能源展望,格伦·彼得斯博士和碳简分乐动体育下载app析。乐动体育app苹果j图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

在一篇关于LinkedIn比罗尔说,净零路线图“展示了我们都需要关注的能源未来”。他称这份报告是“本机构近50年历史上最重要的报告之一”。比罗尔补充道:

“路线图强调,这十年对于在本世纪中叶实现净零至关重要。我们需要通过强有力和可信的能源政策,在未来几年大幅减少排放。”

原子能机构一般 - 和博尔,特别是 - 已成为越来越直言不讳关于快速削减排放的需要,特别是自Covid-19流行以来。

今天的报告标志着朝这个方向又迈进了一步,称NZE情景“将为人类的繁荣和福祉带来重大好处”。

在更实际的水平上,IEA的路线图已被出版,以回应要求来自即将召开的COP26联合国气候峰会的英国主席。

它以每个行业和技术的数百个“里程碑”的形式为决策者提供指导。(见:遵循净零路线图需要发生什么?).

路线图也是在经过多年的努力之后制定的积压压力国际能源署将其分析重点放在1.5C上,并展示实现这乐动体育app苹果j一目标对全球能源系统的影响。

至关重要的是,比罗尔说,净零路线图现在将“指导我们未来的工作”,继续成为国际能源机构年度世界能源展望(WEO)的重要内容。他总结道:

“自然,我们路线图中描述的到2050年净零排放情景——符合1.5摄氏度的路径——将成为《2021年世界能源展望》的重要组成部分,这是我们秋季发布的旗舰年度报告,也是未来几年《世界能源展望》的未来版本。”

净零的未来是什么样子的?

IEA路线图规定了净零排放经济的蓝图,这将与今天存在的世界有显着不同。

到2050年,全球经济的能源使用量将下降8%,尽管到2030年,全球GDP将翻一番,人口将增加20多亿,能源供应将普遍普及。

煤炭、石油和天然气的使用将迅速减少,而不是从化石燃料中获取驱动全球经济的五分之四的能源。

到2050年,新西兰能源供应的五分之一将来自化石燃料,而可再生能源占三分之二以上,核能占十分之一左右。

这在下面的图表中显示,其中可再生能源(红线)成为2030年的最大能量源,然后继续逐步上升。

(请注意新西兰元实线与虚线之间的鲜明对比,虚线显示了在现有政策之外无需采取更多行动的预期。)

按燃料计算的全球能源供应总量,exjoules。
按燃料分列的全球能源供应总量,单位为焦耳。实线显示了NZE情景中过去和预期的未来产出,而虚线显示了假设除了目前已确定的政策(IEA步骤)之外不再采取行动的轨迹。资料来源:IEA净零路线图,2020年世界能源展望和碳简分乐动体育下载app析。乐动体育app苹果j图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

煤炭使用量将下降98%,天然气使用量将下降88%,石油使用量将下降75%。在一个关于为什么化石燃料不需要在NZE完全淘汰的盒子里,国际能源署指出了非能源使用,如化学原料,以及与CCS的结合。

可再生能源的主导地位将得益于经济的广泛电气化,从运输和取暖到低温工业供热。

到2050年,电力占最终能源需求的比例将从今天的20%上升到近50%。与此同时,液体燃料的需求将从目前的38%下降到19%。

气态燃料将保持其混合物的份额,但氢气与2050年氢匹配的天然气作用减少。至于固体燃料,煤炭的份额将看到四倍的下降,其中一些由生物能量取代。

NZE报告的第四章重点关注“实现净零排放的更广泛影响”,其中包括对情景对经济、能源行业和全球公民的影响的概述。

根据国际能源署与国际货币基金组织的联合分析,新西兰乐动体育app苹果j经济区2030年的全球GDP将比当前趋势高出4%。

但是,原子能机构指出,转型的福利可能不会在国家之间或内部均匀传播。

在新西兰,到2030年,清洁能源行业的就业人数增加了1400万,而化石燃料行业的就业人数减少了500万。

尽管国际能源署表示,这将导致“净增加近900万个工作岗位”,但它补充称,“通过改变在更高效电器、电动和燃料电池汽车、建筑改造和节能建筑方面的支出”,还将创造1600万个工作岗位。这将使总净增加岗位达到2500万个。

最后,该机构表示,实现NZE中设定的目标依赖于“所有政府的单一、坚定的重点”和国家间的合作。

为了强调这一点,报告还包括对“低合作”情景的建模,这导致净零日期被推迟了近四十年。

遵循净零路线图需要发生什么?

