《到2050年实现全球能源净零:全球能源部门路线图》
  • IEA国际能源署
  • 2022-01-06
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根据国际能源机构的特别报告,到2050年实现零排放这一关键而艰巨目标的道路很窄,但带来了巨大的好处。

国际能源机构(IEA)在今天发布的一份具有里程碑意义的特别报告中表示,到2050年,世界有一条可行的途径来建设一个净零排放的全球能源部门,但这个领域很窄,需要对全球能源的生产、运输和使用方式进行前所未有的转变。

根据最新报告《到2050年实现全球能源零度:全球能源部门路线图》,各国政府迄今的气候承诺——即使完全实现——将远远不能达到到2050年将全球与能源相关的二氧化碳(CO2)排放量净降至零的水平,并给世界一个将全球气温上升限制在1.5°C的均匀机会。

该报告是世界上第一个关于如何到2050年过渡到净零能源系统,同时确保稳定和负担得起的能源供应,提供普遍能源供应,并实现强劲的经济增长的全面研究。它提出了一条经济高效、经济高效的途径,形成了一个清洁、有活力和有弹性的能源经济,以太阳能和风能等可再生能源为主,而不是化石燃料。报告还审查了关键的不确定性,如生物能源、碳捕获和行为变化在实现净零方面的作用。

"我们的路线图显示,为确保到2050年实现净零排放的机会,今天需要采取优先行动——范围很窄,但仍可以实现——不会丢失。这一关键而艰巨的目标所要求的努力的规模和速度——我们应对气候变化和将全球变暖限制在1.5°C的最佳机会——使这或许成为人类曾经面临的最大挑战,"国际能源机构执行主任法蒂赫·比罗尔说。"国际能源机构通往这一更光明未来的道路带来了清洁能源投资的历史性激增,创造了数百万个新的就业机会,并提升了全球经济增长。要使世界走上这条道路,需要各国政府采取有力和可信的政策行动,并以更大的国际合作为支撑。

基于国际能源机构无与伦比的能源建模工具和专业知识,路线图列出了 400 多个里程碑,以指导到 2050 年全球净零的征程。这些措施包括,从今天起,不再投资新的化石燃料供应项目,也没有对有增无减的新燃煤电厂作出进一步的最终投资决定。到2035年,新的内燃机乘用车没有销售,到2040年,全球电力部门的排放量已经达到净零排放。

在近期内,报告描述了一条净零路径,需要立即大规模部署所有可用的清洁和高效能源技术,同时在全球大力推动加速创新。该路径要求到2030年,太阳能光伏发电年产量将达到630千兆瓦,风力发电年发电量达到390千兆瓦。这一加起来是2020年创纪录的四倍。对于太阳能光伏发电来说,这相当于每天安装世界上最大的太阳能公园。全球提高能源效率的努力也是这些努力的重要组成部分,到2030年,全球能源效率的提高率平均每年达到4%,约为过去20年平均水平的三倍。

从现在到2030年,全球在净零路径上的二氧化碳排放量大部分来自当今现成的技术。但在2050年,几乎一半的削减来自目前仅处于示范或原型阶段的技术。这就要求各国政府迅速增加和重新确定研发支出的优先次序,以及展示和部署清洁能源技术,将其置于能源和气候政策的核心。先进电池、氢电解器以及直接空气捕获和储存领域的进展尤其有影响。

没有公民的持续支持和参与,就不可能实现这种规模和速度的转变,公民的生活将受到多方面的影响。

比罗尔博士说:"清洁能源的过渡是为人们而向的,也是为人而向的。"我们的路线图表明,迅速过渡到净零能源系统的巨大挑战也是我们经济的巨大机遇。过渡必须是公平和包容的,不让任何人掉队。我们必须确保发展中经济体获得所需的资金和技术知识,以建立其能源系统,以可持续的方式满足其不断扩大的人口和经济的需要。

向大约7.85亿无法用电的人提供电力,为26亿人提供清洁的烹饪解决方案,是路线图净零路径不可分割的一部分。这每年花费约400亿美元,相当于能源部门年平均投资的1%左右。它还通过减少室内空气污染,每年减少250万过早死亡的人数,从而带来重大的健康益处。

