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Vol 26 . 2050年净零排放情景下,全球减排如何实现?(下)
REEI 2021/06/16

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报告原文:Net Zero by 2050

Net Zero by 2050 - A Road map for the Global Energy Sector  IEA.pdf


林佳乔:
大家好,欢迎收听磐之石海外智库能源与气候报告解读栏目,博采海外智库思想探究公共政策逻辑,我是磐之石的林佳乔。


赵昂:
各位听众好,我是赵昂。佳乔你开始说的这两句,所谓我们栏目的宗旨,好像我们之前也没有跟大家分享过,能不能稍微简单介绍一下?


林佳乔:
好的,“博采海外智库思想”其实是说我们定期的去扫描海外的智库报告,关于能源与气候变化的。智库他其实是在研究公共政策,进行公共政策讨论分析与倡导这样的一类机构,所以我们的下一句话就是“探究公共政策的逻辑”,是结合我们阅读了报告之后对能源与气候报告的理解,然后我们去解释并评论我们所看到的报告。


赵昂:
我们上期节目解读了来自于IEA(国际能源署)2050年净零排放的报告。那么关于净零排放路径的研究,我们也提到了说它内容比较长,所以我们分两期,上一期主要是关注于如何加大投资,加速低碳技术的规模化利用。本期的话我们把重点放在报告所提到的一个非常重要的政策建议,就是要到2021年底停止化石能源投资。这种建议也是引来很多的争议,为什么要达到2050年净零排放,必须要在这个时间点去停止化石能源投资?当然这里面我们可能要必须解释一下,那究竟在2020年停止化石能源投资,究竟指的是什么?


林佳乔:
我们所指的或者说报告中所指的停止化石能源投资,它其实指的是如果现在已经计划了,然后再新建的化石能源项目不是让它就停了,不去进行了,而是说不再投资新的煤矿、煤电以及石油天然气这样的一些项目。其实IEA的结果已经非常的清楚的显示在我们面前,就是在未来的话,在石油跟天然气的投资方面,他预计到2021年之后,比如说像石油的话,在2021年到2030年有一个非常大的投资的降低,大概是减半这样的一个情况,然后从2030~50年之间,它是慢慢的降低。天然气的话是另外的一个图景,就是从2021年到2030年这样的一个时间点,它是缓慢的去降低的,之后的话在30到50年之间跟之前的降低的速度其实是差不多的。煤电的话是另外的一个情景。


赵昂:
待会我们会在关于煤电部分的讨论当中,关于发电这个部门我们会更多的去讨论一下煤电。这一点的确是这样,因为否则的话可能我们听众会有一些误解,因为至少维持现有的油气生产和供应能力,那些投资还是必要的。那么我现在简单来说一下我们今天解读的主要的一个框架。我们主要来看净零排放报告为什么要提出在这个时间点停止新化石能源项目的投资,主要聚焦在三个方面。首先是全球能源供应结构的现状,因为这个是我们讨论的一个起点,至少是帮助我们去看清楚当前所面临的全球能源系统的这样的一个结构性的现实。其次的话,实现净零排放目标,IEA的报告里面也模拟出来的化石能源逐步退出的情景,是从现在到2050年这30年的一个情景,这是停止新化石能源投资这一个政策建议的理由,因为借助这样的一个模拟才会给出一个比较清楚的证据来。最后的话我们来看报告里给出的从投资增加和能源生产结构变化,以及从不同的部门来看,比如说四大部门,电力、交通、建筑和工业,尽管不再投资新化石能源项目,但是未来社会经济发展所需要的能源究竟以怎样的方式来满足呢?这一块的话,我们也可以借助分部门和投资的角度来去探讨它满足未来社会经济发展所需要能源的路径。


林佳乔:
那分部门到底在能源消费方面,就是它面临的严峻的现实到底是什么样的一个情况呢?其实如果从电力、建筑、工业以及交通这4个部门来看的话,其实电力部门跟建筑部门它们面临的挑战并没有那么大,而且全球的力量现在集中在电力生产的低碳化、清洁化方面努力已经是非常多了,反而是在其他的两个部门,比如说像工业跟交通这两个部门,它的能源供给以及消费方面的去碳化的进程,其实还是面临着很大的挑战的。