国际能源署的蓝图包括400多个不同部门和技术的全球里程碑,以指导世界实现净零排放。

如下图所示,这些里程碑包括2021年之后不再有新的油气田或煤矿,以及到2040年实现零碳发电。

IEAs NZE政策、基础设施和技术部署的全球里程碑选择
选择IEA NZE政策、基础设施和技术部署的“全球里程碑”。资料来源:国际能源机构。

除了这些目标之外,报告还确定了七个“脱碳的关键支柱”,以及跨越不同行业的里程碑。

这些支柱是:能源效率;行为变化;电气化;可再生能源;氢和氢基燃料;生物能源;碳捕获和储存(CCS)。

国际能源署强调,能源效率措施是NZE的“首要任务”,将在未来十年发挥重要作用,而2050年所需的一些缓解措施则相对不发达。

该机构表示,到2030路径所需的所有技术已经存在。

但到2050年,该组织表示,预计近一半的减排将来自仍主要处于示范或原型阶段的技术,如先进电池和直接空气CCS。

(这与评论美国气候特使约翰·克里(John Kerry)说,净零排放量减少的50%将来自“我们还没有”的技术

尽管清洁能源技术在电力行业已经成熟,但如下图所示,CCS和氢气显然需要创新。

NZE中这些技术的累计减排量中,分别约有55%和75%仍处于示范或原型阶段。

NZE中按成熟度分类的各种技术的累积二氧化碳减少量。
NZE中各种技术累积二氧化碳减排的部门细分,按成熟度分类,从原型(红色)到示范(橙色)和市场吸收(绿色)。资料来源:国际能源机构。

这张图表显示了为什么国际能源署说创新是“关键”的,这十年需要“巨大的飞跃”,以便在2030年后实现净零增长。

它补充道:“如果清洁能源创新没有大的加速,到2015年实现净零排放
2050年将无法实现。”

在本节中,碳简介概述了IEA概述的乐动体育下载app不同部门和技术的一些主要里程碑,以实现其氮的情景。

该机构指出,在经济的各个部分采取协调一致的行动至关重要,因为“如果任何一个部门落后,可能无法弥补其他部门的差距”。

化石燃料的开采

化石燃料需求的急剧下降意味着NZE在2021年之后不再需要新的煤炭、石油或天然气开采。报告说:

“除了2021年的项目已经达成的项目,我们的途径没有批准开发的新石油和天然气领域,并且没有必要新的煤矿或矿山延伸。”

这可能会支持那些试图阻止政府批准新的钻探和采矿作业的活动家的努力,比如美国的钻探和采矿作业英国墨西哥

国际能源署表示,在新西兰,石油需求从未回到2019年的峰值,并在2020年至2050年期间下降近75%。这意味着对现有油田的持续投资足以满足需求。

天然气也是如此,尽管到2030年需求仍在增长。在未来几十年里,油气越来越集中在几个主要国家,主要集中在中东和北美洲,国际能源署指出。

煤炭产量大幅下降,除非新煤电厂配备CCS,否则不会做出最终投资决定。效率最低的燃煤发电厂必须在2030年前逐步淘汰,2040年剩下的任何燃煤发电厂都应该进行CCS改造。

由于需求下降,NZE情景中不需要新建煤矿或扩建现有煤矿。

甲烷泄漏是来自化石燃料生产的主要排放来源,氮氮包括这些排放的75%,相当于未来十年的2.5GtCO2E减少。这需要通过2030年消除来自化石燃料基础设施的所有技术上避免的甲烷排放。

电力供应

电气化是新西兰经济区的关键,未来三十年,全球电力需求将翻一番以上,到2050年,其占最终能源消耗总量的比例将达到49%。预计这一需求的绝大部分将由可再生能源来满足。

