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全球极端天气可能成为常态 节能减排与新能源转型将加速推进

2022年7、8月,全球出现极端高温热浪,包括中国的许多国家经受了超40℃的极端高温。持续的热浪、肆虐的野火、历史性的干旱接连来袭,给民众生活、农业生产、社会经济都造成了极大的影响。

国际社会主流观点认为,极端天气频发的主因是全球气候变暖,气候变暖主要是由于工业革命后碳排放越来越多,导致大气中的二氧化碳等吸热气体逐年增强,太阳向地球释放的长波热辐射被大量吸收,形成温室效应。

一、 全球气候变暖 极端天气可能成为未来常态

1. 全球正以过去2000年以来前所未有的速度变暖

2021年8月,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布报告指出,最近50年全球变暖正以过去2000年以来前所未有的速度发生。

2021年10月,世界气象组织(WMO)在第26届联合国气候变化大会上表示,2015至2021年是有完整气象观测记录以来最暖的7个年份。20世纪80年代以来,每个连续十年都比前一个十年更暖。

2022年5月,世界气象组织表示,未来五年全球平均气温较工业化前(1850年至1900年)水平高出1.5℃的可能性为50%,高于过去五年(2017年至2021年)的可能性是93%。

全球历年温差(与1850-1900年平均温度相比)

来源:WMO

未来几十年中,所有地区的气候变化将加剧,表现为高温天气增加、降水在高纬度地区增加而在亚热带大部分地区则可能减少。

全球每月地表温度的历史趋势(1851-2020)

来源:Iman Ghosh

2. 极端天气很有可能成为未来的常态

世界气象组织表示,创纪录的大气温室气体浓度和热量积累已经将地球推向未知的领域,将对今世和后代产生深远的影响。

生态系统——包括陆地、淡水、沿海和海洋生态系统——及其提供的服务受到气候变化的影响,正在以前所未有的速度退化,预计在未来几十年还将加速退化。

2022年9月,发表在《科学》上的一项关于气候临界点的研究,将地球的气候临界点从2008年的9个增加到了16个。

全球16个气候临界点

在当前全球变暖的水平下(自前工业化时代以来升温1.1℃),5个临界点被突破,分别为:格陵兰冰盖和南极西部冰盖坍塌、低纬度珊瑚礁的大量死亡、北方永久冻土突然融化和巴伦支海的冰突然减少。

气候变化增加了极端高温、降水、干旱和热带气旋发生可能性和强度,且高温和干旱叠加的复合型灾害发生的概率增加。

如果持续排放大量温室气体,全世界也不对此采取紧急行动的话,那么类似的极端天气很有可能变成未来的常态,类似今夏的热浪与干旱还将在未来继续上演。

二、全球气候变暖对环境、社会、经济造成伤害

1.海平面上升 自然灾害频发

全球平均海平面变化的主要原因是海水热膨胀和陆地冰融化导致海洋变暖。

自上世纪90年代初以来,全球平均海平面在1993年至2002年期间每年上升2.1毫米,在2013年至2021年期间每年上升4.4毫米,在这两个时期之间增加了2倍。

全球平均海平面逐年上升

2021年10月,联合国秘书长古特雷斯警告,到2050年,海平面上升可能会使全球沿海城市中超过8亿人口面临直接风险。

一些太平洋岛国因海平面上升,已经开始被淹没并在向消失的方向发展了。上海、纽约、荷兰、威尼斯等沿海地区面临海岸线收缩,甚至被淹没的风险。

全球气候变暖还导致大陆地区,尤其是中高纬度地区降水增加,非洲等一些地区降水减少。干旱、野火、高温天气、厄尔尼诺、飓风、洪涝、雷暴、冰雹、风暴和沙尘暴等极端天气气候事件正在以越来越频繁、越来越具有破坏性的方式袭扰全球。

3月,异常热浪袭击印度和巴基斯坦;6月以来,美国持续高温使约9000万人处于高温警报下;7月,欧洲多国气温突破历史极值,葡萄牙一度出现47℃高温。在中国,南方多地降雨量打破历史纪录,北方热浪将气温推至40摄氏度以上,全国有245个国家气象站日最高气温突破7月历史极值。

2.粮食、水资源短缺

极端天气事件频率和强度的上升与暴力冲突、经济衰退和疫情冲击形成“危险的复合效应”,破坏了几十年来全球在改善粮食安全方面取得的进展。

2022年7月,联合国五家机构共同发布《2022年世界粮食安全和营养状况》指出,2021年,多达8.28亿人受饥饿影响,比2020年增加了4600万人,比2019年增加了1.5亿人。

