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国际能源署发布《全球能源行业2050年净零排放路线图》报告
发布时间:2021/6/1 9:30:13    发布者:中核智库    浏览量:59     分享到

能源行业的温室气体排放量约占全球总排放量的四分之三。因此降低能源行业排放是避免出现最不利气候变化(这可能是人类面临的最严峻挑战)的关键。2050年实现全球净零碳排放与将全球长期平均温升限制在1.5℃目标的一致。实现这一目标需要彻底改变能源生产、输送和消耗方式。由于越来越多的国家已就净零排放达到政治共识,目前对全球将在减排方面取得进展持乐观态度,但对于到2050年实现净零排放所需开展的工作却知之甚少。实现这一雄心勃勃的目标,需要各方付出巨大努力,特别是要考虑到各国国情及其进行必要变革的能力。国际能源署的这一报告提出了实现这一目标的路线图,即建立一个清洁且弹性的能源系统,为人类繁荣和福祉作出贡献。

2050年净零排放路线图要求各国政府大力加强并成功实施能源和气候政策。各国政府迄今所做的承诺还远远达不到路线图要求。承诺实现净零排放的国家数量在过去一年快速增加,目前覆盖了全球约70%的碳排放。这是一个巨大的进步。但是,大多数承诺尚未得到配套政策和措施的支持。此外,即使这些承诺成功履行,全球2050年碳排放量仍将达220亿吨。如果这一趋势持续下去,2100年全球温度将上升约2.1℃。由于新冠疫情危机,全球2020年排放量有所下降。但随着经济复苏,排放量已出现强劲反弹。如果不迅速采取措施,扭转这一趋势,2050年净零排放将变得遥不可及。

报告明确了全球能源行业实现2050年净零排放目标需要满足的基本条件。路线图的目标是最大限度地提高技术可行性、成本效益和社会接受度,同时确保经济持续增长和能源供应安全。应重点关注当前需要采取的优先行动,以确保抓住实现2050年净零排放这一虽然极具挑战性但仍可实现的目标的机会。报告提供了一个全球视角,但各国的起点和目标各不相同,发达经济体必须先于新兴市场和发展中经济体实现净零排放,并帮助其他经济体实现净零排放。还应认识到,报告提议的路线图是一条道路,但不一定是唯一道路,因此报告研究了一些关键的不确定性,特别是关于生物能源、碳捕集和行为改变的作用。实现净零排放将涉及无数人的决策,但报告主要目标是为政策制定者提供决策支持。

2050年能否实现净零排放取决于2030年前的清洁技术部署情况

实现净零排放的道路很窄,沿着这条道路前进需要立即大规模部署所有可用的清洁高效能源技术。路线图预计,2030年的世界经济规模将是目前的140%,但能源消耗量将减少7%。在全球范围内提高能源效率是减排努力的重要组成部分。到2030年,能源强度年均降低4%,是过去20年年均降幅的3倍。能源行业减排并不局限于二氧化碳:如果全球共同努力采用所有可用的减排措施和技术,化石燃料产生的甲烷排放量将在未来10年减少75%。

经济性越来越好的可再生能源技术使电力在净零排放竞争中最具优势。路线图要求未来十年迅速扩大太阳能和风能规模。到2030年,太阳能光伏发电装机容量每年增加630吉瓦,风能发电每年增加390吉瓦,是2020年增量的四倍。水电和核能是目前规模最大的两种低碳电力来源,为能源转型提供了重要基础。随着电力行业能源的不断清洁化,电气化成为一条重要的减排途径。到2030年,电动汽车销量在全球汽车销量的占比将从5%上升到60%以上。

