如果世界要有可靠的機會將全球變暖限制在 1.5°C 以避免氣候變化的最壞影響，全球二氧化碳 (CO 2 ) 排放量需要在 2050 年代初達到

如果世界要有可靠的機會將全球變暖限制在 1.5°C 以避免氣候變化的最壞影響，全球二氧化碳 (CO 2 ) 排放量需要在 2050 年代初達到凈零，根據政府間小組關于氣候變化?找到減少能源部門排放的方法尤為重要，因為它約占全球溫室氣體排放量的四分之三?。術和技術創新已經成為減少全球能源系統排放的關鍵推動力，但如果我們要實現全球凈零排放目標，就需要加快步伐。

地理、政治、經濟和社會環境將決定將世界不同地區的能源系統過渡到凈零排放的確切途徑。然而，從廣義上講，減少全球能源系統的碳排放需要加快技術部署以實現兩個目標：(i) 盡可能多地滿足能源需求；(ii) 電力供應完全脫碳，尤其是使用可再生能源。

電氣化和可再生能源是國際能源署 (IEA) 2021-2050 年凈零情景中最重要的兩項緩解措施，占所需減排量的 54%（見下圖）。

電氣化

電氣化能源需求是指使用低碳電力來滿足傳統上來自化石燃料的能源需求。這是通過技術轉換實現的，例如用電動汽車代替內燃機汽車，用熱泵代替天然氣或燃油鍋爐為建筑物供暖。在工業中，可以使用清潔電力代替化石燃料來提供低溫和中溫熱量或為某些鋼鐵生產過程提供動力。電氣化潛力巨大?少最終能源需求并因此減少排放，因為電力技術往往比提供類似能源服務的基于化石燃料的替代品更有效。事實上，國際能源署估計，到 2050 年，電氣化可以提供實現凈零能源系統所需的累計減排量的近五分之一 (19%)。

當然，如果電力來自低碳來源（可再生能源、核能或熱能發電以及碳捕獲、使用和儲存 [CCUS]），電氣化只會在有意義的程度上減少排放。對現有供應進行脫碳處理也不夠，因為到 2050 年全球電力需求可能會比目前的水平增加一倍以上?：需要對額外的低碳電力來源和能源效率進行投資。

可再生能源

根據 IEA 的數據，可再生能源，特別是風能和太陽能，可以提供充足的低碳電力來源，并且可以貢獻到 2050 年全球凈零能源轉型所需的累計減排量的 35%。過去十年間，所有國家/地區的風能?太陽能裝機容量均有所增加，而成本下降速度甚至超過預期?—太陽能光伏 (PV) 單位成本下降了 85%，風能下降了 55% 2010 年和 2019 年?這是幾十年來許多國家政府制定的創新政策和深思熟慮的技術選擇?結果。

核能

核能是另一項重要技術，目前提供了全球近 30%?低碳電力供應。根據 IEA 的數據，在全球能源系統到 2050 年實現凈零排放的路徑下，5% 的減排量可能來自從煤炭和石油轉向包括核能在內的低碳能源。盡管各國對核能在能源結構中應發揮的作用有著廣泛不同的看法，反對通常由安全或成本?驅動的技術人擔憂的是，許多政府正在重新審視核能，以減少排放和對進口化石燃料的依賴。對核創新的持續投資可以將先進的核技術推向市場，進而使核能不僅在電力部門而且在熱力和工業領域實現減排。

碳捕獲、使用和儲存 (CCUS)

低碳電力發揮更大作用可以顯著減少全球排放量，但某些能源需求領域（尤其是工業領域）在技術上不可行或過于昂貴?法滿足使用電力。碳捕獲、使用和儲存 (CCUS)是一種脫碳技術，可以使從高排放工業設施中捕獲的 CO 2得以永久運輸和儲存。CCUS 還可以通過低碳方式生產電力和氫氣：這兩種重要的能源載體可以幫助一系列行業脫碳。此外，兩種 CCUS 應用——帶碳捕獲和儲存的生物能源 (BECCS) 和直接空氣碳捕獲和儲存 (DACCS)——可以去除現有的 CO 2從大氣中。BECCS 和 DACCS 屬于更廣泛的技術集——統稱為二氧化碳去除 (CDR) 或負排放技術 (NETs)——旨在通過降低大氣中 CO 2 的濃度來抵消氣候變化的影響。

