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2019-07-23 12:52:32 太阳能发电网
对太阳能发电的前景预估也各不相同。同样,美国能源信息署对太阳能发电的预估值最低,约为2040年的1400太瓦时(占全球发电总量的4%)。
二氧化碳排放量远高于“巴黎协定”目标


在雄心勃勃的气候情景下,预测结果也有很大差异–很大程度上是由于对碳捕集与封存(CCS)和二氧化碳去除(CDR)技术(如生物质能源采用CCS)的未来部署的假设不同。根据壳牌的天空情景中的设定,即二氧化碳去除(CDR)技术在二十一世纪下半叶承担更多的责任,东方国家地区的煤炭消费仅下降了5%,而国际能源署的可持续发展情景中预测煤炭消费将降52%。在西方国家,壳牌的天空情景中煤炭需求下降62%,而国际能源署的可持续发展情景中煤炭需求则下降76%。


在大多数情景下,全球能源系统的二氧化碳排放量将远远超过“巴黎协定”的国际目标。大多数情景预测二氧化碳排放量将从2015年的320亿公吨(bmt)增加到高达43亿公吨,而雄心勃勃的气候情景显示到2040年排放量将低于20亿公吨。

 

不同情景下的能源展望报告对二氧化碳排放的计量方式各不相同。虽然大多数报告采用的是总排放量法,但Equinor和壳牌的情景采用的是二氧化碳净排放量计量法,即减去了排放总量中的排放量减少量。在这里,我们通过将不同厂进行该的能源展望报告的总排放量中减去CDR来协调各个预测,然后报告净二氧化碳排放量。在实践中,大规模CDR仅在雄心勃勃的气候情景中发生。


国际能源署的可持续发展情景中预测二氧化碳净排放量将降至15亿吨,而Equinor的改进情景中预测在2040年实现19亿吨的排放量。这些情景包括碳价格上涨—这推动了能源效率的显着提高,可再生电力的快速增长以及CCS的大规模部署(见下节)。壳牌的天空情景预测2025年二氧化碳净排放量将增加至36亿吨,之后在2040年降至29亿桶,到2070年达到净零,随后是未来几十年的大规模净负排放量。


国际能源署的现有政策情景和IEEJ这两种参考情景,都预测最高的二氧化碳排放量将在2040年增长到超过40亿吨。而诸如BP、ExxonMobil和国际能源署的新政策情景等最具发展政策的情景显示排放增长将放缓且大致到2040年趋于平缓,达到35~37亿吨,仍远高于实现“巴黎协定”目标所需的水平。


截至2018年,全球共有23个商业规模的碳捕集与封存(CCS)项目正在运营或正在建设中,每年估计可捕获约4000万吨(mmt)的二氧化碳。然而,相对于全球二氧化碳排放的规模,这一总量可以忽略不计,而雄心勃勃的气候情景预测CCS技术将快速扩大发展。


并非每个展望和情景都会发布有关CCS部署的预测。在可获得CCS数据的情景中,国际能源的可持续发展情景和壳牌的天空情景预测CCS部署增长最快,到2040年每年增加到2000多万吨,壳牌的天空情景对CCS的预测在接下来的几十年中增长得更快。如上所述,壳牌的天空情景包括大规模的CDR,它依赖于CCS与生物质能配对的部署。Equinor的改进情景预测CCS的部署速度将会减慢,到2040年将达到约1000万吨。


在其他展望中,BP、Equinor的改革情景以及国际能源署的新政策情景是唯一发布大规模碳捕集与封存(CCS)部署数据的方案。对于BP而言,到2040年,碳捕集与封存的二氧化碳量约为5亿万吨,而Equinor的改革情景中碳捕集与封存的二氧化碳量不到2.5亿万吨,而国际能源署的新政策情景中碳捕集与封存的二氧化碳量仅为8300万吨。


全球电力结构变化


随着电力结构的快速变化,全球电力需求激增。在大多数展望中,风能、太阳能和天然气提供了大部分新的发电量,而煤炭消费量仍然大致持平或下降(见图8)。


图8 全球发电量,按燃料划分


在所有情景中,2040年全球发电量在34000~49000太瓦时(TWh)。壳牌的天空清净和Equinor的改进情景预测在2040年全球发电量达到最高水平,而美国能源信息署情景中全球发电量的预测值最低,部分原因是美国能源信息署情景报告为全球净发电量,而其他情景使用全球总发电量。净发电量和总发电量之间的差异平均约为经合组织国家国家的5%。


