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清潔電氣化和氫能源有望實(shí)現(xiàn)凈零排放

能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)的新報(bào)告為實(shí)現(xiàn)電氣化經(jīng)濟(jì)設(shè)定路徑并強(qiáng)調(diào)清潔氫能源的補(bǔ)充作用
Energy Transitions Commission
2021-04-27 22:26 7855
能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)發(fā)布了兩份新報(bào)告,分析了到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放經(jīng)濟(jì)的可行性,以及下個(gè)十年為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)所需采取的行動(dòng)。

倫敦2021年4月27日 /美通社/ -- 能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)(Energy Transitions Commission,簡(jiǎn)稱“ETC”)是一個(gè)由來自全球能源生產(chǎn)商、能源行業(yè)、金融機(jī)構(gòu)和環(huán)保倡導(dǎo)組織的超過45個(gè)領(lǐng)先機(jī)構(gòu)組成的聯(lián)盟,其成員包括安賽樂米塔爾、美國銀行、英國石油公司、中國國務(wù)院發(fā)展研究中心、歐洲復(fù)興開發(fā)銀行、匯豐銀行、伊維爾德羅拉、沃旭能源、殼牌、塔塔集團(tuán)、沃爾沃集團(tuán)和世界資源研究所等。該委員會(huì)發(fā)布了兩份新報(bào)告,分析了到2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放經(jīng)濟(jì)的可行性,以及下個(gè)十年為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)所需采取的行動(dòng)??稍偕茉闯杀镜难杆傧陆凳惯@一轉(zhuǎn)變成為可能,清潔電氣化將成為這一轉(zhuǎn)變的核心,而清潔氫技術(shù)將在難以實(shí)現(xiàn)或者不可能實(shí)現(xiàn)電氣化的領(lǐng)域發(fā)揮補(bǔ)充作用。 

ETC Global Power Report - cover
ETC Global Power Report - cover

 

ETC Global Hydrogen Report - Cover
ETC Global Hydrogen Report - Cover

 

《使清潔電氣化成為可能:30年內(nèi)實(shí)現(xiàn)全球經(jīng)濟(jì)電氣化》報(bào)告闡述了為什么將全球電力系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大5倍并實(shí)現(xiàn)向可再生能源供電轉(zhuǎn)型勢(shì)在必行,以及為什么實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)具有可行性且經(jīng)濟(jì)上可以負(fù)擔(dān)。平行報(bào)告《使氫能源經(jīng)濟(jì)成為可能:在電氣化經(jīng)濟(jì)中加速清潔氫發(fā)展》闡述了清潔氫能源的補(bǔ)充作用,以及將私營部門合作與政策支持相結(jié)合如何能夠在最初階段推動(dòng)清潔氫能源的產(chǎn)量和使用量大幅提升,從而到2030年達(dá)到5000萬噸。

們有可能在2050年之前實(shí)現(xiàn)凈零

《巴黎氣候協(xié)議》承諾將全球變暖幅度控制在不高于工業(yè)化前水平2攝氏度的范圍以內(nèi),并努力使全球平均氣溫上升不超過1.5攝氏度。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),世界需要在本世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。ETC指出,在未來30年內(nèi)實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放經(jīng)濟(jì)在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可行的。全球能源系統(tǒng)的深刻變革即將到來 -- 凈零溫室氣體經(jīng)濟(jì)將以供應(yīng)豐富、價(jià)格實(shí)惠的零碳電力為基礎(chǔ)建立起來。

到2030年,可再生能源部署的速度將加快5-7 

到2050年,電力占最終能源需求的比例可能從當(dāng)前的20%上升到70%,預(yù)計(jì)未來數(shù)十年的總電力使用量將增長5倍。將清潔電力作為最終能源的主要來源是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)脫碳成本最低且最有效的方式。 報(bào)告指出,可再生能源和儲(chǔ)能解決方案的成本迅速下降,使得以低成本實(shí)現(xiàn)必要的清潔電力系統(tǒng)大規(guī)模擴(kuò)張成為可能。但是,2030年之前,風(fēng)力和太陽能發(fā)電在總發(fā)電量中的占比必須從目前的10%增加到約40%,到2050年必須超過75%。因此,風(fēng)能和太陽能的年裝機(jī)容量到2030年之前必須增長5-7倍,到2050年必須增長10倍以上。此外還必須同時(shí)部署其他零碳發(fā)電技術(shù)(如水電和核能)、靈活性解決方案、存儲(chǔ)和電力網(wǎng)絡(luò),從而大規(guī)模實(shí)現(xiàn)零碳電力系統(tǒng)。