优先行动

21世纪20年代成为大规模扩展清洁能源的十年

2030年实现大幅减排所需的所有技术已经具备,并且推动这些技术部署的所需政策也已经得到实践检验。

世界未来仍将继续努力应对新冠疫情的影响。旨在支持经济复苏的投资和支出浪潮必须与路线图保持一致。应加强政策推动,加快部署清洁高效的能源技术。指令和标准对于推动对最高效技术的消费支出和行业投资至关重要。设立目标和进行竞争性拍卖,可以促进风能和太阳能发展,加速电力行业的能源转型。化石燃料补贴的逐步取消、碳定价和其他市场改革可以确保向投资者发出适当的价格信号。应当制订政策,以限制或约束某些燃料和技术的使用,如未配套缓解设施的燃煤电厂、燃气锅炉和传统车辆。政府必须带头规划和鼓励大规模基础设施投资,包括智能输配电网。


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实现2050年净零排放需要在清洁能源创新方面实现巨大飞跃

实现2050年净零排放需要进一步快速部署可用技术以及推广目前尚未实现商业化的技术。为了及时将这些新技术推向市场,必须在未来十年进行重大创新。2030年前,实现碳减排主要依靠现有技术。但到2050年,几乎一半的减排将来自目前处于示范或原型阶段的技术。在重工业和长途运输领域,目前仍处于开发阶段的技术占有的减排份额甚至会更高。

最大的创新机会在先进电池、制氢电解槽以及直接空气捕集和封存技术等领域。这三个技术领域将为2030至2050年的减排作出重要贡献。未来十年的创新不仅需要进行研发和示范,还需要进行部署,并需要大规模建设配套的基础设施,包括二氧化碳输送管道以及用于在港口和工业区之间运输氢的系统。

优先行动

促进创新,准备下一阶段的转型

清洁能源创新必须迅速加快,各国政府应将研发、示范和部署作为能源和气候政策的核心。

政府研发支出需要增加并进行调整。目前,电气化,制氢,生物能源以及碳捕集、利用和封存(CCUS)等关键领域获得的公共研发资金仅为较成熟的低碳发电和能效技术的三分之一左右。需要进一步提供支持,加快示范项目的实施,利用私营研发投资,并提高总体部署水平以帮助降低成本。全球需要尽快筹集约900亿美元的公共资金,以便在2030年前完成一系列示范项目。目前,这一时期的预算为约250亿美元。开发和部署这些技术将能够创造新的重要产业以及商业和就业机会。

相对于2020年,净零排放路线图中的年度碳减排量


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净零排放转型是为了公众也与关乎公众

没有公众的持续支持和参与,不可能实现路线图描述的转型规模和速度。能源转型涉及人们生活的方方面面——从交通、供暖和烹饪到城市规划和就业。根据路线图,约55%的累计减排量与消费者的选择有关,如购买电动汽车、用节能技术改造房屋或安装热泵。行为的改变,特别是在发达国家,例如用步行、骑自行车或公共交通代替汽车出行,或放弃长途飞行,能够减少约4%的累计排放量。

7.85亿无法获得电力的人提供电力,为26亿缺乏清洁烹饪方案的人提供清洁烹饪方案,是净零排放路线图不可或缺的组成部分。推动减排的同时,必须确保到2030年人人均能获得能源供应。实现这一目标每年需要投资约400亿美元,相当于能源行业平均年度投资的1%左右。与此同时,还能从减少室内空气污染中获得重大利益。

推进清洁能源转型所需的一些行动可能难以实施,因此决策必须透明、公正且具有成本效益。各国政府需要确保清洁能源转型以人为本并具有包容性。随着越来越多的人能够使用能源,人们对现代能源服务的需求将迅速增加,在新兴市场和发展中经济体,家庭能源支出在可支配收入中的占比(包括购买节能电器和燃料支出)将略有上升。需要密切关注家庭对能源支出的可承受性:能够直接支持最贫困人群的政策工具包括税收抵免、贷款和有针对性的补贴。