2015年煤电发电量占全球发电总量的39%,但到2040年,所有能源展望中煤电发电量的占比均出现下降。从绝对值来看,国际能源署的现有政策情景中煤电发电量增长高达46%,IEEJ情景中煤电发电量增长38%,而国际能源署的新政策情景中煤电发电量增长9%。2015年,天然气发电量占全球发电总量的23%,其份额在大多数情景(除雄心勃勃的气候政策情景)下都有所增长。从绝对数值上讲,在除国际能源署的可持续发展情景之外的所有情景中,气电发电量都会增加。在其他雄心勃勃的气候情景中,Equinor和壳牌预测天然气发电量分别增长了24%和61%,而BNEF(彭博新能源财经)预测到2040年天然气发电量仅增长6%。


非水电可再生能源发电量所占份额在所有情景中都会急剧增长。即使是最悲观的预测(美国能源信息署)也显示其所占份额从2015年的7%增长到2040年的15%。在国际能源署的新政策情景和BNEF的情景(演变政策情景)中,可再生能源发电分别占总发电量的26%和41%,雄心勃勃的气候情景预测到2040年可再生能源发电达到发电总量的47%到61%。


核能和可再生能源从2015年的大约8000太瓦时(占全球发电量的34%)增长到14400太瓦时(39%)—33200太瓦时(80%)。BP、Equinor(改革情景)和国际能源署(新政策情景)等不断发展的政策情景显示,到2040年,核电和可再生能源将提供约50%的全球电力(见图9)。

 


图9 核电和可再生能源发电量


2015年核能和可再生能源(包括水电)分别占全球发电量的2500太瓦时(11%)和5500太瓦时(23%)。核能和可再生能源最乐观的预测来自壳牌的天空情景(33000太瓦时),国际能源署的可持续发展情景(30000太瓦时)和Equinor的改进情景(28000太瓦时)。根据国际能源署(现有政策情景)、美国能源信息署和IEEJ等参考情景,核能和可再生能源对全球总发电量的贡献将逐步下降,到2040年约贡献8300~12000太瓦时。


对风力发电量的估计根据政策和技术假设的不同而有所不同。美国能源信息署和Equinor的竞争情景对风能发电量的预估最低,分别为2500太瓦时(7%)和3500(9%)。BNEF、Equinor的改进情景和壳牌的天空情景对风力发电量的预估最低,预测2040年的风力发电量约为7900~8300太瓦时(占全球发电总量的17~22%),而国际能源署的新政策情景和BP分别预测风力发电量分别为4700太瓦时(12%)和4800太瓦时(12%)。


对太阳能发电的前景预估也各不相同。同样,美国能源信息署对太阳能发电的预估值最低,约为2040年的1400太瓦时(占全球发电总量的4%)。最乐观的预测来自壳牌的天空情景,预测为2040年为12400太瓦时(占全球发电总量的25%),其次是国际能源署的可持续发展情景(7300太瓦时;20%),Equinor的改进情景(6400太瓦时;16%)和BNEF(6200太瓦时;16%)。对于国际能源署的新政策情景和BP的预测,太阳能发电在2040年提供大约4100太瓦时(占全球发电总量的10~11%)的电力。


宏观经济假设在塑造长期前景的结果中起着至关重要的作用。Kaya恒等式是了解其中一些关键驱动因素的有用工具。这种特征将全球能源和二氧化碳排放分为4个部分:人口、人均国内生产总值、单位GDP能源消费和每单位能源的二氧化碳排放量。前三个因子相乘产生能量使用,加入第四个因素后产生二氧化碳排放(图10)。


图10 全球宏观经济假设,2040


虽然并非所有展望都能为完全分解提供足够的数据,但有几个问题仍然值得注意。首先,美国能源信息署对全球人口和人均国内生产总值的相对较低的假设是其到2040年预测能耗相对较低的关键因素。


其次,国际能源署的可持续发展情景和壳牌的天空情景这两种雄心勃勃的气候情景也有明显差异,国际能源署预测单位GDP的能耗大幅降低,每单位能源的二氧化碳排放量也会降低。


第三,不同前景之间的差异大多来自能源强度(能源/GDP)和碳强度(净二氧化碳/能源)指标,这表明这些因素最受制于政策和能源技术演变的假设。




作者: 来源:走出去智库 责任编辑:jianping

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