如果你仔细去看工业跟道路交通这两个部门,它的能源使用是非常依赖于化石能源的,目前的依赖度都是在90%上下,交通部门依赖度更高,是95%的能源消费都是来自于化石能源。那怎么从现在95%的化石能源去降低到在2050年只有10%的能源消费是来自于化石能源的,这个路径的话,IEA其实是给出来了,有人可能会觉得是比较激进的,他是从比如说在2030年降到80%是化石能源供给,然后慢慢的变成是在2040年45%,然后在2050年降到10%是来自于天然气或者是石油供给,但这个时候它其实还是末端要接着CCUS的,就是二氧化碳捕获封存与收集这样的技术。


赵昂:
对,即使我们看到在交通和工业领域化石能源占比目前还这么高,但是IEA还是参照了2050年实现全球净零排放这样一个战略目标,因为这个是应对气候变化的一个很大程度上的一个全球共识。因为到2050年如果想把温控控制在1.5摄氏度的话,我们如果照着这样一个目标去行进,才有可能有50%的可能实现这样一个温控目标。照着目标来向前推导,从2050年往回推导,这三种化石能源未来究竟应该怎么样来变化,才能实现这样一个战略。我们来看报告里面有一个非常清楚的呈现,就是说三种化石能源在不同的节点它面临着怎样的情况?

我们来看煤炭,煤炭其实从全球来看,它的峰值消耗大概是在2010年到2015年出现的,到之后虽然有一度小小的上扬,但是目前是在一个下降的通道当中。那么照着这个报告的预计,如果要实现2015年净零,煤炭是一个需要快速下降和大规模下降的化石能源品类。石油的话目前来看,由于2020年新冠疫情的影响,石油的消费是有一个大幅的下挫,但是有可能在经济的复苏的未来一两年时间它有一个上升,但是照着这个报告的模拟,石油到2021年之后也要进入一个下降的通道,下降的速度虽然没有像煤炭那么快,但是它也是一个在三种化石能源当中需要下降贡献更高的一种能源。相对来讲,天然气由于它在替代煤炭发电和其他工业领域里面的作用,所以天然气的消费一直到接近2030年,在全球才能达到峰值。而这个报告预计呢是到2030年之前,大概28 、27年的时候,它才会达到峰值然后下降,而下降的幅度要远远低于石油和煤炭。所以从这看出来这三种化石能源它在整个未来发展变化的趋势当中所呈现的不同的情景。


林佳乔:
是的,因为在上周的话,我其实也去参加了IEA在北京的报告发布会,当中其实也听到了IEA的官员他们也在提这个事情,就是他们也反复在说,说我们只是呈现了一种路径,而不是唯一路径,所以他们用的是a pathway not the pathway,所以这个也是我可能想跟大家去说的。赵昂刚才也提到了,因为基于2050精灵排放往回倒推,可能的路径其实有很多种的,什么时候天然气达峰,什么时候石油达峰,这个只是IEA他在自己的假设前提之下,给读者呈现的一种路径,而不是唯一的路径。


赵昂:
对这一点我觉得非常的有智慧,我自己在听他的署长法蒂赫在一次采访当中提到的时候也是提到这一点,因为可能IEA的报告出来之后,希望行业里面的人拿这个报告作为一个讨论的工具,而不是拿这个报告作为一个攻击的靶子。所以坦率来讲的话,我觉得他们可能承诺的压力也是比较大的。


林佳乔:
接下来我们分部门来看一下未来关于能源的生产跟投资的变化。首先来看电力部门,然后我们再看工业还有交通部门。IEA的报告其实从它的结果展示能明显的看到天然气是在接近2030年达到峰值之后是迅速下降,刚才赵昂其实也提到了化石能源的生产。在发电的方面,因为生产跟发电是应该分开看的,所以在电力生产其实也是类似的一个情况,就是在2030年的时候,天然气达到峰值之后是迅速下降。

