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全球能源部门2050年净零排放路线图.pdf
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全球能源部门2050年净零排放路线图.pdf
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全球能源部门
2050年
净零排放
路线图
目录
9
目录
国际能源署。保留所有权利。
前言.................................................................................................................................. 3
致谢 .................................................................................................................................. 5
政策决策者摘要 ............................................................................................................. 13
已宣布的净零承诺与能源部门
27
1.1 导言 ............................................................................................................... 27
1.2 减排目标和净零承诺 ................................................................................... 29
1.2.1 国家自主贡献 ................................................................................... 29
1.2.2 净零排放承诺 ................................................................................... 30
1.3 既定政策情景下的排放和能源展望 ........................................................... 33
1.3.1 二氧化碳排放 ................................................................................... 33
1.3.2 能源供应总量、终端消费总量和发电量 ........................................ 34
1.3.3 现有资产的排放量 ........................................................................... 36
1.4 已宣布承诺情景 ........................................................................................... 37
1.4.1 二氧化碳排放 ................................................................................... 38
1.4.2 能源供应总量 ................................................................................... 39
1.4.3 终端消费总量 ................................................................................... 41
1.4.4 发电 ................................................................................................... 42
2050
年全球二氧化碳净零排放路径
43
2.1 导言 ............................................................................................................... 43
2.2 情景设计 ....................................................................................................... 44
2.2.1 人口和 GDP ....................................................................................... 45
2.2.2 能源和二氧化碳的价格 ................................................................... 46
2.3 二氧化碳排放 ............................................................................................... 48
2.4 能源供应总量和终端能源消费总量 ........................................................... 51
2.4.1 能源供应总量 ................................................................................... 51
2.4.2 终端消费总量 ................................................................................... 55
2.5 脱碳的关键支柱 ........................................................................................... 59
2.5.1 能效 ................................................................................................... 59
2.5.2 行为改变 ........................................................................................... 61
2.5.3 电气化 ............................................................................................... 64
2.5.4 可再生能源 ....................................................................................... 67
2
1
10
国际能源署 | 特别报道
2.5.5 氢和氢基燃料 ................................................................................... 69
2.5.6 生物能源 ........................................................................................... 70
2.5.7 碳捕捉、利用和封存(CCUS) ....................................................... 73
2.6 投资 ............................................................................................................... 74
2.7 关键的不确定因素 ....................................................................................... 76
2.7.1 行为改变 ........................................................................................... 78
2.7.2 生物能源和土地利用变化 ............................................................... 83
2.7.3 CCUS 用于应对化石燃料的排放 ...................................................... 87
2050
年各部门实现净零排放的路径
93
3.1 导言 ............................................................................................................... 94
3.2 化石燃料供应 ............................................................................................... 94
3.2.1 净零排放情景下的能源趋势 ........................................................... 94
3.2.2 石油和天然气投资 ........................................................................... 97
3.2.3 来自化石燃料生产的排放 ............................................................... 97
3.3 低排放燃料的供应 ....................................................................................... 98
3.3.1 净零排放情景下的能源趋势 ........................................................... 98
3.3.2 生物燃料 ......................................................................................... 100
3.3.3 氢和氢基燃料 ................................................................................. 101
3.3.4 关键里程碑和决策点 ..................................................................... 104
3.4 电力部门 ..................................................................................................... 106