要适应这一转变,就需要像国际能源机构所指出的那样,“花了130多年时间才建成”的电力网络,在短短20年的时间里,其长度将增加一倍以上。

电力部门目前是全球排放的最大贡献者,但由于所需技术的相对成熟,它也是第一个脱碳的部门。

富裕国家的发电排放将在2035年达到净零,而发展中经济体将在2040年左右达到这一水平。

在新西兰,到2030年,可再生能源占发电量的比例从29%翻了一番,达到61%,到2050年达到88%。

如下图所示,风能和太阳能是主要贡献者,在2030年之前成为主要的电力来源,到2050年满足近70%的需求。

到2050年,每台发电机的发电量将超过23000太瓦时(TWh),这可以与目前全球电力需求略低于27000太瓦时相比。

按能源、太瓦时、历史和IEA NZE设想到2050年的全球发电量
按来源划分的全球发电量,太瓦时(TWh),历史数据和截至2050年的IEA NZE情景。其他可再生能源包括生物能源、地热和潮汐能。化石CCS包括煤和天然气。资料来源:IEA净零路线图.图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

在一个市场更新国际能源署在上周发布的报告中表示,2020年风能和太阳能每年新增装机容量的“异常”水平——近2.5千兆瓦——将在未来几年成为“新常态”。

相比之下,NZE为可再生能源设定的“部署里程碑”是,到2030年,每年增加6.3亿瓦太阳能和3.9亿瓦风力发电,到2050年大致相同。

正如国际能源署所指出的那样,就太阳能而言,“这相当于在2030年每天大约安装一个世界上目前最大的太阳能发电厂”。

新西兰能源局还认为,在20世纪20年代末,将电池与太阳能和风能进行配对将变得“司空见惯”,以提高电网灵活性并维护能源安全。

其他可再生能源也大幅增长,到2050年,水力发电能力将增加一倍,生物能源发电将增加五倍。

核能在NZE也很重要,到2050年其总产量将翻一番。到2050年,它将成为仅次于可再生能源的最大剩余电力来源。

然而,它在总发电量中的比例下降到了10%以下,在较富裕国家中的份额实际上在这段时间内有所下降。

在新西兰,到2040年,所有燃煤发电厂将逐步淘汰,除非使用CCS进行改造或用于燃烧氢基燃料。大型燃油发电厂也在这一天消失了。

虽然到本世纪中叶,天然气发电厂仍将是必需的,但它们大多将安装CCS技术。在新西兰,2050年,不受抑制的化石燃料供应了0.4%的电力,而使用CCS的化石燃料供应了另外1.9%。

作为下面的图表所示,煤炭植物的轨迹 - 负责2020年的27%的能量二氧化碳排放 - 与紫色虚线表示的现有政府目标中的一个明显不同。

NZE的燃煤发电技术
NZE的燃煤发电技术。来源:IEA。

该报告警告说,各国必须迅速行动,延长现有核电站的寿命或开发新的核电站,并投资于CCS以降低成本:

“如果不能及时就核电和CCU做出决定,将增加净零排放途径的成本,并增加无法实现目标的风险,因为这将给风能和太阳能带来额外的负担,使其比新西兰经济区的规模扩大得更快。”

在国际能源署提出的“低核电和低CCUS”的情况下(见下文),需要额外增加2400吉瓦的风能和太阳能发电能力来弥补这一缺口,该机构指出,这一数字“远远超过了它们在2020年运行的全球总发电能力”。