煤炭发电的话是需要在2021年开始就快速下降,他为什么这么说?其实是基于2050净零排放的目标往后推的。所以在报告中他也反复在强调这一点,就是整个全球来看煤炭发电在2021年开始其实就需要快速下降,以满足2050年的净零排放这样的一个需求。煤电的生产的变化其实能看出来这个煤电设施逐步退出的步骤,从煤电设施逐步退出的步骤,IEA其实也给出了基于不同的技术这样的一个时间线,比如说在2030年、2035年、2040年都是对应着不同技术对应的退出的时间。他在报告中也去体现了亚临界的技术,然后超临界的煤电发电技术,还有就是超超临界的煤电发电技术,可以看到它的趋势都是从2021年开始,这样的一些技术产生的电力是逐年下降的,而且下降的速度是非常快的。


赵昂:
比如说2030年是亚临界整个退出,然后2035年是超临界,然后2040年是超超临界,热电联产这种技术也是要在2040年就要退出的。那么后面40年到50年有10年的时间还给一些有CCS技术利用的一些煤电可能还留了一些空间,所以总体来讲的话到2040年如果还没有CCS能够利用的话,没有CCS利用的煤电技术,就应该是退出了整个电力生产的这种方式。


林佳乔:
是的,这个是全球一盘棋这样的一个尺度来看,他其实没有去就某一个国家,或者是先进的经济体,不发达的经济体这样的一个区分,他是在全球尺度上去来看煤电技术的退出以及它对应的发电小时数的这样的一个变化情况。


赵昂:
分析全球能源系统的一个转变,相对来讲的话,要比去讨论每一个国家具体的这种挑战和情况,相对来讲可能要容易一些,因为至少从全球净零灵排放这样一个2050年的目标往后推的话,推到现在我们应该究竟做到什么程度,他提到的各种里程碑,但是放在不同的国家或者大的经济体来看的话,可能情形就要各不相同了。当然我相信可能在未来不长的时间,IEA可能会花精力去分析一些主要的经济体,比如说欧盟,比如中国、印度、美国这些经济体如何去贡献全球净零排放目标的实现。


林佳乔:
判断非常准确,因为我在参加他的发布会的时候,IEA那边的叫senior advisor,他也提到了说IEA其实是正在写中国的国别报告,就是中国在2060年达到碳中和然后IEA对中国碳中和如何去实现,其实正在撰写这样的一个报告,他没有给出具体的日期,估计是在年底之前,大家也可以到时候关注一下中国的国别报告。


赵昂:
好,我们下面也要看一下另外一个非常重要的问题,就是说如果说这些化石能源的退出是一个必须要实现的事情,我们也知道这些能源是在一次能源当中扮演非常重要角色的,特别是交通和工业,因为知道很多煤炭不是用来发电的,是用来去进行工业生产,实现高温高热的工业过程所需要的。但是如果说这些能源都需要退出的话,未来的能源需求究竟应该怎么来满足?

这个报告里面也特别提到就是说绝大多数的能源需求满足都是来依靠电力来实现的。当然很多这种刚才提到工业过程或者是一些这种交通部门的长途运输,包括航空和航海,还有一些其他能源供应的方式,比如氢能。我想关于我们最重要的电力方面的话,报告也特别花笔墨来提到,目前的电力传输设施还远远无法满足实现净零排放的这样一个未来能源系统的需要。因此在电网方面,报告也给出了非常直接的信息,就是说未来10年当全球能源投资要从现在2万亿每年的水平上升到2030年每年5万亿美元的水平的话,其中差不多有1/6的投资要去向需要去改善电网,让电网有更多的覆盖,让电网传输电力的能力更加强大。


林佳乔:
是的。接下来的话我就继续说一说工业能源需求的情况,我们在最开始就说了四大部门当中,工业能源跟交通部门的能源需求,其实面临的挑战应该是更大的,所以具体看一看工业用能中它呈现的这种能源的供给方式到底是什么样的?IEA他其实是分出来工业领域整个的能源需求,然后重工业它的能源需求。它是不一样的,因为重工业的话,IEA还是觉得说它对于石油天然气的依赖程度是比工业整体来看是要高的。所以工业整体来看的话,对电力的依赖一直都是比较高的,可能是从目前的1/4左右依赖于电力,慢慢的去过渡到2050年,应该是有将近一半的能源需求是由电力来满足的。重工业是另外的一个情况,重工业的话现在的情况是应该看图来讲,应该可能就1/8左右是电力需求来满足的,到2050年的时候其实就增加了不多,应该是有1/4,等于说在2050年重工业能源需求,大概的电力供应的比例应该是现在的两倍。


