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应对全球气候变化需要新的能源技术革命国家发改委能源所周凤起2010年10月18日第二届中国能源科学家论坛一、全球气候变暖231.1IPCC报告的结论（2007年2月）在过去一百年当中，平均全球温度增加了0.74度。在过去的12年当中，有11年位于地球自从有温度记录（从1850年开始）以来全球表面温度最高年行列中全球平均气温和海水温度都升高了，冰雪大范围融化，全球平均海平面也在上升。20世纪全球海平面上升约0.17米，1961-2003年平均上升速率约1.8毫米/年，1993-2003年平均上升速率约3.1毫米/年大气中二氧化碳浓度从工业革命前的280ppmv已上升到2008年的384ppmv我们观测到自从20世纪中叶以来，全球平均温度的增长大部分很可能是因为人类活动排放出温室气体浓度的增加。《第三次评估报告》的结论是：“过去50年我们观测到的全球平均温度的大部分增长可能是因为温室气体浓度的增长”人类活动产生的温室气体如果按照当前速度排放，将导致全球进一步变暖，并在21世纪使全球气候系统更大变化1.2“中国应对气候变化的政策和行动2008年10月国务院新闻办中国气候变暖趋势与全球的总趋势基本一致据中国气象局发布的最新观测结果显示，中国近百年来（1908—2007年）地表平均气温升高了1.1℃，自1986年以来经历了21个暖冬，2007年是自1951年有系统气象观测以来最暖的一年近50年来中国降水分布格局发生了明显变化，西部和华南地区降水增加，而华北和东北大部分地区降水减少高温、干旱、强降水等极端气候事件有频率增加、强度增大的趋势。夏季高温热浪增多，局部地区特别是华北干旱加剧，南方地区强降水增多，西部地区雪灾发生的几率增加近30年来，中国沿海海表温度上升了0.9℃，沿海海平面上升了90毫米1.3IPCC情景—30%的物种濒临灭绝—失去绝大多数珊瑚礁—热带的粮食生产减少—2.5亿非洲人受到影响51.3IPCC情景—气候变化的各种负面影响产生综合作用—温带地区的粮食生产受到影响—数亿人群面临愈发严重的水资源危机61.3IPCC情景—绝大多数地区的粮食生产受到影响—数亿人口面临海平面上涨威胁—突发异常事件的概率增加71.4温升控制目标稳定目标是一项涉及到《公约》最终目标，关系到全球排放空间的重大问题。由于稳定目标的确定涉及到《公约》对气候变化危险水平的界定，涉及到人类社会如何处理好减缓、适应与发展三者之间的关系，因此，如何确定排放上限、排放空间如何分配也就成为确定未来责任分担的核心内容欧盟主张全球平均温度与工业化前相比上升幅度不超过2℃，大气中温室气体稳定浓度低于450ppm二氧化碳当量，这种域值将使全球未来允许的二氧化碳排放空间大大压缩2009年7月，G8+G5峰会已经取得共识，希望全球平均温度与工业化前相比上升幅度不超过2℃，哥本哈根协定重申了这一点81.4温升控制目标要使平均气温的上升幅度限制在比前工业化时期高2摄氏度或以内，IPCC认为到2050年至少要在1990年的水平上减排50%.根据IEA统计，1990年全球由燃料燃烧引起的CO2排放量为209.88亿吨。即2050年全球由燃料燃烧引起的CO2排放量不能超过105亿吨。而2007年全球CO2排放量289.62亿吨，2050年要减排64%中国1990年CO2排放量22.11亿吨，2007年CO2排放量60.28亿吨,如果以2005年为基年，到2020年CO2排放强度下降40％－45％，非化石能源占总能源的15％，GDP年均增速8%，2020年CO2排放量97亿吨。几乎达到全球的限值9二、全球低碳技术展望ETP2010102.1全球基准情景下一次能源需求115000100001500020000250002007Baseline2015Baseline2030Baseline2050MtoeOECDNon-OECD非经合组织国家在基准情景的主要能源需求预计增长速度远远超过了经合组织国家2.2全球与部门有关的CO2排放量12010203040506020072030205020302050BaselineBLUEMapGtCO2OtherBuildingsTransportIndustryOthertransformationPowergeneration全球二氧化碳排放量在基准情景增加一倍，但在蓝色情景中将令二氧化碳排放量到2050年时比2005年的水平减少一半2.3蓝色情景下减少全球CO2排放的关键技术13各种技术减少CO2排放的范围2.3蓝色情景下减少全球CO2排放的关键技术IEAETP2010基线情景参考WorldEnergyOutlook2009（《世界能源展望2009》）中到2030年的情景，将其延伸到2050年，假定政府没有推出新的能源和气候政策。相比之下，BLUEMap情景（有几种变体）具有目标导向性：它设定到2050年要减少全球一半与能源有关的二氧化碳排放量（相比2005年），并探讨了通过应用现有和新型低碳技术实现这一目标成本最低的方法14表1.基线情景和BLUEMap情景下能源和排放趋势2050年和2007年相比基线情景与能源相关的二氧化碳排放量大约增长1倍一次能源使用上升84％；能源使用碳强度增加10％液态燃料需求增加57％，要求大量使用非常规石油和合成燃料；原煤需求增加138％；天然气需求量增加85％发电产生CO2排放量增加1倍多；CO2强度稍有下降，为459g/kWh化石燃料占电力生产的2/3多；可再生能源发电略有增加至22％二氧化碳捕集和封存技术没有商业化BLUEMap情景与能源相关的二氧化碳排放量减少50%一次能源使用上升32%；能源使用碳强度下降64%液态燃料需求降低4%，生物燃料占燃料总量的20％；煤炭需求下降36％；天然气下降12％；可再生能源提供将近40%的一次能源供应发电产生的CO2排放量减少76%；CO2强度降低到67g/kWh可再生能源发电48%；核能发电24%；运用二氧化碳捕集和封存技术（CCS）的发电厂发电17%利用二氧化碳捕集和封存技术捕集到9.4吉吨CO2：其中55%为发电产生，21%为工业产生，24%为燃料转化产生15表1.