ETC指出,如果明確的國家脫碳戰(zhàn)略落實(shí)到位,并采用合適的電力市場(chǎng)設(shè)計(jì)來解鎖私有資金流動(dòng),那么這一目標(biāo)無疑是可以實(shí)現(xiàn)的。可再生能源(主要是風(fēng)能和太陽能)投資在實(shí)現(xiàn)凈零經(jīng)濟(jì)所需總投資中將占到絕大部分(約80%)。未來30年,全球?qū)⑿枰^80萬億美元的投資(平均每年大約2.5萬億美元)。這包括投資可再生能源發(fā)電以支持直接和間接電氣化,以及對(duì)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的投資。盡管數(shù)額巨大,但這并不到全球國內(nèi)生產(chǎn)總值的1.5%,在當(dāng)前宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境中是可以做到的。

2030年,清潔氫能源生產(chǎn)成本將降到遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于每公斤2美元的水平 

在鋼鐵生產(chǎn)和長途運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè),直接實(shí)現(xiàn)電氣化在技術(shù)上可能非常具有挑戰(zhàn)性,也可能成本過于高昂,而清潔氫將在這些行業(yè)的脫碳中發(fā)揮補(bǔ)充作用。到本世紀(jì)中葉,溫室氣體凈零排放經(jīng)濟(jì)每年可能需要使用約5億至8億噸的清潔氫,與當(dāng)前的氫使用量相比增加5至7倍 。由于可再生電力和電解設(shè)備成本下降,通過電解水生產(chǎn)綠色氫能源可能是最具成本競(jìng)爭(zhēng)力的方式,因此長期來看可能成為主要的生產(chǎn)途徑。到2050年,這種生產(chǎn)方式可能在總產(chǎn)量中占到85%。但是,使用具備碳捕獲(超過90%的捕獲率)和低甲烷泄漏(<0.05%)的天然氣生產(chǎn)的藍(lán)色氫將在過渡階段和某些特定的天然氣成本低的地區(qū)發(fā)揮重要作用。

報(bào)告強(qiáng)調(diào)了21世紀(jì)20年代清潔氫能源產(chǎn)量和用量的快速提升對(duì)于降低成本(將清潔氫能源成本降至2美元/公斤以下)和實(shí)現(xiàn)本世紀(jì)中葉增長目標(biāo)的關(guān)鍵性作用。然而,即使清潔氫能源比灰色氫能源更便宜,但與目前的高碳技術(shù)相比,在不同行業(yè)和運(yùn)輸領(lǐng)域使用氫能源通常仍會(huì)帶來“綠色成本溢價(jià)”。因此,公共政策對(duì)于推動(dòng)清潔氫能源的快速采用至關(guān)重要。決策者還需要預(yù)測(cè)到日益增長的氫能運(yùn)輸和儲(chǔ)存需求??傮w來看,增加氫產(chǎn)量所需的投資中有85%是用于可再生電力供應(yīng)(包括在上述可再生能源投資中)。此外,從現(xiàn)在起到2050年,氫能源生產(chǎn)設(shè)施以及運(yùn)輸和儲(chǔ)存將需要大約2.4萬億美元(每年800億美元)。 

為實(shí)現(xiàn)2050年目標(biāo)而需要在2030年之前達(dá)到的重要里程碑 

“我們現(xiàn)在有了以低成本實(shí)現(xiàn)完全脫碳發(fā)電的技術(shù);而在大多數(shù)經(jīng)濟(jì)體中,電氣化是零碳生產(chǎn)的關(guān)鍵。到本世紀(jì)中葉,發(fā)達(dá)國家的電力需求將是當(dāng)前水平的2-3倍,在發(fā)展中國家則為5-10倍。政府、企業(yè)和投資者需要認(rèn)識(shí)到新工業(yè)革命所需的規(guī)模及其帶來的巨大機(jī)遇,”ETC主席Adair Turner勛爵表示。

在電力方面,ETC建議發(fā)達(dá)國家到21世紀(jì)30年代中期實(shí)現(xiàn)低于30克CO2/千瓦時(shí)的電網(wǎng)排放強(qiáng)度,建議發(fā)展中國家到21世紀(jì)40年代中期實(shí)現(xiàn)這一電網(wǎng)排放強(qiáng)度水平。為實(shí)現(xiàn)上述中期目標(biāo),21世紀(jì)20年代的關(guān)鍵行動(dòng)包括:

  • 明確實(shí)現(xiàn)電力脫碳和經(jīng)濟(jì)電氣化的國家中期目標(biāo) 
  • 鼓勵(lì)大規(guī)模部署可再生能源的適當(dāng)激勵(lì)措施,包括鼓勵(lì)私人投資的電力市場(chǎng)設(shè)計(jì),并繼續(xù)發(fā)揮長期合約的作用 
  • 為在發(fā)展中國家的投資釋放資金流動(dòng),包括通過混合金融工具 
  • 預(yù)期建立同步大規(guī)模電氣化和電力系統(tǒng)脫碳所需的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和能力 
  • 規(guī)劃和授權(quán)可加速實(shí)施的流程 
  • 開發(fā)未來的技術(shù)和商業(yè)模式,特別是長期儲(chǔ)能和提供靈活性

“ETC論證了全球電力系統(tǒng)的快速脫碳是可取的、可實(shí)現(xiàn)的,而且也是可負(fù)擔(dān)的。這是‘奔向零碳’排放的基石,為其他行業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳提供了所需的零碳電力擴(kuò)張。ETC強(qiáng)調(diào)了各國如何制定明確的電氣化和脫碳戰(zhàn)略計(jì)劃,使企業(yè)和創(chuàng)新者能夠提供所需的清潔電力大規(guī)模增長,”COP26氣候行動(dòng)高級(jí)別倡導(dǎo)者Nigel Topping說道。

與此同時(shí),公共政策需要在21世紀(jì)20年代推進(jìn)清潔氫氣需求,以推動(dòng)產(chǎn)量的增加(到2030年達(dá)到5000萬噸)。這需要為現(xiàn)有用途和加速的科技發(fā)展實(shí)現(xiàn)氫生產(chǎn)的快速脫碳,并加快技術(shù)開發(fā),在技術(shù)成熟度較低但潛在需求巨大的其他關(guān)鍵部門(如鋼鐵、航運(yùn)和合成航空燃料)試行并盡早采用氫能源。在支持?jǐn)U大清潔氫供應(yīng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)早期需求增長的手段包括:

  • 為脫碳提供廣泛激勵(lì)機(jī)制的碳定價(jià) 
  • 針對(duì)特定行業(yè)制定政策以創(chuàng)造對(duì)低碳技術(shù)的需求,以及對(duì)投資的資金支持機(jī)制和克服“綠色成本溢價(jià)”挑戰(zhàn) 
  • 大規(guī)模電解制造和安裝的發(fā)展目標(biāo) 
  • 公共支持和私營部門協(xié)作行動(dòng),將關(guān)鍵技術(shù)推向市場(chǎng) 
  • 發(fā)展氫產(chǎn)業(yè)集群,使氫的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和最終用途能夠同步發(fā)展,為所有參與者降低投資風(fēng)險(xiǎn) 
  • 確立氫能源安全、純度、溫室氣體強(qiáng)度等方面的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn) 

“在電氣化無法直接實(shí)現(xiàn)或成本過高的領(lǐng)域,清潔氫將是脫碳的關(guān)鍵。以氫作為還原劑可以實(shí)現(xiàn)零碳鋼;遠(yuǎn)洋船舶有可能使用由綠色氫氣制成的氨作為燃料;而且氫可以在沒有風(fēng)力和沒有陽光的時(shí)候提供電力??傮w來看,全世界需要生產(chǎn)和使用的氫總量可能是現(xiàn)在的5-7倍,而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)不存在內(nèi)在障礙。但是,要以目前所需的快速步伐推動(dòng)清潔氫的發(fā)展,我們需要強(qiáng)有力的公共政策支持和富有遠(yuǎn)見的私人投資,”ETC董事長Adair Turner勛爵表示。

“以可再生能源發(fā)電制成的綠色氫氣將作為深度電氣化的最佳補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)能源行業(yè)的可持續(xù)和脫碳。這將帶來投資機(jī)會(huì)和合格的就業(yè)機(jī)會(huì),同時(shí)使我們的經(jīng)濟(jì)更加清潔、更具競(jìng)爭(zhēng)力。擴(kuò)大這一新經(jīng)濟(jì)的政策承諾很有必要,并將在未來幾年帶來重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益,”伊維爾德羅拉首席創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展官Agustin Delgado說道。

消息來源:Energy Transitions Commission
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