赵昂:
另外就是到2050年重工业的能源需求当中有很大的一部分接近,我觉得接近1/4甚至1/4强的是需要用化石能源来满足的,包括石油和天然气。所以从这一点来讲的话,可能让我们读报告的时候有多少有点吃惊,因为这个地方并没有提到加CCS,但是我相信重工业的话是未来能源需求当中占比应该不是特别高的。随着越来越多的国家跨过工业发展阶段,我相信重工业的耗能可能不像过去10年20年,当中国或者是过再过未来10年当印度快速进行工业化的时候,对能源需求的这种撬动的幅度,我觉得这一点来讲可能也可以帮助我们理解这样的一个情景。


林佳乔:
是的,可能我要补充的到底到2050年还是这么依赖于化石能源这样的一个情况下,它的排放到底是怎么去解决?除了应用CCS之外,它应该有一些排放不能用CCS只能是寻求其他的负排放技术来抵消了,通过直接空气捕获或者是森林固碳这样的一些方式,这种负排放技术来抵消它那个时候不得不排放的二氧化碳。


赵昂:
嗯好的。我们讲完电力和工业之后,我们再来看看交通的情况。我们一开始介绍的时候就可以非常清楚的提到,现在是超过97%交通的需求都是靠化石能源,而在未来30年比例要出现降到10%这样的一个水平,可见整个交通部门它的变革有多么的深刻。

目前来看的话,从不同的交通分部门,从航空、航运、铁路、重型卡车到轻型乘用车这些方面,占比最高的仍然是轻型乘用车,占到接近60%是全球的一个水平。到了2050年的话,轻型乘用车的大部分的车辆从2030年开始,新车销售里面60%都需要是电动车的话,到2050年新型乘用车它的能源消耗主要是电力了,因为都是电动车,剩下的话就是重型卡车主要以氢能来供能。还有的话就是铁路也是电气化了,还有航运和航空,航运航空的话也是希望借助氢能还有一些合成燃料来去逐渐实现,但是至少从报告来讲,那么航空它的燃料的这种供给目前可能也是一个艰难的地方,比较困难的地方。特别在全球来看的话,报告也特别指出,就是说当2050年在航空领域的话,仍然有相当的比例,大概有1/5的份额是靠石油来供给的,剩下的话是生物能源,生物燃油还有一部分少部分的合成的燃料,所以这是航空的情景。航运的话,海上的航运的话更多的是这种多种能源的方式,就是氢能、生物质能、还有一部分燃油。非公路的形式它分了铁路,那铁路的话目前看2020年大概有40%是电气化的,但仍然有60%的铁路能源供给是靠石油,这个电气化的水平10年一个台阶,一直到2050年的时候有90%以上都是电气化,还有很少的一部分是石油和氢能。所以这是非公路交通的未来能源变化的一个情景。


林佳乔:
下面我就说一下建筑领域,其实建筑领域的减排这个趋势是蛮有意思的。从2020年到2050年,我先说这个结果,那就是建筑的四大用能的分部门,它其实在总的用电量的变化方面其实是没有太大的变化的,小幅增加。但是你看这个过程的话,不能说曲折,其实能看出来说从2020年之后,大概有两倍的这样的一个用电的一个增长,主要增长是在这种电气设备,在建筑物当中的电气设备它的用能的增长。

另外的话就是在制冷,然后在供热,然后另外的话就是在照明方面。到2050年的时候,刚才我提到那4部分,也就是供冷供暖,然后照明再加上电器设备使用的,它的降幅其实是蛮大的。这个降幅其实是主要来自于在用能方面,等于说电器它其实带来的用能增加是增速非常快,但是它的减少其实也是快的,所以在2050年的时候,又回到了跟2020年比较类似这样的一个占比的状态,就是建筑物内的电器使用的电量呢那它是占了大头。紧接着的话供暖,然后才是供冷跟照明这样的一个排序。


