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加快能源转型的十个步骤

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全球能源系统正处于走向净零排放未来的转折点。随着COP28会议本周拉开帷幕,Rystad Energy概述了加快转型、限制全球变暖和确保清洁可靠的能源未来所需的10个关键步骤。


从化石燃料向清洁能源的转型势头越来越大,世界各地在采用清洁技术方面取得了显著进展。尽管目前取得了进展,但仍需要更快的扩张,全球政府和商界领袖将在制定步伐方面发挥基础性作用。


然而,基础设施发展缓慢、新技术投资不足和电网优化不力限制了有意义的进展。国际合作也至关重要,但最近的全球紧张局势和冲突已被证明是近年来的挫折。尽管这些紧张局势加速了向可再生能源的转变,但它们也分散了全球供应链,这可能不利于清洁技术的发展。


Rystad energy高级清洁技术分析师Lars Nitter Havro表示:“最近的能源和气候政策趋势反映出保护主义的转变,越来越强调主权能源。这一转变的重点是促进国内工业,减少对国际贸易的依赖,吸引投资和创造当地就业机会,以及控制供应链。为了有效地驾驭这一转变,国际社会必须避免“。


Rystad energy全球能源系统副总裁Jon Hansen肯定道:”我们已经确定了10个步骤,可以显著加快世界能源转型,同时使《巴黎协定》最雄心勃勃的目标触手可及。这些步骤旨在针对低成本、有影响力的脱碳方案,这些方案可以加快可再生能源的部署,提高能源效率,解决市场失灵问题,并激励实现净零排放所需的投资。


1.快速发展可再生能源

供应链已经做好准备,可以迅速扩大开发,但推出速度需要加快。如果新产能要在2030年前达到要求的目标,许可时间需要缩短,高利率等短期融资障碍需要缓解。


根据我们的最新模型,到2030年,全球可再生能源容量需要从去年的约3.6 TW增加到近11.2 TW,以应对1.6度的全球变暖情景。太阳能光伏发电将占所需扩建的65%左右,但在世界走上这条道路之前,还需要做更多的工作。根据现有项目、政策和行业趋势,到2030年全球可再生能源发电量将仅达到8 TW,最早要到2034年才能达到11.2 TW。


为了加快可再生能源的发展,允许西方进行改革,需要亚洲的政策支持和全球太阳能供应链的优化。此外,高可再生能源渗透率市场中的差价合约(CfDs)可以减轻价格蚕食的财务风险,从而促进对可再生能源项目的稳定投资。


2.能源效率加倍

在来自化石燃料的500 EJ一次能源中,最终只使用了250 EJ。如果太阳能、风能或水力发电是主要能源,那么最终用户将可获得约440 EJ。


当分子燃烧产生电或运动时,只有30-50%的化学能转化为有用的能量。剩余的能量以热量的形式流失到环境中。相比之下,对于太阳能或风能等可再生能源,70-90%的一次能源可供最终用户使用,即使在考虑了储存和分配之后也是如此。工业和建筑中的热泵能够比传统的电散热器更有效地产生热量。因此,从化石燃料向可再生能源的转型将导致能源效率的革命。


此外,由于更好的材料和设计,在过去几十年中,建筑物、电器和机器的能效每年提高1%。然而,这一趋势需要更强有力的法规和政策激励,以加快达到与最雄心勃勃的气候情景相一致所需的水平。


3.对甲烷采取有意义的行动

甲烷占全球温室气体排放量的15-20%,但在净零排放战略中,减少甲烷排放往往被忽视。甲烷作为温室气体的效力至少是二氧化碳的25倍,因此明确的目标、监测、对违规行为的处罚和甲烷捕获激励措施至关重要。


农业特别是畜牧业和垃圾填埋场是甲烷排放的重要来源。支持对细胞农业和精确发酵等新兴农业技术的投资可以显著减少甲烷的排放。此外,促进垃圾填埋场气体捕获和厌氧消化可以将这些排放转化为能源或氢气,减少甲烷释放到大气中。


