为给温室气体减排提供强有力的价格信号,欧洲决定通过实施包含取消政策的市场稳定储备 (MSR) 来强化欧盟排放交易体系 (EU ETS),并在 2020 年后将线性减排系数从 1.74% 提高到 2.2%。一个详细的长期投资模型(以大规模混合互补问题的形式)的结果表明,强化后的欧盟 ETS 可能使 EUA 价格提高四倍,并与强化前的累计上限(52.2 GtCO 2 )相比,减少 21.3 GtCO 2 累计二氧化碳排放量。其中约 40%(8.3 GtCO 2 )的减幅归因于增加的线性减排系数,60% 归因于取消政策(13 GtCO 2 )。如果不增加线性减排系数,MSR 的取消政策只会减少 4.1 GtCO 2 的排放量,表明它们具有互补性。对关键模型假设和参数的敏感性分析表明,MSR 的影响在很大程度上取决于其他政策(例如可再生能源目标、核能、褐煤和煤炭淘汰)和减排方案的成本演变(例如风能和太阳能的投资成本降低)。这使得有效的二氧化碳排放上限具有很大的不确定性。在我们的模拟结果中,取消量在 5.6 到 17.8 GtCO 2 之间,这将与我们 13 GtCO 2 的中心估计值进行比较。我们计算了在没有 MSR 的情况下实现这些二氧化碳减排所需的线性减排因子,这将消除对累积二氧化碳排放量的所有不确定性以及对其他补充气候或能源政策的干扰。
为了满足能源需求,尤其是电力,世界正在朝着清洁和可持续的能源迈进。化石燃料的市场份额逐年减少,对于可再生能源而言,这是副主席。此过渡的主要重点是零排放和可持续性。基于可靠来源的世界碳排放量为57亿吨碳等效物(GTCO 2 E)(Olivier等,2017)。目前,电力部门的排放量约为20 GTCO 2 E,占总排放量的34%。这与自2010年以来的增长率为10%有关,到2030年至少下降了50%的目标,每年跌幅约为8%。接下来是钢铁和工业部门,具有14 GTCO 2 E或24%,自2010年以来,它上升了约15%。这些需要减少到2030年左右。到2030年,全球钢生产的全球平均直接排放强度需要减少30%。此外,农业部门增加了约13 GTCO 2 E或22%。,大约7 GTCO 2 E来自2000年以来每年0.6%的直接农场排放量。到2030年,这些设置将减少约20%。国际交易的农产品的排放量约为27%。运输部门约为8.7 GTCO 2 E,占总排放量的15%,自2010年以来已上升13%。到2030年,这些需要减少近1/3。到2035年,这可以通过100%零排放车辆(ZEV)的销售政策以及2030年的公共收费基础设施。碳排放不仅限于商业部门,还限于每年6%或3 GTCO 2 E的建筑物和其他住宅区。尽管可再生能源也发出了碳,但它们对碳排放的总贡献仅为6%或3 GTCO 2 e。确认可再生能源采用可持续性的必要性。国际可再生能源机构(IRENA)旨在成为促进在全球范围内使用可再生能源的过渡的主要驱动力。此外,氢的生产(用作IC发动机的燃料),并使用排放量为0.9 GTCO 2 E,占总排放量的1.5%。可再生和低碳氢的产量目前占总数的1%。使用低碳和可再生氢的目标和承诺相当于当前总氢需求的3%。能源生产从常规来源转变为探索了产生脱氧化能源的新方法和来源。此外,当今世纪,对太阳能和风能作为非惯例能源的看法可能是不对的。替代和废物能源恢复技术的出现正在重新确定理解当前能源情景的重要性(Kapitonov,2019年)(Quaranta和Muntean,2023年)。因此,探索新来源和方法必须根据其特征进行重组。这有助于更好地理解能源的性质和作用。该意见提出了在特定分类中分类能量的四个标准。这种观点重新分类并将能源描述为三种主要类型,并新创造了排放能源的术语,减少/耗尽能源和可持续能源。它们是碳中立性,
储存、储存介质、减缓潜力、成本、协同效益、影响和风险以及治理要求(高信度)。具体而言,成熟度范围从较低成熟度(例如海洋碱化)到较高成熟度(例如重新造林);清除和储存潜力范围从较低潜力(<1 GtCO 2 yr –1,例如蓝碳管理)到较高潜力(>3 GtCO 2 yr –1,例如农林业);成本范围从较低成本(例如土壤碳封存每吨二氧化碳 45-100 美元)到较高成本(例如 DACCS 每吨二氧化碳 100-300 美元)(中等信度)。对于将碳储存在植被中和通过土壤碳管理的方法,估计的储存时间尺度从几十年到几个世纪不等,对于将碳储存在地质构造中的方法,则为 10,000 年或更长时间(高信度)。• 从大气中去除二氧化碳的过程分为以下几类
气候变化需要大规模部署碳捕获和存储(CCS)。最近的计划表明,到2030年,CCS的容量增加了八倍,但CCS扩展的可行性却是有争议的。使用CCS和其他政策驱动技术的历史增长,我们表明,如果计划在2023年至2025年之间两倍,并且其故障率降低了一半,则CCS到2030年可能会达到0.37 GTCO 2年-1,比大多数1.5°C较低,但比大多数2°C途径更高。保持轨道至2°C将要求在2030-2040 ccs加速至少与2000年代的风力发电一样快,并且在2040年之后,它的增长速度比1970年代至1980年代的核能快。只有10%的缓解途径符合这些可行性限制,几乎所有这些途径描绘了<600 GTCO 2 2100捕获和存储。通过假设CCS计划的失败和生长的速度不如烟气脱硫的速度大约是这一数量的两倍,从而放松约束。