3.4.1 净零排放情景下的能源和排放趋势 ............................................. 106
3.4.2 关键里程碑和决策点 ..................................................................... 109
3.5 工业 ............................................................................................................. 113
3.5.1 净零排放情景下的能源和排放趋势 ............................................. 113
3.5.2 关键里程碑和决策点 ..................................................................... 121
3.6 交通运输 ..................................................................................................... 123
3.6.1 净零排放情景下的能源和排放趋势 ............................................. 123
3.6.2 关键里程碑和决策点 ..................................................................... 129
3.7 建筑物 ......................................................................................................... 132
3.7.1 净零排放情景下的能源和排放趋势 ............................................. 132
3.7.2 关键里程碑和决策点 ..................................................................... 138
3
目录
11
国际能源署。保留所有权利。
实现净零排放的更广泛影响
141
4.1 导言 ............................................................................................................. 142
4.2 经济 ............................................................................................................. 143
4.2.1 投资和融资 ..................................................................................... 143
4.2.2 经济活动 ......................................................................................... 145
4.2.3 就业 ................................................................................................. 147
4.3 能源产业 ..................................................................................................... 149
4.3.1 石油和天然气 ................................................................................. 149
4.3.2 煤炭 ................................................................................................. 151
4.3.3 电力 ................................................................................................. 152
4.3.4 能源消耗行业 ................................................................................. 154
4.4 公民 ............................................................................................................. 155
4.4.1 与能源有关的可持续发展目标 ..................................................... 155
4.4.2 可负担性 ......................................................................................... 158
4.4.3 行为改变 ......................................................................................... 161
4.5 政府 ............................................................................................................. 163
4.5.1 能源安全 ......................................................................................... 163
4.5.2 基础设施 ......................................................................................... 167
4.5.3 能源零售业的税收收入 ................................................................. 169
4.5.4 创新 ................................................................................................. 171
4.5.5 国际合作 ......................................................................................... 173
附录 191
附录 A. 情景预测表格 .................................................................................................. 179
附录 B. 技术成本 .......................................................................................................... 187
附录 C. 定义 .................................................................................................................. 189
附录 D. 参考文献 .......................................................................................................... 203
4
政策决策者摘要
13
政策决策者摘要
国际能源署。保留所有权利。
能源部门占当今温室气体排放的约四分之三,是避免气候变化最恶劣影响的关键,而
气候变化或许是人类有史以来所面临的最大挑战。2050 年全球二氧化碳降至净零排放,
与控制全球平均温度的长期增长不超过 1.5˚C 的努力是一致的,这需要能源生产、运
输和消费方式的彻底转型。实现净零排放的政治共识与日俱增,令世界对未来的进步
相当乐观,但是人们对 2050 年实现全球净零排放所需要做出的改变知之甚少。要想
让今天的雄心壮志变成现实,需要做大量的工作,尤其是考虑到各国的国情不同,做
出必要改变的能力也有差异。国际能源署的这份特别报告提出了实现上述目标的途径,
由此推动建立清洁、有韧性的能源系统,为人类的繁荣和福祉带来重大利益。
报告中详述的 2050 年全球净零排放路径,需要各国政府大力加强并成功实施其能源
和气候政策。迄今为止的承诺远没有达到路径的要求。过去一年来,承诺实现净零排
放的国家数量迅速增加,现已覆盖全球约 70%的二氧化碳排放量。这是向前迈进了一
大步;但是,大多数国家的承诺还缺乏近期政策和措施的支撑。此外,即使在 2050 年
成功实现了已有的承诺,届时全球仍将排放约 220 亿吨的二氧化碳。按照这种趋势发
展下去,2100 年全球气温将上升约 2.1°C。由于新冠疫情的影响,2020 年全球二氧化
碳排放量下降;但是随着经济复苏,碳排放量已经开始强劲反弹。如果不及时采取行
动扭转上述趋势,那么 2050 年将无法实现净零排放。
本报告的政策决策者摘要部分概述了全球能源部门 2050 年实现二氧化碳净零排放的
基本条件。按照报告中详述的路线图,是在不考虑能源部门以外的排放抵消、较少依
赖负排放技术的情况下实现这一目标。该路线旨在实现技术可行性、成本效益和社会
认可度的最大化,同时确保经济持续增长和能源安全供应。我们重点强调了目前需要
采取的优先行动,以确保短暂但可以抓住的 2050 年实现净零排放的机会不被浪费。
报告描绘了全球图景,但是不同国家和地区的起点不同,实现目标的时间也可能不同:
发达经济体必须先于新兴市场和发展中经济体达到净零排放,并协助它们实现目标。
我们也认识到,报告提出的路径不一定是唯一的路径;因此,我们考察了一些关键的
不确定性因素,特别是生物能源、碳捕捉和人们行为改变在净零排放中的作用。实现
净零排放将有赖于世界各地人们无数的决策,但我们的主要目标是为政策决策者提供
决策依据,因为政策决策者有最大的发挥空间使世界更加接近其气候目标。
2050
年净零排放取决于
2030
年前以空前的力度推进清洁技术
实现净零排放的路径很窄:要想不偏离这条路径,就需要立刻大量部署所有可用的清
洁高效能源技术。本报告提出的净零排放路径中,2030 年世界经济将比目前增长约
40%,但能源消费却减少 7%。有必要在全球范围内大力提高能效,使 2030 年之前能
源强度每年平均降低 4%,降低速度约为过去二十年平均水平的三倍。能源部门减排
不仅仅限于二氧化碳;在我们的路径中,由于全球一致努力部署一切可用的减排措施
和技术,来自化石燃料供应的甲烷排放也将在未来十年减少 75%。
越来越廉价的可再生能源技术,使电力在通向净零排放的赛道中脱颖而出。我们的路
径要求今后十年迅速扩大太阳能和风能:2030 年之前,太阳能光伏每年新增装机 630
吉瓦,风电每年新增装机 390 吉瓦,增速达到 2020 年纪录水平的四倍。对于太阳能
光伏发电而言,这相当于未来十年每天要安装一个目前世界最大的太阳能光伏园。水
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