石油和天然气行业也对甲烷排放做出了重大贡献,主要来自生产和运输基础设施泄漏。实施定期和高级泄漏检测的最佳实践,然后及时进行维修,最大限度地减少燃烧,并加快现代空气气动装置的部署,可以显著减少排放。


4.为碳定价

碳价值的逐渐成熟将向污染者发出减少排放的强有力的财政信号。这在难以减排的行业尤为重要,因为碳价格直接影响清洁技术的采用率。例如,在水泥行业,使用碳捕获、利用和储存(CCUS)的商业案例因碳价值而得到加强。


目前,CCUS成本高昂,但化学吸收工艺的进步预计将在未来几年显著降低成本。化学吸收在水泥行业采用CCUS技术方面处于领先地位,在即将到来的项目中占已宣布技术的32%,包括海德堡水泥公司(Heidelberg Cement)领导的一个项目,该项目的目标是每年捕获40万吨。

5.扩大清洁技术投资

到2025年,包括太阳能和风能在内的清洁技术投资将超过石油和天然气投资。然而,加快这一进程至关重要,尤其是在新兴国家和技术领域,如绿色氢气。


2023年,70%的低碳投资在8个国家进行,其中50%在中国,20%分布在七国集团国家。其余30%主要在发达经济体进行,但印度除外,印度占全球低碳投资的2.5%。因此,至关重要的是,通过投资成熟的最终用户技术来刺激新兴经济体对低碳产品的早期市场需求,这些技术可以促进对电气化和清洁技术的需求。


6.优化电网利用率

电网的局限性往往阻碍了可再生能源的发展。人们普遍认为,整合新的可变可再生能源需要对电网基础设施进行大规模投资,但这是不准确的。只有40-50%的电网被积极利用,因此提高电网效率可以显著减少所需的新容量。


通过实施现有的和负担得起的技术,如拓扑优化和动态线路额定值,输电能力可以分别提高30-40%和20%。这将大大提高电网的弹性、灵活性和效率。此外,强大的储能解决方案可以管理热浪和寒流期间的需求高峰。


7.拥抱道路运输的电气化

向电动汽车的转变对于减少我们对化石燃料的依赖至关重要。仅道路运输就占全球最终能源需求的19%,占全球二氧化碳排放量的15%。为了在升温1.6度的情况下步入正轨,应该设定一个雄心勃勃但可实现的目标,即电动汽车普及率达到70%。


为了促进该行业的加速转型,美国《通胀削减法案》规定的每辆车7500美元补贴等财政激励措施以及扩大充电网络至关重要。


8.减少、重复使用、回收

循环经济对于有效的脱碳战略至关重要。材料的再利用,如将电动汽车电池重新用于固定储能,以及大幅提高回收率,都是至关重要的。如果没有具体的行动和支持性政策,可持续行业实践的机会可能会错过。


对于钢铁生产等难以削减的行业来说,回收利用尤为重要。初级钢铁生产每吨钢铁排放2.3吨二氧化碳,而再生钢铁每吨仅产生680公斤二氧化碳,排放量减少了70%。这突出了再生钢在环境可持续性方面的关键作用,决策者应该注意。


9.削减低效的化石燃料补贴

对化石燃料消费的低效补贴造成了全球能源市场的严重扭曲。这些补贴鼓励化石燃料的低效和增加使用,为燃料效率创造了不精确的价格信号,并为向清洁能源技术的转型提供了不公平的优势。


虽然这些补贴的直接财政影响相当大,但环境和健康影响进一步加剧了这种影响。应实施有组织的逐步淘汰,以创造公平的竞争环境,调整市场动态,实现可持续能源使用,并促进习惯于补贴能源价格的经济体和消费者的平稳转型。


10.避免贸易紧张局势阻碍进展

为了有效应对气候变化,全球领导人必须面对贸易紧张局势和供应链自主化趋势的风险。虽然本地化生产促进了国内产业的发展,但它可以通过鼓励电池、氢气和太阳能光伏等关键清洁技术行业的补贴竞赛,大大减缓能源转型。此外,向这些行业注入资金并不是解决办法,尤其是考虑到相关的技能短缺。