根据与国际货币基金组织(IMF)的联合分析,到2030年,能源投资总额将以净零增长途径飙升至5万亿美元,每年为全球GDP增长再增加0.4个百分点。私人和政府支出的激增在清洁能源(包括能源效率)以及工程、制造和建筑行业创造了数百万个就业机会。所有这些都使2030年全球GDP比目前的趋势高出4%。

到2050年,能源世界看起来完全不同。全球能源需求比现在小8%左右,但它为经济服务两倍多,人口多20亿。近90%的发电来自可再生能源,风能和太阳能光伏发电占近70%。其余大部分来自核能。太阳能是世界上最大的能源供应来源之一。化石燃料从目前能源供应总量的近五分之四下降到略高于五分之一。残留的化石燃料用于产品中碳的商品,如塑料、装有碳捕获的设施以及低排放技术选择稀缺的行业。

Birol博士说:"我们的路线图中规定的路径范围是全球性的,但每个国家都需要根据自己的具体情况来设计自己的战略。"计划需要反映各国经济发展的不同阶段:在我们的道路上,发达经济体在发展中经济体之前达到净零。国际能源机构随时准备支持各国政府制定本国和区域路线图,为实施这些路线图提供指导和援助,并促进关于加速全球能源转型的国际合作。

特别报告旨在为将于11月在格拉斯哥举行的《联合国气候变化框架公约》第26届缔约方会议(COP26)举行的高级别谈判提供信息。这是英国政府第26届缔约方会议主席国要求作为对谈判的投入。

第26届缔约方会议候任主席阿洛克·夏尔马(Alok Sharma)表示:"我欢迎这份报告,该报告为净零排放制定了明确的路线图,并分享了我们作为即将上任的缔约方会议主席所设定的许多优先事项——我们现在必须采取行动,在所有部门扩大清洁技术,并在未来十年内逐步淘汰煤电和污染车辆。"我感到鼓舞的是,它强调了国际合作的巨大价值,没有这种价值,向全球零净值的过渡可能会推迟几十年。作为COP26主席国,我们为英国制定的第一个目标是让世界走上减少排放的道路,直到本世纪中叶达到净零排放。

到2050年,新能源安全挑战将逐渐达到零,而长期挑战将依然存在,即使石油和天然气的作用正在减弱。石油和天然气生产的收缩将对生产这些燃料的所有国家和公司产生深远的影响。净零路径上不需要新的石油和天然气田,供应越来越集中在少数低成本生产者。欧佩克在全球石油供应大幅减少中所占份额从近年来的37%左右增长到2050年的52%,高于石油市场历史上的任何时期。

电力日益重要导致的能源安全挑战日益加剧,包括一些可再生能源的供应变化和网络安全风险。此外,对关键清洁能源技术和基础设施所需的关键矿物的依赖性日益上升,带来了价格波动和供应中断的风险,可能阻碍转型。

"自1974年国际能源机构成立以来,其核心任务之一是促进安全和负担得起的能源供应,以促进经济增长。这仍然是我们"净零路线图"的主要关注点,"Birol博士说。"政府需要为电池、数字解决方案和电网投资创造市场,以奖励灵活性,并实现充足和可靠的电力供应。关键矿物作用的迅速增长要求建立新的国际机制,以确保供应的及时供应和可持续生产。

完整的报告可免费在IEA的网站上看到,并带有在线互动,突出了未来30年实现净零排放道路上的一些关键里程碑。



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优先行动:使2020-2030年成为大规模清洁能源扩张的十年

到2030年实现全球排放量必要大幅削减所需的所有技术已经存在,能够推动其部署的政策已经得到证实。随着世界继续努力应对Covid-19大流行的影响,因此,支持经济复苏的投资和支出浪潮必须与净零路径保持一致。应加强政策,加快部署清洁高效的能源技术。授权和标准对于推动消费者支出和行业投资最高效的技术至关重要。目标和竞争性拍卖可以使风能和太阳能加速电力部门的转型。化石燃料补贴逐步取消、碳定价和其他市场改革可以确保适当的价格信号。政策应限制或限制某些燃料和技术的使用,如有增无减的燃煤发电站、燃气锅炉和常规内燃机车辆。各国政府必须带头规划和鼓励大规模基础设施投资,包括智能输电和配电网投资。



