作者

黑川格伦
Energy Transition Emissions

预计脱碳将导致更多的发电量,但同时降低电力部门的排放强度。然而,鉴于目前电力和其他行业的脱碳努力,世界正走向全球严重变暖的轨道。如果世界转向变暖较少的轨迹,那会是什么样子呢?在最新一期的 CRU 电力过渡服务中,我们考虑了 <2ºC 的情景(与我们的基本情景预测分开),此时发电量和容量明显增加,电力部门排放强度降低,并且安装更多的可再生能源容量会产生更多的金属需求。

在我们的情景中,到 2050 年,世界将达到 <2ºC 的路径

在 CRU 的 Power Transition Service 中,我们的基本情况预测是,从现在到 2050 年,全球发电量将几乎翻一番,正如之前的 Insight 中所讨论的那样。然而,随着化石燃料发电总量的下降,电力行业的排放量也在下降。在 CRU 的可持续发展和排放服务中,我们将电力与其他商品部门的排放相结合,并预测到 2050 年,全球平均气温将比工业化前水平高出 2.5-3.0ºC。鉴于我们对脱碳的政治意愿和技术成本的预期,尽管 2015 年《巴黎协定》普遍同意将温度目标设定为 1.5°C,但到 2050 年,世界将无法实现更加"脱碳"的道路。

2015 年《巴黎协定》谈判时,讨论将气温上升限制在"远低于 2.0ºC"并努力将其限制在 1.5ºC(到 2050 年实现净零排放)是可信的目标,但此后的进展使这些目标互不兼容。即使从今天开始,世界将自己置于到 2050 年实现二氧化碳净零排放的道路上,但《巴黎协定》之后八年的高排放量意味着它仍然无法将温度限制在"远低于 2.0ºC"或 1.5ºC。

我们的分析表明,从今天开始,到 2050 年实现二氧化碳净零排放的路径将与略低于 2ºC (<2ºC) 的温度路径一致,但需要显着改变政治意愿才能实现这一目标。<2ºC(我们的情景)与巴黎气候目标之间的差异似乎很小,但需要付出不成比例的努力才能将温度限制在 <2ºC 以下。

更快的电气化带来更多的发电量

减排曲线(如下所示的欧盟曲线)来自我们的可持续发展和排放服务,显示了与其他行业相比,发电脱碳的成本效益。例如,通过用风电代替煤炭来实现脱碳,而不是通过用每个排放单位的低排放氨代替船用燃料来实现脱碳。与此一致,在我们的基本假设中,我们预测电力部门的排放强度将比非电力部门降低得多,尽管从现在到 2050 年,电力需求将翻一番。此外,在我们的 <2ºC 情景中,我们假设到 2050 年电力部门的排放强度会更低,电力需求将进一步增加。

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与我们的基本情景相比,在 <2ºC 情景下对气候的负面影响较小,由于预期的经济增长和活动会更高,因此无论如何都会假设全球电力需求更高。然而,在 <2°C 情景下,汽车、供暖、钢铁生产和船用燃料分别加速转向电动汽车 (EV)、热泵、绿色氢基钢铁生产和低排放氨,进一步增加了电力需求。

例如,将整个欧盟 BF/BOF 钢铁行业转向氢基铁矿石还原将需要当前欧盟电力需求的 10% 以上才能通过电解生产所需的氢气。此外,在我们的 <2°C 情景下,电力需求将在 2040 年代后期进一步加速,因为我们认为需要更多地采用基于电力的直接空气捕获 (DAC) 来帮助实现到 2050 年的净零排放目标。

与更高的电气化和电力要求一致,到 2050 年,我们的 <2ºC 情景将导致发电量比我们的基本情景多 ~40%。

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到 2050 年,电力行业的排放量仍未达到零

在我们的基本情景和此处讨论的 <2ºC 情景中,到 2050 年,未减排的化石燃料发电量下降,而减排发电量(即使用 CCS 和混烧发电)发电量上升。尽管不到我们基本情景的一半,但在我们的 <2ºC 情景中,到 2050 年全球电力部门的净排放量仍然是正的,因为印度、中国和其他国家将保留一些未减排的化石燃料发电。然而,我们假设 DAC 和重新造林能够在 2050 年之前消除剩余的 CO2 排放,从而在 2050 年之前实现 CO2 净零排放。

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虽然我们的 <2ºC 情景包含的化石发电量低于基本情景,但此处未考虑的其他情景可能会明显增加化石燃料发电量。例如,如果假设储能水平相对较低,则可能会使用更多的天然气发电来稳定具有较高水平太阳能和风能的电网,这些电网是间歇性的。然而,我们假设储能将是未来稳定电网的主要手段。

更多的太阳能电池板和风力涡轮机支持金属需求

在我们的基本假设中,我们预测太阳能光伏制造的金属需求将增加到 2030 年的峰值。与此同时,在我们的 <2ºC 情景中,太阳能金属需求在 2024 年至 2030 年期间增长速度是原来的两倍多,而在 2040 年代后期,由于 (1) 电力需求增加和 (2) 太阳能容量更换更多,太阳能电池板更换量迅速增加。

在 <2ºC 情景下,风力涡轮机制造的金属需求也要高得多。到 2050 年,全球陆上和海上风电制造金属的年度需求(尤其是占风力涡轮机金属需求大部分的钢材)将是基本情景水平的 1.5-2.0 倍,在 2040 年代后期将大幅增长,原因与太阳能相同。我们的 Power Transition Service 包括按钢、铝、铜、硅、稀土等细分太阳能、陆上风电和海上风电金属需求的数据库。

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在 <2°C 情景中,各国可能会通过早于或晚于正常使用寿命更换老化的太阳能电池板,从而避免 2040 年代后期金属需求突然增加。此外,可能会重复使用更多的金属,而不是完全替换。虽然我们在模型和预测中考虑了这种时间和金属重用,但它的发生程度可能比我们目前假设的要大。

从 Power Transition Service 下载详细数据

要比较基本情景中的发电量、容量和排放量以及金属需求,以及各个国家和地区(包括美国、欧洲国家、中国和印度)到 2050 年每年的 <2ºC 情景,请下载 CRU Power Transition Service 数据包。

如果您想

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