除了急剧减少温室气体排放外,IPCC第6次评估报告(AR6)认为CDR是将全球变暖限制为1.5-2°C的成功策略的必要组成部分。汽车BON二氧化碳去除报告(第二版,2024年)估计,到2050年,每年将需要7-9 Gigatonnes(GT)CO 2去除以实现巴黎协议的气候目标。〜2 GTCO 2每年已删除,主要是通过常规CDR方法进行环。常规方法是已经确定的方法是土地利用变化或林业活动的一部分(例如,造林/造林,湿地恢复,土壤碳)。出现的CDR方法目前仅贡献0.0013 GTCO 2每年贡献,但以更快的速度增长。要达到2050目标,需要大规模增加新型CDR途径的能力。如果实现这一目标,则总CDR碳汇将与天然土地和海洋碳水槽的大小相媲美(图1)。
1. 停止砍伐森林并维护森林,可在 2020 年至 2050 年期间避免每年排放 3.6 +/- 2 千兆吨二氧化碳当量 (GtCO 2 e),约占 2030 年前将全球变暖控制在 1.5 °C 以下所需排放量的 14%,同时保护地球一半以上的陆地生物多样性。2. 恢复退化土地并扩大农林业 – 15 亿公顷退化土地将受益于恢复,增加树木覆盖率可提高另外 10 亿公顷土地的农业生产力。通过植树造林和再造林恢复退化的土地,可以在 2020 年至 2050 年期间以经济有效的方式每年从大气中减少 0.9-1.5 GtCO2e。3. 可持续利用森林和建设绿色价值链将有助于满足未来的材料需求——全球所有自然资源的消耗预计将从 2017 年的 920 亿吨增加一倍以上,达到 2060 年的 1900 亿吨——并为可持续经济奠定基础。
气候变化需要大规模部署碳捕获和存储(CCS)。最近的计划表明,到2030年,CCS的容量增加了八倍,但CCS扩展的可行性却是有争议的。使用CCS和其他政策驱动技术的历史增长,我们表明,如果计划在2023年至2025年之间两倍,并且其故障率降低了一半,则CCS到2030年可能会达到0.37 GTCO 2年-1,比大多数1.5°C较低,但比大多数2°C途径更高。保持轨道至2°C将要求在2030-2040 ccs加速至少与2000年代的风力发电一样快,并且在2040年之后,它的增长速度比1970年代至1980年代的核能快。只有10%的缓解途径符合这些可行性限制,几乎所有这些途径描绘了<600 GTCO 2 2100捕获和存储。通过假设CCS计划的失败和生长的速度不如烟气脱硫的速度大约是这一数量的两倍,从而放松约束。
9 另外两个模型没有考虑木质纤维素燃料生产中的 CCS,从而导致了不同的行为:GRAPE-15 模型通过使用第一代生物燃料实现运输脱碳,其原料不会在发电方面形成竞争(有关不同模型中第一代和第二代运输生物燃料的区别,请参阅 SOM 中的 A.3 节);IMACLIM-NLU 模型是唯一一个例外,它即使在没有 CCS 的情况下也在运输中使用木质纤维素燃料。在该模型中,生物质的跨部门分配不是采用成本效益方法进行的,而是独立进行的,以响应生物质原料市场价格(Leblanc 等人,本期)。10 运输用生物燃料也与其他用途存在竞争,例如在 IMAGE 模型中,它们使用 CCS 生产,但最终用于工业能源用途,并在一定程度上用于发电。 11 GCAM 模型在“高”政策情景中也具有较高的生物燃料份额(38%),而在其基线情景中则依赖于石油燃料和气体。12 只有少数模型发现“nobeccs”情景对于 1,000 GtCO 2 目标而言是可行的,因此在 SOM 中,我们提出了一个 1,600 GtCO 2 排放预算的情景,以讨论与 BECCS 可用性相关的敏感性。
将全球温度升高升至1.5°C的升高将部分依赖于从大气中删除CO 2的技术。但是,许多二氧化碳去除(CDR)技术处于开发的早期阶段,并且数据有限以告知其未来采用的预测。在这里,我们提出了一种模型采用早期阶段技术(例如CDR)的方法,并将其应用于直接碳捕获和存储(DACC)。我们的方法结合了有关历史技术类似物和早期采用指标的经验数据,以模拟一系列可行的增长途径。我们将这些途径用作综合评估模型(全球变化分析模型,GCAM)的输入,并在排放策略下评估其效果以限制 - 世纪温度变化为1.5°C。的采用量在各种类似物之间差异很大,这些类似物与DACC具有不同的战略相似性。如果DACC的生长反映了高生长类似物(例如太阳能光伏),则在本世纪中期,它可以达到高达4.9 GTCO 2的去除,而低生长类似物(例如,天然气体管道)的低至0.2 GTCO 2。对于这些生长较慢的类似物而言,与高增长类似物相比,2050年未减弱的化石燃料产生降低了44%,这对能源投资和滞留的资产产生了影响。在较低的DACC场景下,本世纪末的剩余排放量也大大降低(运输和工业的43%和34%)。不同类似物观察到的生长速率的较大差异也可以指向启用DACC的政策外观。