优先行动

清洁能源工作岗位需求将强劲增长,但必须进行大力推广

能源转型必须考虑到对个人和地区的社会和经济影响,并将人们视为积极的参与者。

净零排放转型将创造大量就业机会。到2030年,将在清洁能源领域创造1400万个就业机会,在更高效的电器、电力和燃料电池汽车、建筑改造和节能建筑等领域创造另外1600万个工作岗位。但这些岗位往往分布在不同的地点和行业,而且不在随着化石燃料使用的减少而失去工作岗位的地区。路线图预计,位于拥有化石燃料资源的地区或其附近将损失500万个工作岗位,而且许多岗位报酬丰厚,这一结构性变化可能会对地区造成冲击,其影响会持续一段时间。因此,需要为解决失业问题出台相关政策。一项十分重要的工作是,通过采用人员再培训,尽可能在受影响严重的地区建设清洁能源设施以及提供地区援助等方式,将相关影响降至最低。

2019-2030年能源供应净零路线中的全球就业问题


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可再生能源将在能源行业占据主导地位

在净零排放路线图中,2050年全球能源需求将比现在减少8%,但能够服务规模超过目前一倍的经济体,且服务人口总数比目前多20亿。随着世界经济增长和能源普及,更有效地利用能源、提高资源效率和行为改变这三方面的共同作用将降低能源需求。

可再生能源将取代化石燃料,在能源行业占据主导地位。到2050年,三分之二的能源供应将来自风能、太阳能、生物能、地热能和水能。太阳能成为最大的能源来源,占能源供应的五分之一。从现在到2050年,太阳能光伏电力装机容量将提高19倍,风能将提高10倍。

净零排放意味着化石燃料的使用量将大幅下降。2050年,化石燃料将从目前占总能源供应的近五分之四下降到略高于五分之一。届时化石燃料将主要用于三个方面:一是生产塑料等含碳的商品;二是配套有CCUS设施的能源设施;三是低排放技术方案匮乏的行业。

2050年电能将占能源消耗总量的近一半。电能在从交通、建筑到工业的所有领域都发挥着关键作用,并且对于氢等低排放燃料的生产至关重要。为了实现这一目标,2050年总发电量将超过当前的2.5倍。与此同时,不应再投资未配套缓解措施的燃煤电厂,而效率最低的燃煤电厂将在2030年前关闭,只有完成改造的燃煤电厂才能运行至2040年。2050年,90%的发电量来自可再生能源,其中风能和太阳能光伏发电量占近70%。另外10%主要来自核能。

工业、交通和建筑的减排需要花费更长时间。工业排放到2050年将降低95%,涉及的主要工作是基础设施建设。从现在到2030年,通过研发、示范和初步部署,加速将新型清洁技术推向市场。2030年之后,将对这些技术进行推广应用。从2030年开始,每月都有10家重工业工厂配备CCUS,建设3家基于氢的工厂,并在工业场所增加2吉瓦电解槽。出台并实施促进电气化以及2035年停止销售内燃机汽车的政策,是在交通领域实现大规模减排的基础。2050年,所有汽车都采用电力或燃料电池提供动力。对于能源需求不能轻易或经济地通过电力满足的行业,低排放燃料是必不可少的。例如,航空业在很大程度上依赖生物燃料和合成燃料,氨对航运业至关重要。在建筑领域,需要从2025年开始禁止使用新的化石燃料锅炉,推动电动热泵的销售。大多数旧建筑和所有新建筑都需符合零碳排放建筑能源法规。1

优先行动

设定近期里程碑,以走上实现长期目标的正轨

政府需要提供可信的分阶段计划,以实现净零排放目标,并在投资者、行业、公民和其他国家之间建立信心。

政府必须建立长期的政策框架,使政府所有部门和利益相关方能够开展规划工作,并促进有序转型。《巴黎协定》呼吁的长期国家低排放战略可以为国家转型设定一个愿景。这些长期目标需要与可衡量的短期目标和政策相联系。路线图详细说明了400多个行业和技术里程碑,以指导全球到2050年实现净零排放的进程。