氢在报告中被确定为“脱碳支柱”之一,在国际能源署的新方案中,氢的使用几乎覆盖了所有主要部门。

到2050年,在NZE中,低碳氢和氢基燃料在全球最终能源使用总量中的份额达到13%。国际能源署已先前其SDS途径估计为5-7%,对应于远低于2摄氏度的升温。

该报告称,到2030年,每年需要生产1.49亿吨低碳氢,到2050年,每年需要生产5.2亿吨,而2020年为900万吨。

如今几乎没有任何低碳氢是“绿色”的,这意味着它是由可再生能源供电的电解生产的。

到2030年,氮气中的所有氢气的一半以上都是绿色的。到2050年,这一比例将达到62%,占全球发电的五分之一。

这还需要大幅扩大电解槽基础设施规模,从目前的零容量到2030年的850GW和2050年的3585GW。

剩下的将是“蓝色”氢气,使用天然气和CCS联合生产,如左下图所示。

按燃料分列的全球氢产量和按部门分列的氢及氢基燃料的需求
NZE按燃料分列的全球氢生产(左)和按部门分列的氢和氢基燃料的需求(右)。资料来源:国际能源机构。

低碳氢气品种之间的分离正在成为一种趋势主战场对于一些环保人士来说,他们希望看到政府在其战略中承诺严格使用绿色氢。

然而,IEA的路线图反映了英国气候变化委员会的喜欢,这已经强调,而绿色氢应该优先考虑,尽管它仍然没有完全排放的蓝色氢气。

生物能源

在NZE中,生物能被认为是另一个“脱碳的支柱”,尽管它强调了平衡生物能作物与其他需求(尤其是粮食生产)的重要性。

该途径涉及将用于生物能源作物的土地范围从3.3亿公顷(Mha)扩大到410Mha,约为25%。

虽然这个总数相当于将近三分之一目前用于作物(1,500MHA)的地区,今天使用了更大的区域用于放牧牲畜(3,300MHA)。

到2050年,新西兰能源局的生物能源供应量约为102埃焦耳,该局表示,这与“全球可持续生物能源潜力”的估计值相符。

(IPCC关于1.5C的特别报告指出100 ej的限制用于生物能源使用。)

作为下面的图表所示,该途径涉及完全消除“传统的生物量” - 即使用它来烹饪,这既不效率,对人类健康有害 - 到2030年。这与联合国符合联合国可持续发展目标

全球生物能源供应按来源在NZE
全球生物能源供应按来源在NZE。资料来源:国际能源机构。

然而,“现代”生物能源的增加弥补了这一点,预计工业和电力部门的生物能源将大幅增加。

碳捕获和储存(BECCS)的生物能量在氮气中起着特别重要的作用,因为它可以用于抵消来自其他“难以脱碳”行业的排放。

到2050年,约10%的生物能用于CCS设施,捕获约1.3GtCO2。

运输

运输脱碳是一项相当艰巨的任务,特别是考虑到到到本世纪中叶,世界汽车保有量预计将从12亿辆增加到20亿辆。

NZE包括到2035年全球不再销售新的乘用车内燃机汽车的最后期限。预计氢燃料电池也将发挥作用,但主要用于重型卡车。

已经发生了很多事情行业辩论关于氢燃料汽车能否在大众市场取得成功,IEA的预测认为,与电动汽车相比,氢燃料汽车的作用相对较小,如下图所示。

纯电动汽车、插电式混合动力汽车和氢燃料电池汽车在NZE各车型总销量中的全球份额
NZE按车型划分的电池电动、插电式混合动力和氢燃料电池电动汽车在总销量中的全球份额。资料来源:国际能源机构。

适应这一转变是一项相当艰巨的任务,需要在未来30年将公共电动汽车充电装置增加150倍,氢燃料装置增加170倍。

尽管乘用车可以利用市场上已经存在的低排放技术,但报告警告称,要减少重型卡车、航运和航空的排放,还需要“重大进步”。

NZE认为航空业的增长受到政府政策的“限制”,比如对商业客运航班征税,这推动了向高铁的转变,抑制了长途商务旅行的扩张。到2050年,飞机的二氧化碳排放量仍将从现在的640MtCO2下降到210MtCO2。

