氣候變化所導致的威脅有多嚴重?

作者: 亞太區研究部

  • 氣候變化正重塑能源業
  • 綠色電力市場不斷擴張
  • 運輸業正『去碳化』
  • 碳保存對解決氣候難題至關重要
  • 氫氣及生物燃料將發揮重要作用

氣候變化是政策制定者、科學家及投資者皆關注的主要問題。它正透過融資、監管、技術創新及投資者積極主意重塑能源業的未來,與此同時,全球資本配置格局將發生翻天覆地的變化。

全球各地格外關注持續高溫狀況及發生自然災害的頻率,尤其是於過去十年間。儘管關於我們能否將愈發頻繁及嚴重的自然災害直接歸因於氣候變化仍爭論不休,但我們普遍認同,至少如極端熱浪、洪水及山火等部分自然災害的發生頻率與全球變暖掛鈎。

多項關於氣候變化影響的學術研究試圖量化氣候變化對全球經濟的影響。這項研究採用多種方法,其最近一份報告顯示,氣溫變化可於較長時間內降低3-7%的全球國內生產總值(GDP)(其中大部分預測的範圍上限為2100年)。

氣溫變化及海平面  

較早的研究指出了氣候變化對不同國家的影響之間存在差異,發達經濟體似乎較少受到全球變暖的影響,而新興國家變現得對氣候變化更為敏感。然而,最近的研究發現情況已發生改變。新的分析乃基於現時對氣溫變化或海平面上升的評估,但由於評估結果隨時間的推移而上升,因此分析可能低估了氣候變化對經濟的影響。聯合國最近的氣候報告強調,全球氣溫不斷上升意味著至2100年,極端及罕見的海洋事件可能會更頻繁地發生,地勢較低的城市及沿海地區尤其危險。

災害頻發

自然災害事件通常分為四類:

  • 地球物理類: 地震、山體滑坡及火山噴發
  • 天氣類: 洪水及風暴潮
  • 氣候類: 熱浪、乾旱及山火
  • 氣象類: 熱帶風暴及氣旋

我們的研究數據表明,自然災害事件的數目每年增長約5%–6%,而10年歷史平均增幅為2%–4%。天氣類自然災害事件是其主要原因:於2018年自然災害事件總數及這些事件造成的經濟損失中,天氣類自然災害均佔比約90%。此外,過去十年間天氣類災害造成的損失高達約2.8萬億美元,超出過去十年的累計損失逾30%。

2017年二氧化碳排放量達53.5十億噸(Gt),為人類有史以來最高。排放量增加由數個人為因素、工業化範圍拓廣及燃燒化石燃料等因素推動,並且這些因素導致全球氣溫逐步升高。根據1951年至1980年間的平均讀數,錄得19個最熱年份中,18個出現於2001年之後,而2018年的氣溫比平均氣溫高0.8攝氏度(1.44華氏度)。

《巴黎協定》之目標  

至2040年,地球上將新增15億人 – 較2018年增長逾20% – 較現時高出近三分之一。這將帶來前所未有的重創。研究顯示,於本世紀上半葉,可能出現規模高達2億人的全球人口大遷移,面臨傳染病威脅的人口或新增10億,且20-30%的物種可能面臨滅絕。

《巴黎協定》的長期氣溫目標為,將全球平均氣溫升幅控制在工業化前水平以上2°C之內;並努力爭取將升幅控制於1.5°C以內,因為認識到這些努力將極大減少氣候變化的風險及影響。至2050年,須達致或接近全球溫室氣體淨零排放,方可遏制氣候變化並實現《巴黎協定》提出的目標。這意味著我們必須透過平衡排放至大氣中的二氧化碳量與從大氣中提取的二氧化碳量,將53.5十億噸(Gt) 二氧化碳排放量降為零。這比「總排放量為零」的目標更容易實現,但仍然極其困難。明確能減少碳排放的機會確實存在,如,可再生能源發電興起,轉為使用電動汽車、碳捕集與封存(碳截存)、使用氫氣及開發生物燃料等。

發電    

摩根士丹利預計,2017年至2030年間,全球發電量將增加3,900十億瓦(GW),幾乎所有新增發電量預計將來自可再生能源。發電的碳強度應從2017年的每太瓦時(TWh)0.53百萬噸(Mt)降至2030年的每太瓦時0.35百萬噸。於未來十年,全球發電的碳排放總量預計將減少近30億噸,其中碳排放結構的變化足以抵銷電力總需求的增長。