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在净零排放路线图上,不需要投资建设化石燃料供应源。

除截至2021年已承诺的项目外,预计未来不需要批准油气田建设,也不需要扩建煤矿。在路线图中,坚定不移地聚焦气候变化的政策将导致化石燃料需求大幅下降,这意味着油气生产商的关注点将是现有油气田的产出和减排。2050年,煤炭需求将下降90%(仅占能源消耗量的1%),天然气需求量下降55%;石油需求量下降75%。

清洁发电、网络基础设施和终端使用(产品)领域是需要增加投资的关键领域。“赋能”基础设施和技术对于能源系统转型至关重要。输配电网的年投资将从当前的2600亿美元增加到2030年的8200亿美元。电动汽车公共充电站数量从当前的100万增加到2030年的4000万,这需要在2030年前每年投资近900亿美元。电动汽车的电池年产量从今天的160吉瓦时跃升至2030年的6600吉瓦时,相当于未来十年每年增加近20个超级电池生产工厂2。2030年之后开始氢能和CCUS技术的推广,意味着现在就要打好基础:将对二氧化碳管道和制氢基础设施的年度投资额从现在的10亿美元增加到2030年的400亿美元。

优先行动

推动清洁能源投资的历史性激增

需要制订相应的政策,以向市场传递信号,从而开启新商业模式和利用私营投资,特别是在新兴经济体。

加速提供国际公共资金对能源转型至关重要,特别是在发展中经济体,但最终需要私营部门提供大部分额外投资。为大规模基础设施筹集资金需要开发商、投资者、公共金融机构和政府之间更密切的合作。降低投资者的风险对于确保有成效而又负担得起的清洁能源转型至关重要。许多新兴市场和发展中经济体主要依靠公共资金为新能源项目和工业设施提供资金,它们将需要改革政策和监管框架,以吸引更多私营资金。为了支持现有和新兴清洁能源技术的发展,需要向这些经济体提供长期国际投资。


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史无前例的清洁能源投资热潮将推动全球经济增长

根据与国际货币基金组织(IMF)的联合分析,到2030年,年度能源投资总额将激增至5万亿美元,使每年的全球国内生产总值增加0.4个百分点。2030年,对清洁能源和能源基础设施的投资将增长两倍以上。随着世界逐渐摆脱新冠疫情影响,这种前所未有的增长将带来显著的经济效益。私营和政府支出的猛增,能够为清洁能源(包括能源效率)以及工程、制造和建筑行业创造数百万个就业机会。所有这些将使全球2030年国内生产总值将比延续当前趋势高4%。

各国政府在促进以投资为主导的增长和确保所有人共享利益方面发挥着关键作用。区域间宏观经济影响存在较大差异。但是,政府投资和公共政策对于吸引大量私营资本和帮助相关国家承受化石燃料收益下降带来的影响至关重要。将新的清洁能源技术推向市场所需的重大创新努力可提高生产率,创造全新的行业,并能够通过在传统上依赖化石燃料的地区开展设施建设,帮助这些地区创造就业岗位。空气质量的改善将产生重大的健康效益。在路线图中,2030年全球因空气污染而早逝的人数比现在少200万。2030年前实现能源普及将大幅提高发展中经济体的福祉和生产力。

将出现新的能源安全问题,而传统安全问题仍将持续

石油和天然气减产将对这些燃料的生产国家和企业产生深远的影响。在净零排放道路上,不再需要开发油气田,油气供应将越来越多地集中在少数低成本生产商手中。石油方面,全球石油供应量大幅减少,石油输出国组织的份额将从近年来的37%增加到2050年的52%,超过历史上任何时候的份额。然而,生产国的油气年人均收入将下降75%,从近年来的1800美元下降到21世纪30年代的450美元,这可能会导致社会连锁效应。需要进行结构性改革和增加收入来源,但不太可能完全弥补油气收入的下降。尽管传统供应活动减少,但油气行业的专业知识与氢、CCUS和海上风力等技术非常契合,而对减排可能比较困难的行业来说,这些技术是解决排放问题的必要手段。