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预测未来能源价格的结果不可避免地受到高度不确定性的影响。在国际能源机构的情景中,它们旨在保持供需平衡。NZE石油和天然气需求的迅速下降意味着不需要矿物燃料勘探,除了已经批准开发的油田之外,不需要新的石油和天然气田。也不需要新的煤矿或矿井扩建。价格越来越多地由满足需求所需的边际项目的运营成本决定,这导致矿物燃料价格明显低于近年来。到2030年,油价将降至35美元/桶左右,2050年将缓慢回落至每桶25美元左右

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二氧化碳排放

到2030年,NZE全球能源和工业过程二氧化碳排放量降至21 Gt左右,2050年降至零(图2.2)。

发达经济体的二氧化碳排放量到2045年左右降至净零,这些国家在2050年从大气中总共清除了约0.2 Gt CO2。几个新兴市场和发展中经济体的排放量在2050年之前也降至净零,但2050年这一组国家剩余排放量的二氧化碳总量约为0.2亿克。发达国家的二氧化碳排放量被抵消,以在全球一级提供零二氧化碳净排放量




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到2050年达到净零需要进一步快速部署现有技术,以及广泛使用尚未上市的技术。为了及时将这些新技术推向市场,必须在这十年中作出重大创新努力。全球大部分二氧化碳减排2到2030年,我们道路的排放来自当今现成的技术。但在2050年,几乎一半的削减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业中,目前仍在开发的技术减少排放的比例甚至更高。

最大的创新机会涉及先进的电池、氢电解器以及直接的空气捕获和存储。这三个技术领域共同为减少CO做出了重要贡献22030年至2050年之间的排放在我们的路径。未来十年的创新——不仅通过研发(R&D)和示范,而且通过部署——需要伴随着技术所需的基础设施的大规模建设。这包括新的管道来运输捕获的 CO2排放和系统,以移动氢气在港口和工业区之间。


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在净零路径中,2050年全球能源需求比现在减少8%左右,但它为经济服务两倍多,人口增加20亿。随着世界经济的增长和对所有人的能源获取的扩大,更有效地利用能源、提高资源效率和行为变化相结合,抵消了对能源服务需求的增长。

能源部门主要依靠可再生能源,而不是化石燃料。2050年能源供应总量的三分之二来自风能、太阳能、生物能源、地热能和氢能。太阳能成为最大的能源,占能源供应的五分之一。从现在到2050年,太阳能光伏发电能力增加了20倍,风力发电增加了11倍。

净零意味着化石燃料的使用急剧下降。到2050年,能源供应量从目前总供应量的近五分之四下降到略高于五分之一。2050年剩余的矿物燃料用于产品中碳的商品,如塑料,安装CCUS的设施,以及低排放技术选择稀缺的部门。

2050年,电力占能源消费总量的近50%。它在所有行业(从运输、建筑到工业)都发挥着关键作用,对于生产氢气等低排放燃料至关重要。为此,从今天到2050年,总发电量增加了2.5倍以上。同时,对新建有增无减的燃煤电厂不应作出新的最终投资决定,到2030年逐步淘汰效率最低的燃煤电厂,到2040年仍使用的其余燃煤电厂进行改造。到2050年,近90%的发电来自可再生能源,风能和太阳能光伏发电占近70%。其余大部分来自核能。

工业、运输和建筑物的排放需要更长的时间才能减少。到2050年将工业排放量减少95%,需要大力建设新的基础设施。从现在到2030年,通过研发、示范和初步部署,将新的清洁技术推向市场,经过快速创新进展后,世界必须将其付诸实施。从2030年起,每个月都有10个重工业厂配备CCUS,新建3个氢基工业厂房,工业基地新增电解器容量2GW。到2035年停止销售新型内燃机汽车和提高电气化的政策,是运输排放大幅减少的基础。2050年,全世界公路上的汽车都依靠电力或燃料电池运行。低排放燃料至关重要,因为能源需求无法通过电力轻松或经济地满足。例如,航空业主要依赖生物燃料和合成燃料,氨对航运至关重要。在建筑方面,新的化石燃料锅炉禁令需要在2025年开始在全球实施,这推高了电热泵的销售。大多数旧建筑和所有新建筑都符合零碳建筑能源法规


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