赵昂:
这个地方我补充一点,他很有意思的是分了这种直接是30年时间尺度,分更多的增加活动,比如说更多的建筑,然后有更多的人搬入到建筑里面以后,对供冷和供热的需求,但是他又分到了关于电气化,因为当我们的更多的比如说做饭,在厨房的用能,更多的从生物质能和化石能源,比如说天然气转向电能来去做饭的话,这个也是一个电气化的过程,这两个东西是会净增加建筑部门的用能的,但是用来直接减少它的用能的话主要是靠效率,这里面包括刚才佳乔提到的更高效的电器,更高效的这种智能这种方式或者供热的方式,能让它的建筑部门的能源需求能有大幅的降低。最后也讲到了一些行为,减少能源的使用当中的浪费行为,然后也使得建筑能源的消耗历经这种增加,减少之后,慢慢到2050年只比2020年的总的建筑用能升高的幅度非常有限。


林佳乔:
接下来我们总体看一下能源投资到底是什么样的一个情况,能源投资的话非常明显,比如说分4个部门的话,就是燃料方面,然后电力方面,基础设施还有终端方面。非常明显的在燃料方面的投资,那是增加的幅度是非常有限的,其实是呼应了我们之前的关于化石能源投资的那一块,比如说在新增的产能方面的投资,IEA是呼吁暂停的,其实我们能看到在燃料的层面的投资,在石油还是有一些的,比如说从2020年到30年还是有的,大概占一半。然后煤炭的话其实就是非常少了,其他的低碳的燃料方面它的投资在2040~2050年,那是占到一半这样的一个情况。

除了燃料投资之外,IEA也给出了在电力方面的投资的额度到底是多大的,还有基础设施,基础设施的话他说的其实是包括比如说电网,还有这种电动汽车,它的公共充电设施,还有是像二氧化碳的运输的管道以及储存的设施,这个都是他所说的基础设施。在投资额的方面,基础设施跟电力它的投资规模其实是相当的,最大的投资是在哪一方面?其实就是在终端用能的方面。


赵昂:
对,过去5年来看,占比最高的应该是这个能效和可再生能源。能效的话非常有意思,这也是IEA特别强调的一个地方。在未来30年能效仍然在终端用能方面的投资占比处于一个非常高,直到2031年和2041年那两个10年当中电气化发展,特别是比如说交通部门的电气化和建筑部门电气化,它的投资才会超过这个能效,在关于终端用能方面投资方中占比更高。但从刚才提到的这4个地方,终端用能、基础设施、电力和燃料供应方面,投资最高的是在等于说到2021年到2040年,最高的是电力部门的彻底的脱碳,是未来20年的一个重中之重,当然配合它的这种基础设施,特别是氢能电网,这些也是非常重要的。那到了终端用能方面,到了40年之后又变成投资占总额又是最高的。报告指出到41年到50年的时候,每年的终端就能投资应该达到2万亿美元,那么整个未来的投资到2030年开始每年5万亿这样的一个规模,一直会持续到2050年,这样的话才能实现全球净零排放的目标。

对于化石能源和低碳能源的投资来讲的话,刚才也提到了化石能源在煤炭、石油、天然气快速降低之后,给氢能和生物质能和海上风电的投资带来更大的空间。对于这一点来讲的话,我们看到报告特别提出在全球范围内,生物质能是一个非常重要的能源选择,那么海上能源也是。当然CCUS也是我们第一期关于这个报告就当中特别提到的是投资当中会在未来一段时间,特别31年之后会占有非常高的份额。


林佳乔:
是的,所谓这些低排放的技术,其实没有看到太阳能的身影,可能是太阳能在目前已经是比较成熟的,所以他就没有列到这里面。海上风电还是需要一定程度的投资来去降低其成本,扩大其规模。另外的话就是CCUS还有氢能以及生物燃料,生物燃料的话为什么它的投资要很大?因为生物燃料的话不光就指的是生物质,可能还有一些这种其他的生物柴油、生物乙醇,新的技术可能会导致制造生物柴油或者是生物乙醇的技术需要很大的投资才能提高其效率。另外最近经常看到Bioenergy plus CCUS,他把这种方式其实看成是一种负的技术。因为生物质的话,它的前提的假设它其实是固碳的对吧,如果你后面不接CCUS的话,你把它烧了,其实就是一个中和的情况,但你后端要是接了CCUS的话,等于说这就是一种负排放的技术。

