一位领先的能源分析师对国家目标所依据的数字进行了分析和质疑。
加拿大到 2050 年实现净零排放的道路将崎岖、曲折且“令人畏惧”。
这是加拿大最重要的能源分析师之一戴维·休斯 (David Hughes) 在加拿大替代政策中心今天发布的一份全面的新报告中得出的数学结论。
休斯是一位地球科学家，也是科尔特斯岛的居民，他研究了需要对国家能源结构进行哪些改变才能实现这一目标。他发现变化的规模令人难以置信。此外，到 2050 年向净零排放的过渡尚未真正开始。
根据加拿大能源监管机构 (CER) 最近的预测，行业将必须：
- 将风能和太阳能发电规模扩大10倍以上；
- 将有争议的碳捕获和储存增加34至39倍；
- 将直接空气捕获（一项新兴技术）提高到目前世界容量的 4,600 至 5,500 倍；
- 将氢气产量从几乎为零增加到能源供应的 12%；
- 近三倍核电；
- 人均能源消耗减少高达 40%；
- 将化石燃料产量减少高达 70%；和
- 加拿大森林固碳能力增加三倍。
根据加拿大能源监管机构的成功方案之一，基蒂马特正在建设的加拿大液化天然气接收站将不得不在 2045 年关闭，比其设计寿命提前 20 年，从而使该接收站和为供应天然气而建造的沿海 GasLink 管道的 483 亿美元成本陷入困境。它。
换句话说，除了驾驶电动汽车和安装风车之外，努力在 2050 年之前减少排放还存在许多复杂性和难题。
更严峻的挑战是，根据休斯的分析，加拿大能源监管机构的预测包括一大堆有问题的假设，而且他们没有提及现实生活中的障碍，例如供应链崩溃、民粹主义政治、无能的精英、技术中断、金属短缺等。可再生能源和全球通货膨胀。
未来的预测还忽略了阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省对能源结构任何实质性变化的公开抵制，这两个省依赖化石燃料收入。
休斯说，他写这份报告的原因之一是：“我的目标是让政策制定者和公众了解问题的严重程度，以便他们能够认识到任何解决方案都必须采取的规模。只有理解和支持才能实施必要的改变。”
他还希望将所有数学知识放在一个地方，以供人们轻松参考。
休斯告诉泰伊，任何可行解决方案的关键部分都是很少听到和讨论的激进能源节约政策。
“通过节约、提高效率和行为改变来最大限度地减少能源需求，将减少对昂贵的能源生产基础设施以及捕获排放的基础设施的需求，应该成为政府政策激励措施的首要内容。”
今天的能源消耗，明天的假设
休斯的分析首先概述了全球对化石燃料的热爱如何引发了过去两个世纪的排放危机。然后，他研究了各个省份和整个国家的能源生产、排放和能源部门收入。
然后，他分析了加拿大能源监管机构去年提出的净零情景，该情景基于对当前和已宣布的政府政策的经济分析以及加拿大可用能源数据的最全面的知识库。
最后，休斯对 CER 的假设进行了现实检验，其中一些假设非常乐观，以了解向净零排放过渡可能需要什么。
加拿大能源监管机构在其报告《2023 年加拿大能源未来》中提供了三种实现净零排放的可能途径。在一种情况下，加拿大和世界实际上实现了这一目标；在另一种情况下，加拿大和世界实际上实现了这一目标。在另一个例子中，加拿大实现了净零排放，但世界却没有；在第三种情况下，加拿大坚持现有政策，到 2050 年仅将排放量比 2022 年水平减少 16%，这注定会加速气候混乱。
世界和加拿大情景之间的唯一主要区别是化石燃料消耗。如果全球系统到 2050 年达到净零排放，化石燃料产量下降得更快，液化天然气将滞留在加拿大；如果加拿大实现这一目标，那么化石燃料生产以及一些液化天然气出口将继续保持在较高水平。
休斯称《加拿大 2023 年能源未来》报告“是评估如何实现加拿大净零排放目标的重要第一步。”
但在深入研究实现净零排放的冷酷现实之前，休斯认真审视了我们当前的能源困境。
政府和公民很少认识到，更不用说理解他们对化石燃料的依赖。
化石燃料消耗推动经济和人口增长。正如休斯指出的那样，人类消耗的石油有一半是在过去 27 年中被燃烧掉的；过去21年天然气减少一半；过去37年里一半的煤炭。自1800年以来，每年能源消耗量增加了32倍。
与此同时，人口增加了 8 倍，国内生产总值 (GDP) 增加了 114 倍。云层的碳排放量增加了1,321倍。
结果，全球1.77万亿吨能源相关二氧化碳排放量中有一半是在过去30年中释放的。自2015年具有里程碑意义的《巴黎协定》以来，已经排放了14%。由于化石燃料消耗的快速增长，人均能源消耗自1800年以来也增加了3.9倍。
休斯指出，迄今为止，可再生能源尚未对能源消耗或人均化石燃料使用量产生太大影响。可再生能源“只会增加整体能源消耗”。到2022年，化石燃料仍占世界能源消费总量的82.9%。
加拿大反映了化石燃料在能源流中的主导地位，还有一些。首先，加拿大是世界上人均能源消耗率最高的国家之一。加拿大人消耗的能源是世界平均水平的4.9倍，是欧洲平均水平的2.8倍。作为挥霍无度的消费者，加拿大人也是挥霍无度的排放者。
