“今天,工业、交通或供暖建筑的所有能源需求中有 80% 是通过直接燃烧(主要是化石燃料)来满足的,只有 20% 是通过电力来满足的。我们的研究发现,到 2050 年,这种关系几乎可以逆转,使易于脱碳的电力成为全球能源供应的支柱,”波茨坦气候影响研究所和新研究的作者和研究员 Gunnar Luderer 说。柏林工业大学全球能源系统分析教授。“在很长一段时间里,化石燃料便宜且容易获得,而电力是宝贵且价格更高的能源。可再生能源发电——尤其是太阳能光伏发电——以惊人的速度变得更便宜,这是迄今为止大多数气候模型都低估的速度。仅在过去十年中,太阳能电力的价格就下降了 80%,预计未来还会进一步降低成本。这一发展有可能从根本上彻底改变能源系统。我们的计算机模拟表明,与全球碳定价一起,到 2050 年,绿色电力将成为最便宜的能源形式,并供应高达所有需求的四分之三,”Luderer 解释说。
“您可以为比您想象的更多的最终用途电气化”:汽车、供暖、钢铁生产
原因主要在于太阳能和风力发电的突破性技术进步,也在于电能的最终用途。每千瓦时太阳能或风能的成本正在急剧下降,而汽车等电池技术正在快速改进。与任何类型的锅炉相比,热泵每单位热量输出使用的能量更少,并且不仅在建筑物中而且在工业应用中变得越来越具有竞争力。波茨坦研究所的合著者兼研究员 Silvia Madeddu 解释说:“您可以为比您想象的更多的最终用途通电,并且在这些情况下,与当前水平相比,实际上可以降低能源消耗”。
“以钢铁生产为例:对回收钢(即所谓的二次钢)的熔炼进行电气化,降低了所需的总工艺能量,并降低了每吨钢的碳强度,”马德杜说。“总而言之,我们发现,到 2050 年,工业能源需求的一半以上可以实现电气化。”然而,研究人员指出,电气化的一些瓶颈仍然存在。在脱碳竞赛中最慢的是长途航空、航运和化学原料,即用作化学品生产原料的化石燃料。
限制对负排放的依赖
技术进步的规模为各国和投资者提供了跨越式发展的巨大机遇。然而,到目前为止,并不是每一项技术都是成功的。“在这项研究中,我们限制了对旨在从大气中去除碳的技术的依赖,仅仅是因为它们已被证明比以前预期的更难以扩展:碳捕获和储存的成本没有出现急剧下降,再说,太阳能了。反过来,生物质与粮食生产在土地使用方面的竞争至关重要”,Luderer 阐述道。“有趣的是,我们发现能源需求的加速电气化可以弥补生物质和 CCS 的不足,仍然可以实现 1.5°C 的目标,同时将能源作物的土地需求减少三分之二。”
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