我下面再介绍一下全球能源支出这样的一个情况,因为我们谈了能源的生产以及消费到底在能源支出方面全球的花费是什么样的一个情景。我们可以看到在2020年的时候电力方面的花费跟石油的花费的支出其实是相当的,都是在2~3万亿美元这样的一个区间。与之相比天然气、煤电它的支出的规模就是非常小的,其实在后面的发展中,电力跟石油它的花费的程度规模就是非常大的一个分别了。在2050年的时候,比方说像电力支出的话,大概是在8.5万亿美元这样的一个级别。石油的话已经降到非常低了,大概都不到1万亿美元这样的一个水平。煤炭跟天然气它的支出的话始终都是在一个比较稳定的,就是1万亿美元这样的这个水平之下。生物燃料的支出反而是增加的会比较多一些,从2020年到2050年尺度来看,那2050年生物燃料的支出大概是在1万亿美元这样的一个级别。


赵昂:
对我想这个也非常清楚地呈现了说究竟全球的经济能不能承受这样一个能源转型,这也是我相信很多人会关心的就是你这样去用快速的30年时间实现一个净零排放,究竟到了我们看到的2050年,全世界用能的花费究竟能上升多少呢?这个报告非常清楚的说上升的不是很多,当GDP可能翻两番达到现在水平的大概百分之接近300%的时候,而能源的支出也就增加了75%,还没有增加一倍,所以由此来看的话,这个报告也想指出说,这样的能源转型也是世界经济可以承受得起的。佳乔,刚才你也在讨论当中分享了参加整个报告在中国发布会的一些情况,在发布会现场有没有让你觉得比较有意思的一些讨论甚至一些争论?


林佳乔:
会议的现场其实是因为请了不同的利益相关方,其实你是能看到说尤其是这些来自于化石能源企业的人事,他其实对IEA的报告持一种也不是说质疑吧,就是有一种批判性的一个眼光在看这个报告,就是想说你是不是用这种倒推的一个模式,把化石能源行业,尤其是天然气打压的太厉害了,他们觉得他们自己的发展空间是比IEA的报告要高的,所以这个是我在会议现场听到的一种声音跟讨论。


赵昂:
我希望这些对IEA的报告有质疑的这些机构也好或者一些公司也好,可以花精力和资源去做一份自己认为更和现实的一个情景报告来去跟IEA来去更好的争论。就像IEA说的这是一个情景,他最希望有更多的人用这样的情景分析,用数据来去跟他探讨有没有更好的方式,更好的路径去实现我们共同所认可的这样一个净零排放的目标。


林佳乔:
对,另外的话就是因为参会的人员大多数都是国内的企业界或研究人员或者是政府部门的人,其实你能看到说他们对中国还是比较关心的,所以他们也在提说IEA你有没有关于中国国别的报告,你对中国的假设,比如说GDP、人口的假设到底是什么样的,会问相关的问题,然后有人也会提到说你怎么去确保从2050往回推的这种净零排放的路径是在全球尺度来讲是公平的,你给发展中国家预留的空间在哪里,所以这个也是在会上我听到的一些声音。


赵昂:
我自己感觉是无论如何这个只是开启了一个更多讨论,我们如何去实现净零排放目标的一个开始。我相信IEA还是开了一个好头,不管是有多少对这个报告的质疑和批评,我觉得也都是会增进我们对于全球能源系统更深的理解。我们也希望未来IEA也会有更多国别的报告,无论是针对发达国家要求或者提倡更快的净零,比如说2045,还是对一些发展中国家能够激励他们更多的承诺,逼近2050年实现净零或者碳中和。我觉得这些更多的分析也是在我们解读报告的视角来看是更加期待的。

好,这就是本期节目的内容,希望您喜欢本期解读,也别忘记点赞或者分享我们的节目给你身边的朋友和同事,也特别欢迎您对我们这个解读有任何的意见也分享给我们,或者问题我们也希望能够在以后的节目当中有互动。


林佳乔:
博采海外智库思想探究公共政策逻辑,更多精彩内容,我们下期节目再见。


赵昂:
下期节目再见。


林佳乔:
拜拜。