能源转型需要大量关键矿物,这些关键矿物的供应成为一个重要的增长领域。2020至2030年,铜、钴、锰和稀土金属等关键矿物的总市场规模将增长近6倍。2030年之前,这些矿物的收入将远超煤炭收入。这为矿业公司创造了大量机会。如果供应跟不上迅速增长的需求,将会引发新的能源安全问题,包括价格波动和额外转型成本。

所有部门的快速电气化使得电力对于全世界能源安全越来越重要。尽管化石燃料电厂的关闭将减少传统电力系统灵活性(在风能和太阳能电厂的发电量与不断变化的需求之间保持平衡)的来源,但电力系统的灵活性将增加三倍,因为在更加智能和数字化的电网支持下,将大幅增加所有具有灵活性的电力来源:电池、需求响应和具备灵活性的低碳发电厂。需要加强电力系统应对网络攻击及其他新出现的威胁的能力。

优先行动

应对新出现的能源安全风险

在通往净零排放的道路中,确保以可承受的价格持续可靠地供应能源和关键能源相关商品尤为重要。

随着对可再生能源的依赖增加,对石油和天然气的依赖降低,能源安全的重点也将发生变化。电力重要性的提高也带来一些潜在缺陷,如供应变化性和网络安全风险。政府需要为电池、数字化解决方案和电网投资创造市场,以奖励灵活性并实现充足可靠的电力供应。重要清洁能源技术对关键矿物的依赖日益增加,要求建立新的国际机制,以确保及时供应和可持续生产。与此同时,由于石油生产变得更加集中,传统的能源安全问题并不会消失。

净零排放路线图的全球能源安全指标


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国际合作对于到2050年实现净零排放目标至关重要

实现净零排放目标取决于所有政府能否坚定不移的开展相互合作以及与企业、投资者和公民的合作。所有利益相关方都需要发挥自己的作用。各级政府在净零排放中采取的广泛措施有助于形成、影响和激励企业投资和消费者购买行为,包括能源公司如何以新方式投资生产和提供能源服务,以及消费者采购哪一种制冷和取暖服务。

上述变化取决于政府的决策。制订国家和地区净零路线图,要求政府各部门通力合作,打破各自为政的局面,将能源发展纳入国家金融、劳动、税收、交通和工业政策中。仅靠能源或环境部门无法实施2050年实现净零排放所需的政策行动。

能源结构的变化导致化石燃料税收大幅下降。当今,柴油、汽油和其他化石燃料的消费税是许多国家公共收入的重要来源,在某些情况下占比高达10%。在路线图中,2020至2030年,油气零售税收将减少约40%。需要长期的财政规划和预算改革来控制这种下降。

净零排放路线图依赖于前所未有的国际合作,尤其是在创新和投资方面的合作。国际能源署随时准备支持各国政府制定国家和地区净零路线图,提供指导和援助,并促进国际合作,以加快全球能源转型。

优先行动

提高国际合作水平

这不是简单的各国政府寻求实现净零排放的问题,需要通过协调行动来应对全球挑战。

各国政府必须以有效和互利的方式共同努力,实施协调跨国措施,包括谨慎管理国内就业机会的创造和当地商业优势的发挥,同时考虑全球对清洁能源技术部署的共同需求。加速创新、制定国际标准、协调推广清洁技术需要整合各国市场。对于合作,必须认识到国家间发展阶段和社会情况差异。对于许多富裕国家,不开展国际合作,将增加实现净零排放的难度,并付出更大的成本。对许多发展中国家,没有国际援助,就不能明确实现零排放的途径,这些国家需要获得技术和资金支持,以确保关键技术和基础设施的部署。如果没有更多的国际合作,2050年净零排放目标将不可能实现。


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净零排放路线图中的全球能源相关碳排放道路和低国际合作情景

1.零碳排放建筑是高能效的,要么直接使用可再生能源,要么到2050年使用完全脱碳的能源,如电力或区域供暖。

2. 超级电池生产工厂假定产量为每年35吉瓦时。

 

(中核战略规划研究总院 伍浩松 戴定)


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