盡管目前用于脫碳目的的商業 CCUS 應用數量有限?，而且術性能存在不確定性?但大多數預計實現全球凈零排放的途徑都涉及某種程度的 CCUS?例如，國際能源署估計，CCUS 可以實現 11% 的減排，到 2050 年使全球與能源相關的排放量達到凈零。為此，政府需要制定正確的政策和激勵措施來推動投資?入該領域。

氫

氫是一種清潔、多功能的能源載體，可以在某些昂貴或難以電氣化的能源使用領域替代化石燃料。因此，氫可以成為重工業、化學生產和長途運輸（公路貨運、航運和航空）等行業脫碳的重要推動力。氫氣還有可能取代天然氣用于住宅取暖，盡管電氣化預計將成為世界許多地區該行業的主要脫碳途徑。

與化石燃料不同，氫在自然界中不容易找到，需要在使用前生產。生產氫氣的低碳方式包括由低碳電力驅動的電解和天然氣的蒸汽重整，其中使用 CCUS 捕獲產生的碳排放。如果氫要對凈零過渡做出有意義的貢獻，則需要大規模部署用于氫的生產（例如電解槽）和使用（例如氫動力重型貨車）的技術。這些技術中的大多數尚未變得更便宜，無法實現更廣泛的商業化。盡管如此，國際能源署建議，到 2050 年，氫可以貢獻全球實現凈零排放所需的 6% 的減排量。

技術性能和避免的需求

根據國際能源署的數據，電氣化、可再生能源、核能、CCUS 和氫能共同提供超過 70%?減排量，使全球能源系統到 2050 年實現凈零排放。使用所有這些技術，可以通過改進技術性能和效率進一步減少排放，這些進步相當于 IEA 凈零情景下估計減排量的 13%。

數字化和人工智能 (AI)也可以實現能源系統的優化運行，并通過減少可避免的消耗來減少對能源的總體需求。事實上，人工智能越來越被認為是下一代通用技術，對數據分析、建模和預測以及提高生產流程和供應鏈的效率和生產力具有強大的影響。至關重要的是，并非所有可避免的能源需求的減少都依賴于數字技術。包括閣樓隔熱、窗戶玻璃和建筑織物升級在內的建筑改造也可以節省大量能源。

行為改變

低碳技術的大部分減排潛力還取決于公民和消費者的行動和行為，因為他們會決定安裝熱泵、購買電動汽車或改用更高效的燈泡， 例如。相對較少但必不可少的減排量預計也將來自主要是行為方面的改變（技術作用很小或沒有作用），例如減少飛行或少吃紅肉。在 IEA 情景下，行為改變和避免的需求（例如通過人工智能，前面討論過）相結合，可以實現到 2050 年全球凈零所需的剩余 11% 的減排量。

地球工程

地球工程是一套旨在有意改變氣候系統以減輕氣候變化影響的方法和技術?。包括太陽能地球工程（也稱為太陽輻射管理 [SRM]）和二氧化碳清除（例如前面討論的 BECCS 和 DACCS），盡管這兩者是根本不同的活動。與碳去除技術不同，太陽能地球工程的目的不是降低大氣中的 CO 2濃度，因此也沒有解決氣候變化的根本原因。相反，太陽能工程旨在反映一小部分?太陽能返回太空，以抵消人為排放造成的溫度升高。此類干預措施（例如反照率增強、空間反射器和平流層氣溶膠）在實施期間提供了降低全球溫度的潛力，但如果停止這些措施，溫度可能會再次上升。進一步研究太陽能地球工程的潛在利益和風險可能對減少整體氣候變化影響?努力有價值。

結論

開發一系列現有低碳技術的環境和經濟案例是公認的。創新可以在所討論的所有減緩領域將新技術推向市場，從而實現更雄心勃勃的脫碳途徑。這取決于世界各國政府的果斷政策，以釋放現有技術和新技術的全部潛力，以實現向全球凈零排放的迫切需要的過渡。

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