基线情景和BLUEMap情景下能源和排放趋势2050年和2007年相比基线情景建筑行业二氧化碳排放量（包括与电力使用相关的排放）增长将近1倍轻型汽车销售的近80％依赖于常规汽油或柴油技术；石油产品满足超过90％的交通运输能源需求随着工业生产增加，工业行业二氧化碳排放量增长近50%能源供应和使用的总投资额为270万亿美元能源需求增长的近90%发生在非经合组织国家，占全球二氧化碳排放量的近3/4BLUEMap情景通过低碳电力、能源效率和转而使用低碳和零碳技术（包括太阳能采暖和制冷、热泵和热电联产技术），建筑行业CO2排放量减少2/3轻型汽车销售几乎80％为插电式混合动力车、电动车或燃料电池汽车；最终交通运输需求中石油产品份额下降到50%能源效率、燃料转换、循环利用、和二氧化碳捕集和封存技术，工业CO2排放量下降大约四分之一投资额比基线高46万亿美元（17%）；累计节省燃料价值比基线高112万亿美元相比2007年，非经合组织国家CO2减排约为30%；经合组织国家占全球CO2排放总量不到1/4，比2007年排放减少70%～80%162.4世界能源有关的CO2区域减排1751015202530354045505560201020152020202520302035204020452050GtCO2OtherNon-OECD19%OtherOME14%India12%China27%OtherOECD10%OECDEurope7%UnitedStates11%BLUEMapemissions14GtBaselineemissions57GtETP2010analysisWEO2009450ppmcase蓝色情景下，能源有关的二氧化碳的减排大部分发生在非经合组织国家2.5按燃料和情景分类的一次能源需求18010002000300040005000600070008000Mtoe2007Baseline2050BLUEMap2050-27%-36%2050年，蓝色情景下煤炭，石油和天然气的需求都比今天低2.6脱碳电力供应-电气化新时代？19051015202530354045502007Baseline2050BLUEMap2050BLUEHighNuclear2050BLUEHighRen2050PWhOtherSolarWindBiomass+CCSBiomassandwasteHydroNuclearNaturalgas+CCSNaturalgasOilCoal+CCSCoal电力供应脱碳需要可再生能源，核能和CCS的组合三.中国未来能源情景分析203.1未来能源情景情景描述基准情景充分考虑国内发展的需求和愿望，假设本世纪中叶达到中等发达国家时人均能源消费量能够比目前能源效率最高的国家降低10％左右。经济发展遵循经济学普遍规律，在一定程度上仍延续发达国家工业化的历程，技术进步使得能源效率有一定提高，预计本世纪中叶人均能源消费水平量低于2005年时能源效率最高国家的10％，达到78亿吨左右。节能情景已充分考虑当前的节能减排措施，但不采取专门针对气候变化对策的情景。在该情景中，经济发展模式有一定转变；高耗能产品产量在近中期内保持较高水平；城市交通出行以方便、快捷为主，公共交通体系不很发达；节能装备制造业、核电和可再生能源产业有一定发展；技术减排重大技术突破不显著，碳捕获和储存（CCS）技术普及程度很低；节约型的生活方式和消费理念尚未深入人心，发展过程中没有完全杜绝先污染、后治理的现象，技术投入大。低碳情景综合考虑中国的可持续发展、能源安全、经济竞争力和节能减排能力，主动努力改变经济发展模式、转变生产和消费方式、强化技术进步，属于尽力争取可能实现的低碳情景。该情景中，节能设备制造业、核电产业、可再生能源产业加快发展，并形成相当规模；同时对CCS技术有所运用，特别是在发电部门普及率较高；在中国经济充分发展情况下对低碳经济发展也有较大投入，基本上形成了节约型的生产、生活方式。强化低碳情景进一步考虑国际合作，全球一致减排，实现较低温室气体浓度目标的情景。在该情景中，发达国家、发展中国家团结一致、共同努力，主要减排技术进一步得到开发，关键低碳技术获得重大突破，重大节能减排技术成本下降更快，并得到普遍利用。该情景中，中国的低碳能源获得较好的外部空间，在新技术的合作研发、资金投入方面朝着低碳方向发展，在利用国际优质能源品种，能源多元发展方面进展很顺利。同时，中国政府对低碳经济投入更大，在洁净煤技术和CCS等领域的技术方面也取得极大突破，特别是CCS技术利用大规模普及。213.1未来能源消费22经济发展转型是必然,16倍的GDP增长，不可能依靠高耗能行业为主实现延续当前的发展模式，能源需求碳排放惊人煤炭75亿吨石油11亿吨二氧化碳排放170亿吨3.1未来能源消费分析233.2未来人均能源消费国际比较243.3未来人均CO2排放国际比较253.4不同情景CO2排放26521228751020406080100120140200020102020203020402050节能情景低碳情景强化低碳情景亿吨3.5未来人均累计CO2排放27020040060080010001200英国美国德国欧盟27国法国日本西班牙韩国世界中国基准2035低碳2035低碳强化20351121111095976252833525819017571257219210人均累计CO2排放(人/tCO2)四、中国低碳技术发展284.1中国减排目标中国政府决定到2020年全国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40-45%，作为约束性指标纳入“十二五”及其后的国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法加以落实中国还将通过大力发展可再生能源、积极推进核