替代航空燃料的普及速度很慢,到2030年,生物燃料和氢基燃料分别只占能源消耗的16%和2%。到2050年,这一比例分别增加到45%和33%。

航运业是另一个未实现零排放的行业,2050年的二氧化碳排放量为1.2亿吨,低于今天的830亿吨。

氨和氢是该行业主要的低碳燃料,到2050年占总能源消耗的60%。

建筑

NZE包括全球建筑存量的“即时快速改善”,这是由大型项目造成的,在2050年之前,富裕国家每年约有2.5%的住房进行改造。目前的改造率不到1%。

新兴国家和发展中国家的年改造率将达到2%,到2050年,85%以上的建筑将达到零碳水平,这意味着它们将实现节能,并准备使用可再生能源。

“许多国家”绿色复苏“计划包括大量资金用于房屋改造。

然而,作为英国政府最近被遗弃的“绿色家园格兰特”已经明确了,这些方案需要仔细协调,以尽量减少中断并确保加起来,IEA在报告中的注意事项。

该机构表示,对2.5%的年度改造计划的任何延迟“几乎不可能赶上,这将给电力部门带来进一步的压力,并推高化石燃料需求”。

在“延迟改造案例”(见下文)中探讨了这一点的影响。

建筑物的其他特定目标包括在2025年全球推出的新化石燃料锅炉上的禁令,并提高热泵的销售,预计将在2045年提供所有加热需求的一半。

NZE还将确保到2030年普遍获得能源,这是联合国的另一个可持续发展目标。

行业

削减行业的排放需要很长一段时间和相当大的努力,涉及大量现有基础设施的大修。

三大产业——钢铁、水泥和化工——排放了该行业70%左右的二氧化碳,因此是转型的关键。如下图所示,NZE主要依靠CCS,并在较小程度上依靠氢气对这些行业进行脱碳。

全球产业生产材料在氮气中生产路线
NZE按生产路线划分的全球材料工业生产。来源:IEA。

根据该报告对政策制定者的总结,在NZE中,“从2030年起,每个月都有十个重工业工厂配备CCU,新建三个氢基工业工厂,并在工业现场增加2GW的电解槽容量”。

国际能源署表示,这一领域的进展将取决于将新技术与炼钢高炉和水泥窑等重大项目的投资周期挂钩:

“我们面临的挑战是确保目前处于大型原型和演示阶段的接近零排放的创新工业技术在未来10年内进入市场,届时约30%的现有资产将达到25年的年限,因此将面临投资决策。”

该机构得出结论,及时干预有助于减少60GtCO2,约占重工业预计排放量的40%。

即便如此,到2050年,在新西兰,全球能源系统中仍然存在的“绝大多数化石燃料”预计将用于工业,其中50%用于化工原料,30%用于CCS工厂。

行为改变

IEA说,氮的排放减排不到40%的排放减排涉及采用必要的技术,这是普遍公众的影响。其余部分至少需要一些人的参与。

新西兰经济区行为变化导致的大约四分之三的减排依赖于政府出台政策和发展基础设施,如新的高速铁路,以鼓励更清洁的运输选择。

其他需要公民参与的目标是到2030年在所有大城市逐步淘汰汽油和柴油汽车,并在2050年之前阻止商务和长途休闲航空旅行不超过2019年水平的飞行。

其余的行为排放节省来自自愿改变以节约能源,主要是在人们的家中。

如果没有这些变化,氮气中2021年和2050年之间的累积排放量将增加10%。

国际能源署指出,如果没有它们,“低碳技术已经前所未有的发展”将面临更大的压力。

这可以在下面的图表中看到,蓝色列表示NZE中所需的这些技术的额外增加而没有实质性的变化。

在NZE中,在2030年有或没有行为改变的情况下,低碳技术和燃料的份额
新西兰经济区2030年行为发生(绿色)和无(蓝色)变化的低碳技术和燃料份额。资料来源:国际能源机构。

与其他途径相比,净零路线图如何?

如前所述,国际能源署的净零排放方案并不是将全球变暖限制在1.5摄氏度以内的唯一途径。

在其2018年特别报道,IPCC评估了90条通向1.5C的路径,这些路径与IEA蓝图中的许多关键特征相同。

例如,电气化、能源效率、可再生能源和减少化石燃料的使用都是IPCC 1.5C路径和NZE的核心特征。

然而,来自计算机模型的1.5C的路径不一定是在实践中达到目标的合理路线。

正如《碳简乐动体育下载app报》在2019年的一篇客座文章所解释的那样,IPCC的许多1.5摄氏度的途径建议“解决温暖的危险策略,这些策略与巴黎协定的信”。

例如,其中一些“要求[E]可能是不可能的负排放量”。

在过去,IEA也是批评对于严重依赖CCS、生物能源和负排放的生产场景

那么,新的NZE与1.5C的其他途径相比如何?它是否为实现这一目标制定了合理的路线图?