零排放交通     

去碳化交通佔全球二氧化碳排放的24%(美國為29%),是走向淨零排放道路上的關鍵一環。此外,電池及燃料電池亦在發電(佔二氧化碳排放的42%)去碳化過程以起關鍵作用。儘管電動汽車 – 無論是純電動汽車(BEV) 還是燃料電池電動汽車(FCEV) – 均不排放尾氣,但考慮到電源的碳排放,「礦井至車輪」(well to wheel)過程中仍存在二氧化碳排放。現時,電池製造及電池供應鏈成為焦點,因此,原始設備製造商須關注電池(及組件)的生產地點及方式。

以英國為例,英國2018年的年度行駛里程為12,000公里,消耗電力1.7兆瓦時(MWh)(其中逾55%來自清潔能源),排放二氧化碳380千克。相比之下,基於2017年歐洲傳統汽車每公里119克的目標碳排放量,加上石油開採、提煉及運輸過程中每公里碳排放量為7.5克計算,傳統汽車每年碳排放量為1.8噸。隨著電池供應鏈效率提升及較現有組合更環保的增量電力組合,電動汽車的生命週期二氧化碳排放量個還將繼續下降。我們預計,電池組生產過程中的二氧化碳排放將減少8–56%,這使各個地區的純電動汽車於整個生命週期中皆優於傳統汽車。

化解難題

這兩條互補的道路將使世界能實現淨零排放:碳保存及碳截存。碳截存對解決氣候變化難題及實現碳淨零排放而言至關重要。碳保存的成本曲線顯示,低成本去碳化的發展空間擴大,不確定性範圍較小但於中間點之後呈指數增長。另一方面,碳截存的成本曲線提供的低成本解決方案較少,不確定性更高,但若能開發直接空氣捕集(DAC)二氧化碳的經濟解決方案,其將有巨大的長期潛力。

儘管人們普遍認為碳截存對實現淨零碳排放而言十分重要,但迄今為止,碳截存技術的部署仍未形成規模。碳截存工作可以分為兩各大類;自然固碳(透過植樹造林、退耕還林及混農林業等方式建立能吸收二氧化碳的天然儲存庫),碳捕集、利用封存技術(CCUS)。

雖然近年來碳截存技術再次興起,但未能大規模應用及具備規模經濟,傳統上規模經濟可提升成本競爭力,尤其是相較於可再生能源等其他二氧化碳減排技術。儘管碳截存於任何淨碳中和方案中皆有舉足輕重的作用,但過去十年對碳捕集與封存(CCS) 設施的投資不及可再生能源獲分配資金的1%。即使我們可預見在此「失去的十年」之後,碳捕集與封存技術試驗工廠的數目必定會增加,但倘若這項技術能吸引與太陽能及風能類似規模的經濟,將於何處結算成本,還尚未明確。碳捕集與封存的大部分成本產生於截存過程中,且與截存二氧化碳的氣流中的二氧化碳濃度呈反比。因此,碳捕集與封存的成本曲線依循於工業流程中獲取二氧化碳氣流的可行性的降低而走高,直接空氣捕集與封存(DACCS)的成本最高,其經濟具高度不確定性(預計介於每噸40美元至400美元之間),並且這項技術現時僅有小型試驗工廠營運。直接空氣捕集與封存技術的重要性在於其具有近乎無限的拓展性及標準化的潛力,因此可於淨零排放的方案中為碳定價。

氫氣將發揮關鍵作用

清潔氫氣並非有助於去碳化的商業技術。但它為減少工業流程、交通及公用事業中的碳排放提供機會。國際氫能委員會是一個獨立的行業協會,由一批能源、運輸及實業公司(包括法國液化空氣集團、阿爾斯通、Engie、戴姆勒、通用、本田、壳牌、Statoil及林德等公司)成立於2017年,旨在利用氫氣促進能源轉型。該委員會的願景是,至2050年氫氣佔最終能源需求的18%,這意味著對氫氣的需求將翻10倍(即每年增加5.5億噸),並創造一個全球收益(氫氣及相關設備產生的收益)達2.5萬億美元的行業。

可用的生物燃料

目前,生物燃料佔全球交通燃料需求的3%左右,並未繼續使用內燃機提供低碳解決方案。生物燃料由生物質材料製成,其最常見的形式為液體燃料,如乙醇及生物柴油,並且通常與石油燃料(汽油、柴油及航空煤油)混合使用,但有時也可單獨使用。通常認為,生物燃料為可再生(生產依賴於可再生原料)及可持續(其燃燒較化石燃料更為清潔)。由於生物燃料可用於傳統內燃機,現時為石油交通燃料唯一可行的替代品。從技術角度看,生物燃料也可用於航空及航海,但較難獲得合適燃料。