加拿大也是世界第四大石油生产国。该国一半以上的产量用于出口。毫不奇怪，石油和天然气开采占该国温室气体排放的最大单一来源：28%。自 1990 年以来，由于产量和出口的增加，石油和天然气排放量从每年 100 兆吨增加到 189 兆吨。与此同时，阿尔伯塔省和萨斯喀彻温省的石油经济体排放量占加拿大的 48%，但人口却只占该国的 15%。
休斯指出了另一个问题。鉴于经济增长需要能源，过去二十年排放量仅在 2008-09 年经济衰退和 COVID-19 大流行开始期间出现大幅下降。
休斯写道：“加拿大在履行其净零排放承诺方面面临着严峻的挑战。” “这些问题并非无法克服，但必须清楚地理解，并采取与问题严重程度相称的政策和激励措施来应对。”
识别“大假设”
目前来看，加拿大 90.8% 的一次能源生产来自化石燃料（54% 来自石油，31% 来自天然气，6% 来自煤炭）。其余部分来自水电、核电和可再生能源。这些百分比必须改变位置才能达到净零。
CER 的两个成功场景假设这是可能的，但休斯认为有很多可疑的大假设。
休斯分析的第一个重大问题涉及小型模块化反应堆将核容量增加近两倍。到 2050 年，加拿大将需要建造 80 多座此类反应堆，尽管目前只有一座在建。休斯怀疑这是否是一个现实的目标，除非成本和施工时间能够显着降低。这在现实世界中似乎不再发生，特别是在核能方面。
下一个重大问题涉及有争议的碳捕获和地下储存（CCS）——建造捕获碳并将其埋藏在地下数千年的设施。甚至国际能源署也承认“CCS 的历史在很大程度上是一段未满足期望的历史。多年来进展缓慢，部署相对平稳。目前每年二氧化碳捕集量为 45 兆吨，仅占能源行业年度总排放量的 0.1%。”
根据 CER 的净零情景，从现在到 2050 年，工业界每年必须将加拿大当前 CCS 总产能增加 1.5 至 1.8 倍。Hughes 认为这既不理想也不现实。
为什么不进一步减少对化石燃料的依赖呢？他问。
直接空气捕获也会带来类似的问题。《原子科学家公报》最近称这项新兴技术既危险又愚蠢。
“与其他气候技术不同，使空气捕获成为一项业务的唯一方法是石油生产和永久的巨额补贴。将资源错误地分配到空气捕获上会使地球变得更热。唯一的赢家是补贴的接受者和无用之物的建造者，”作者说。
下一个重大问题涉及总体成本问题。加拿大能源监管机构在其成功场景中很大程度上假设可再生能源、氢、电池、CCS 和核电的成本将神奇下降。然而，就连国际能源署也指出，这并不是当前的现实：“过去两年，太阳能光伏和电池等一些清洁技术的成本开始增加而不是下降，反映了通货膨胀压力，特别是成本飙升。关键矿物质。”
接下来是过度炒作的氢问题。加拿大能源监管机构认为它将在实现净零排放方面发挥重要作用。休斯对这一假设提出质疑：“氢作为储能介质的使用还处于起步阶段，目前化学工业的生产是能源和排放密集型的，”休斯指出。此外，“利用可再生电力生产氢气的成本占所用电力的 54%-82%。” 尽管难以电气化的用途将需要一些氢气，但将 CER 情景中的用量减少一半将更为现实。
真正需要什么
休斯得出的结论是，实现净零排放将是一次陡峭而艰难的攀登，并且将采取比政府目前采取的政策更加激进的政策。
休斯建议，与 CER 情景相比，将化石燃料需求减少一半，而不是假设 2050 年之前碳捕获和地下储存或直接空气捕获可以从当前水平扩大数十倍。
他补充说，减少化石燃料需求将需要扩大电力供应的能源需求比例，这意味着更多的可再生能源发电。（请记住：2022 年，水力和可再生能源仅占最终能源需求的 11.8%。）
如果工业实践不发生重大变化，加拿大森林的固碳能力无法提高三倍（正如加拿大能源监管机构设想的那样）。正如休斯所报告的那样，他们已经成为主要的碳排放者，而不是汇。
去年山火释放的碳超过了该国的温室气体排放总量。休斯报告说，“砍伐树木被可燃的单一作物所取代”已经损害了森林从空气中捕获碳的能力。
最后，加拿大人将不得不使用更少的能源来防止气候危机的加速。这意味着经济增长的结束。
“大自然还有其他优先事项，”休斯告诉泰伊。“不幸的是，我们将不得不接受收缩。已经是一片了。但数学并不适用于持续增长。”
美国专家的呼声
学术杂志《可持续发展》发表的一项美国研究也反映了休斯的发现。作者的结论是，是的，理论上有可能在满足以下条件的情况下到 2050 年实现净零排放。
能源需求必须限制在目前水平之上 25% 或更少。
可再生能源的开发速度必须是目前的六到八倍。
政府必须采取积极的能源效率和节约措施；核电将增长30%或更多。
人均能源消耗需要下降 40% 或更多。
碳捕获、利用和储存技术必须在各地建立。
美国研究人员表示：“我们承认，在实践中实现这些目标将取决于一些技术突破和高水平的国际合作，而这既不确定又可能不可能。”
他们还承认，土地和金属的可用性可能会使这一成就令人畏惧。
研究人员还指出，正如休斯所说，“由于人口和人均消费的增加导致能源需求增长，增加的可再生能源尚未取代化石燃料。它只能满足 2019 年新增能源需求的 42%。”
研究人员表示，他们的设想中最大的不确定性“是可再生能源是否可以增加六倍，以及2020年水平之上的需求增长是否可以限制在25%”。
（谷歌翻译：A New Report Maps Canada’s ‘Daunting’ Path to Net-Zero Carbon）