下图比较了NIZE(红线)中的能量和行业的二氧化碳排放量,没有来自IPCC(灰线)的无关或低过冲通路。

这表明排放削减在氮气中更慢地开始 - 部分,因为IPCC途径已于几年前发表。

然而,到2040年,NZE的排放量略低于IPCC 1.5C路径。

由于国际能源署决定在不依赖土地或森林的抵消的情况下平衡能源和工业的排放,它比IPCC的大多数途径更早达到净零。

全球二氧化碳排放能源和行业,数十亿吨。
能源和工业的全球二氧化碳排放量,数十亿吨。黑色:历史排放量。国际能源署声明的政策情景(步骤):浅蓝色。宣布的承诺情景(APC):深蓝色。可持续发展情景(SDS):粉色。2050年净零排放量(NZE):红色。细灰线显示IPCC no-或低超调1.5C路径。来源:IEA净零路线图,2020年世界能源展望,IIASA 1.5C场景浏览器,格伦·彼得斯博士和碳简分乐动体育下载app析。乐动体育app苹果j图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

国际能源署路线图中的CCS和BECC数量属于“合理”部署范围,根据Elmar Kriegler博士

Kriegler是研究部门的负责人波茨坦气候影响研究所(PIK)并是一个作者最近发表的研究探索通过各种缓解战略可以实现多少看似合理的目标。

他告诉《碳简报》,乐动体育下载appNZE在能源需求管理和碳强度降低方面具有“挑战性”,这意味着高水平的能源效率和清洁能源部署。

更广泛地说,如下图所示,NZE在能源供应、化石燃料使用和可再生能源方面显然符合或超过了大多数IPCC 1.5C路径的目标。

例如,2050年NZE有120艾焦耳(EJ)剩余的化石燃料使用,大约比IPCC没有或低超调1.5摄氏度情景下的184EJ中值低三分之一。

相比之下壳牌“天空1.5C”在2050年,仅天然气就有115EJ的剩余化石燃料使用量,煤炭、石油和天然气的总使用量为375EJ。

与IPCC no或低超调1.5C路径相关的IEA NZE和STEPS场景中的总能源供应
与IPCC no或低超调1.5C路径相关的IEA NZE(红色)和STEPS(蓝色)情景下的总能量供应,单位为焦耳。来源:IEA净零路线图,2020年世界能源展望,IIASA 1.5C场景浏览器,格伦·彼得斯博士和碳简分乐动体育下载app析。乐动体育app苹果j图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

尽管如此,国际能源署的路线图仍然包括CCS、生物能源和负排放技术的重要作用——尽管是在全球范围内较低水平比大多数IPCC途径都好。

为了评估如果CCS、生物能源或其他缓解手段受到限制会发生什么,国际能源署探索了一系列附带“案例”。

限制可能是社会偏好的结果,也可能是由于未能实现必要的创新和部署水平。

每一个侧面的例子都表明,如果没有NZE中假定发生的一些变化,到2050年达到净零需要发生什么。

例如,在“低CCS”案例(LCC)中,“除了已经在建或批准开发的项目外,没有开发新的化石燃料CCUS项目”。

为了补偿,LCC从电解槽生产“绿色”氢气的全球产能需要比NZE高60%。

推动这一产能的发电量将使全球总发电量增加9000太瓦时(13%),相当于目前中国和印度的总电力需求之和。

如果CCS和核能相对于NZE中的假设,则另一个副作用会探讨CCS和核。

下图显示了这一点,需要额外的2400GW风能和太阳能,以及额外的450GW电池来填补这一缺口。

在低核能和CCS情况下,相对于NZE的额外全球发电能力
额外的全球发电能力在“低核和CCS”案例中,相对于氮虫,Gigawatts(GW)。“调度”意味着可以接通的能力而不是受到天气条件。来源:IEA净零路线图

同样,该路线图着眼于如何在不增加生物能源作物所需土地的情况下,到2050年达到净零。

这将使生物能源供应减少约10%,并将对氢的需求提高15%,需要在2050年额外的3,200吨电力。

(特别是,根据IEA的,在80MHA中,80MHA氮的生物能量的土地使用的增加很小,这是可以通过减少对肉类需求来释放的区域。如果具有高于平均肉类消费的家庭将其需求降低到全球平均水平水平,这将自由围绕280Mha用于放牧和饲料生产。)

IEA探讨了“全电力”交通部门的影响、建筑改造延迟或缺乏行为改变的其他附带案例。

该机构尚未公布到2050年实现净零的替代案例,其中CCS、核能、生物能源、行为改变、建筑改造和国际合作的表现都不如在新西兰经济区的部署。

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