美国智库C2ES提出美国经济脱碳的2050年气候创新举措
1、农业/土地利用脱碳
(1)农业占美国温室气体排放总量的8.7%。土壤管理、来自牲畜的肠道发酵和粪便管理是最大的来源。预计2050年的农业温室气体排放比2005年增长3%~9%。
(2)减少农业温室气体排放的机会。包括:减少肥料投入;调整牲畜饲料,以减少消化系统的排放;从粪便中捕集甲烷排放。此外,改进的土壤管理可以增加农业土壤中的碳封存。
(3)森林和其他植被覆盖的土地是净温室气体汇。美国的土地和林地每年吸收大约12%的排放量,主要集中在森林。但是预计到2050年美国的森林每年吸收的碳将比2005年减少50%~92%。
(4)加强土地和林地的碳储存。可以通过鼓励有效利用森林土地和减少将土地转化为定居点和农业来得以维持或加强。
2、建筑脱碳
(1)住宅和商业建筑的化石燃料燃烧约占美国温室气体排放总量的29%。自2005年的峰值以来,能源效率的提高使住宅和商业部门的排放量分别减少了17.3%和11.4%。
(2)进一步提高能源效率将减缓未来的排放增长。电器和电子设备使用量的增加预计到2050年将导致温室气体排放量的净增加。
(3)减少建筑物排放。主要机会包括增加电气化和提高能源效率。需要在建筑商、业主和租户之间建立统一的激励措施,以支持减少排放的前期成本和长期成本。
3、电力脱碳
(1)到21世纪中叶,在美国经济大幅度脱碳的任何情况下,电力行业都起着重要的作用。电力行业必须大幅减少碳排放,尽管随着其他行业从化石燃料转向电力以减少自身的碳排放,电力需求也在增加。
(2)自2008年以来,随着天然气、风能和太阳能发电量的不断增加,电力行业平均每年以3%的速度脱碳。在常规情景下,预计到2050年发电量将增加24%,温室气体排放量将在短期内继续下降,但预计到2030年将恢复到目前的水平,并在2050年前保持目前的水平。
(3)电力行业脱碳需要采取多方面的方法,包括:继续使用无排放或低排放的替代电力来源;继续提高终端使用效率;提高电网灵活性和存储能力;在剩余的化石燃料发电中应用碳捕集、利用和封存。
4、工业脱碳
(1)虽然美国工业部门的温室气体排放量在过去20年有所下降,但由于燃料价格低廉,特别是天然气和液态天然气,其温室气体排放量预计将在21世纪中叶增加。
(2)来自各种来源的直接排放占该部门排放总量的73%以上,其余部分则来自于使用场外发电所产生的间接排放。现场的化石燃料燃烧是工业排放的最大来源。
(3)能源相关的二氧化碳排放(来自现场化石燃料燃烧和场外电力)占该行业温室气体排放总量的3/4左右。2016年,大宗化学品、炼油和钢铁生产占该行业能源相关二氧化碳排放总量的近一半。
(4)减少工业部门排放的方法包括:提高能源效率、开发和部署新的制造技术、改用低排放燃料、热电联产、碳捕集和封存,以及更有效地利用资源。
5、石油和天然气脱碳
(1)强劲的全球经济将继续推动对石油和天然气的需求。到2050年,美国的石油和天然气产量预计将分别比现在高出26%和60%。
(2)由于燃料效率的提高抵消了不断上升的需求,因此,美国的石油消费量预计到2050年可能略有下降,但受工业和电力行业需求的推动,天然气消费量预计将大幅增加。从现在到2050年,美国石化原料的消费量预计将翻一番。
(3)2015年,石油和天然气部门的直接排放仅占美国温室气体排放总量的4%,但石油和天然气燃烧产生的排放占美国排放总量的55%。
(4)减少该行业温室气体排放的最大机会包括减少甲烷排放(首先集中在上游领域)。解决燃烧排放的其他跨部门机会包括:开发可行的碳捕获、利用与封存(CCUS)选项;利用数字化带来的额外效率提升;在运输部门开发天然气的使用,例如长途货运。
6、运输脱碳
(1)自2016年以来,交通运输一直是美国温室气体排放的最大直接来源。大部分排放来自公路运输,其中90%以上的能源来自石油。
(2)近年来,美国交通运输排放量略有上升,但预计到2035年会下降,因为车辆效率的提高将抵消航空运输的增长。随着车辆行驶里程的增加超过能效的提高,预计到2050年排放量将增加。
(3)运输的主要脱碳途径包括:改用低碳燃料;提高车辆效率;提高整个系统的效率,包括使用自动驾驶车辆和车辆共享。其他机会包括运输模式转换和建设高速铁路等新模式。
(4)扩大非石油燃料(如天然气、生物燃料、氢气和电力)的主要挑战是确保其生产不会间接增加排放,并建立必要的基础设施。其他的挑战包括非石油燃料的高成本和低能源密度。电动汽车占有的市场份额预计将从目前的4%增长到2050年的19%,并且一些主要汽车制造商计划到2020年中期实现全部产品的电气化。 (廖琴)
[1]气候与能源解决方案中心(Center for Climate and Energy Solutions, C2ES)前身是1998年成立的皮尤全球气候变化中心(Pew Center on Global Climate Change),是美国一家独立的、无党派的非盈利性组织,致力于为全球气候变化问题提供可靠的、直接的和具有创新性的解决方案
[2] Climate Innovation 2050. https://www.c2es.org/our-work/climate-innovation-2050/