气候变化所导致的威胁有多严重?

作者: 亚太区研究部

我们的研究团队

  • 气候变化正重塑能源业
  • 绿色电力市场不断扩张
  • 运输业正‘去碳化’
  • 碳保存对解决气候难题至关重要
  • 氢气及生物燃料将发挥重要作用

气候变化是政策制定者、科学家及投资者皆关注的主要问题。它正透过融资、监管、技术创新及投资者积极主意重塑能源业的未来,与此同时,全球资本配置格局将发生翻天覆地的变化。

全球各地格外关注持续高温状况及发生自然灾害的频率,尤其是于过去十年间。尽管关于我们能否将愈发频繁及严重的自然灾害直接归因于气候变化仍争论不休,但我们普遍认同,至少如极端热浪、洪水及山火等部分自然灾害的发生频率与全球变暖挂钩。

多项关于气候变化影响的学术研究试图量化气候变化对全球经济的影响。这项研究采用多种方法,其最近一份报告显示,气温变化可于较长时间内降低3-7%的全球国内生产总值(GDP)(其中大部分预测的范围上限为2100年)。

气温变化及海平面  

较早的研究指出了气候变化对不同国家的影响之间存在差异,发达经济体似乎较少受到全球变暖的影响,而新兴国家变现得对气候变化更为敏感。然而,最近的研究发现情况已发生改变。新的分析乃基于现时对气温变化或海平面上升的评估,但由于评估结果随时间的推移而上升,因此分析可能低估了气候变化对经济的影响。联合国最近的气候报告强调,全球气温不断上升意味著至2100年,极端及罕见的海洋事件可能会更频繁地发生,地势较低的城市及沿海地区尤其危险。

灾害频发

自然灾害事件通常分为四类:

  • 地球物理类: 地震、山体滑坡及火山喷发
  • 天气类: 洪水及风暴潮
  • 气候类: 热浪、干旱及山火
  • 气象类: 热带风暴及气旋

我们的研究数据表明,自然灾害事件的数目每年增长约5%–6%,而10年历史平均增幅为2%–4%。天气类自然灾害事件是其主要原因:于2018年自然灾害事件总数及这些事件造成的经济损失中,天气类自然灾害均占比约90%。此外,过去十年间天气类灾害造成的损失高达约2.8万亿美元,超出过去十年的累计损失逾30%。

2017年二氧化碳排放量达53.5十亿吨(Gt),为人类有史以来最高。排放量增加由数个人为因素、工业化范围拓广及燃烧化石燃料等因素推动,并且这些因素导致全球气温逐步升高。根据1951年至1980年间的平均读数,录得19个最热年份中,18个出现于2001年之后,而2018年的气温比平均气温高0.8摄氏度(1.44华氏度)。

《巴黎协定》之目标  

至2040年,地球上将新增15亿人 – 较2018年增长逾20% – 较现时高出近三分之一。这将带来前所未有的重创。研究显示,于本世纪上半叶,可能出现规模高达2亿人的全球人口大迁移,面临传染病威胁的人口或新增10亿,且20-30%的物种可能面临灭绝。

《巴黎协定》的长期气温目标为,将全球平均气温升幅控制在工业化前水平以上2°C之内;并努力争取将升幅控制于1.5°C以内,因为认识到这些努力将极大减少气候变化的风险及影响。至2050年,须达致或接近全球温室气体净零排放,方可遏制气候变化并实现《巴黎协定》提出的目标。这意味著我们必须透过平衡排放至大气中的二氧化碳量与从大气中提取的二氧化碳量,将53.5十亿吨(Gt) 二氧化碳排放量降为零。这比“总排放量为零”的目标更容易实现,但仍然极其困难。明确能减少碳排放的机会确实存在,如,可再生能源发电兴起,转为使用电动汽车、碳捕集与封存(碳截存)、使用氢气及开发生物燃料等。

发电    

摩根士丹利预计,2017年至2030年间,全球发电量将增加3,900十亿瓦(GW),几乎所有新增发电量预计将来自可再生能源。发电的碳强度应从2017年的每太瓦时(TWh)0.53百万吨(Mt)降至2030年的每太瓦时0.35百万吨。于未来十年,全球发电的碳排放总量预计将减少近30亿吨,其中碳排放结构的变化足以抵销电力总需求的增长。

零排放交通     

去碳化交通占全球二氧化碳排放的24%(美国为29%),是走向净零排放道路上的关键一环。此外,电池及燃料电池亦在发电(占二氧化碳排放的42%)去碳化过程以起关键作用。尽管电动汽车 – 无论是纯电动汽车(BEV) 还是燃料电池电动汽车(FCEV) – 均不排放尾气,但考虑到电源的碳排放,“矿井至车轮”(well to wheel)过程中仍存在二氧化碳排放。现时,电池制造及电池供应链成为焦点,因此,原始设备制造商须关注电池(及组件)的生产地点及方式。

以英国为例,英国2018年的年度行驶里程为12,000公里,消耗电力1.7兆瓦时(MWh)(其中逾55%来自清洁能源),排放二氧化碳380千克。相比之下,基于2017年欧洲传统汽车每公里119克的目标碳排放量,加上石油开采、提炼及运输过程中每公里碳排放量为7.5克计算,传统汽车每年碳排放量为1.8吨。随著电池供应链效率提升及较现有组合更环保的增量电力组合,电动汽车的生命周期二氧化碳排放量个还将继续下降。我们预计,电池组生产过程中的二氧化碳排放将减少8–56%,这使各个地区的纯电动汽车于整个生命周期中皆优于传统汽车。

化解难题

这两条互补的道路将使世界能实现净零排放:碳保存及碳截存。碳截存对解决气候变化难题及实现碳净零排放而言至关重要。碳保存的成本曲线显示,低成本去碳化的发展空间扩大,不确定性范围较小但于中间点之后呈指数增长。另一方面,碳截存的成本曲线提供的低成本解决方案较少,不确定性更高,但若能开发直接空气捕集(DAC)二氧化碳的经济解决方案,其将有巨大的长期潜力。

尽管人们普遍认为碳截存对实现净零碳排放而言十分重要,但迄今为止,碳截存技术的部署仍未形成规模。碳截存工作可以分为两各大类;自然固碳(透过植树造林、退耕还林及混农林业等方式建立能吸收二氧化碳的天然储存库),碳捕集、利用封存技术(CCUS)。

虽然近年来碳截存技术再次兴起,但未能大规模应用及具备规模经济,传统上规模经济可提升成本竞争力,尤其是相较于可再生能源等其他二氧化碳减排技术。尽管碳截存于任何净碳中和方案中皆有举足轻重的作用,但过去十年对碳捕集与封存(CCS) 设施的投资不及可再生能源获分配资金的1%。即使我们可预见在此“失去的十年”之后,碳捕集与封存技术试验工厂的数目必定会增加,但倘若这项技术能吸引与太阳能及风能类似规模的经济,将于何处结算成本,还尚未明确。碳捕集与封存的大部分成本产生于截存过程中,且与截存二氧化碳的气流中的二氧化碳浓度呈反比。因此,碳捕集与封存的成本曲线依循于工业流程中获取二氧化碳气流的可行性的降低而走高,直接空气捕集与封存(DACCS)的成本最高,其经济具高度不确定性(预计介于每吨40美元至400美元之间),并且这项技术现时仅有小型试验工厂营运。直接空气捕集与封存技术的重要性在于其具有近乎无限的拓展性及标准化的潜力,因此可于净零排放的方案中为碳定价。

氢气将发挥关键作用

清洁氢气并非有助于去碳化的商业技术。但它为减少工业流程、交通及公用事业中的碳排放提供机会。国际氢能委员会是一个独立的行业协会,由一批能源、运输及实业公司(包括法国液化空气集团、阿尔斯通、Engie、戴姆勒、通用、本田、壳牌、Statoil及林德等公司)成立于2017年,旨在利用氢气促进能源转型。该委员会的愿景是,至2050年氢气占最终能源需求的18%,这意味著对氢气的需求将翻10倍(即每年增加5.5亿吨),并创造一个全球收益(氢气及相关设备产生的收益)达2.5万亿美元的行业。

可用的生物燃料

目前,生物燃料占全球交通燃料需求的3%左右,并未继续使用内燃机提供低碳解决方案。生物燃料由生物质材料制成,其最常见的形式为液体燃料,如乙醇及生物柴油,并且通常与石油燃料(汽油、柴油及航空煤油)混合使用,但有时也可单独使用。通常认为,生物燃料为可再生(生产依赖于可再生原料)及可持续(其燃烧较化石燃料更为清洁)。由于生物燃料可用于传统内燃机,现时为石油交通燃料唯一可行的替代品。从技术角度看,生物燃料也可用于航空及航海,但较难获得合适燃料。