2021年,受饥饿问题影响的人口占世界人口的9.8%。相比之下,2019年的这一数据为8%,2020年为9.3%。

受人口增长、污染以及气候变化等因素影响,全球水资源短缺压力不断增大。

2021 年 10 月,世界气象组织发布的《2021年气候服务状况》显示,2020年,超过20亿人生活在水资源紧张的国家,无法获得安全的饮用水。2018年有36亿人每年至少有一个月的用水量不足。到2050年,这一数字预计将上升到50亿以上。

3.全球经济遭受重大损失

联合国减少灾害风险办公室在《2000—2019年灾害造成的人类损失》报告中指出,2000年至2019年,全球共发生7348起重大灾害,42亿人受到影响,经济损失约2.97万亿美元,这一数字远超1980年至1999年间的4212起重大自然灾害。急剧增长的主要原因是气候变化导致极端天气事件增多。

瑞士再保险研究所发布《气候变化经济学:不采取行动不是一种选择》显示,到2050年,由于气候变暖,全球GDP可能损失11%;如果不采取行动并导致气温上升3.2°C,损失可能会显著上升至GDP的18%。

报告预计亚洲经济体将首当其冲,受到最严重的打击:在最好的情况下,GDP将受到5.5%的打击;在严重的情况下,GDP将受到26.5%的打击。

三、 全球各国节能减排举措及其影响

2021年8月,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布报告指出,自1750年左右,大气中温室气体浓度的上升无疑是由人类活动造成的。

全球变暖及极端气候问题已引起广泛关注,节能减排已成为全球共识,促使国际组织和各个国家积极采取措施共同应对该问题 。

1. 全球各国积极推进节能减排

自1995年起,联合国每年在世界不同地区轮换举行气候变化大会。《巴黎协定》设立了“将本世纪全球平均气温上升幅度控制在2℃以内”的目标,并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以内,近200个缔约方共同签署了该协定。

据经济合作与发展组织(OECD)数据,1990年、2000年、2010年和2020年碳排放达峰国家的数量分别为18、31、50和54个,占当时全球碳排放量的比例分别为21%、18%、36%和40%。

截至2020年,排名前十五位的碳排放国家中,美国、俄罗斯、日本、巴西、印度尼西亚、德国、加拿大、韩国、英国和法国已经实现碳排放达峰。中国、墨西哥、新加坡等国家承诺在2030年以前实现碳达峰,印度没有给出碳达峰的时间。

全球主要碳排放国家中已实现碳达峰国家时间表

数据来源:经济合作与发展组织

目前,全球已有超过120个国家和地区提出了碳中和目标,大部分计划在2050年实现,如欧盟、英国、加拿大、日本、新西兰、南非等。美国总统拜登承诺将在2050年实现碳中和。印度宣布将在2070年实现碳中和。我国计划在2060年实现碳中和,比许多发达经济体实现碳中和时间晚约10年。

提出碳中和目标的国家中,大部分是政策宣示,只是少部分国家将碳中和目标写入法律,如法国、英国、瑞典、丹麦、新西兰、匈牙利等。还有部分国家和地区,如欧盟、西班牙、智利等,正在碳中和立法过程中。

各国家和地区承诺实现碳中和时间表

2. 节能减排主要路径

为实现碳中和目标,一些国家制定了以产业政策为主的减排路线图。考虑到全球温室气体排放量的73%源于能源消耗,排名前三位的分别是工业用能、建筑用能和交通,因此部分国家研究制定了碳中和背景下的产业政策,支持减排目标。具体包括以下五条路径:

全球温室气体按行业分布情况

数据来源:Our World in Data)

路径一:发展清洁能源 降低煤电供应

根据国际能源署测算,1990-2019年,传统化石能源(煤、石油、天然气)在全球能源供给中占比近八成,清洁能源占比很小。因此,各国从能源供给端着手,推动能源供给侧的全面脱碳是实现碳中和目标的关键,主要有两个途径:

一是降低煤电供应。从能源供给侧看,55%累计排碳来自电力行业,而电力行业80%排碳来自燃煤发电。为实现碳中和目标,全球多个国家均已采取措施降低对煤炭的依赖。

二是发展清洁能源,开发储能技术,提高能源利用率。可再生能源因分布广、潜力大、可永续利用等特点,成为各国应对气候变化的重要选择。

路径二:减少建筑物碳排放 打造绿色建筑

建筑的绿色改造,前期成本高、投资回报期长,但长远效益可观,有利于实现碳中和目标。

各国建筑行业实现碳中和的主要途径就是打造绿色建筑,即在建筑生命周期内,最大限度地节约资源、保护环境,提高空间使用质量,促进人与自然和谐共生。

欧委会2020年发布了“革新浪潮”倡议,提出2030年所有建筑实现近零能耗。

路径三:减少交通运输业碳排放 布局新能源交通工具

随着汽车保有量增加,将成为最大的能源消费领域。各国政府及产业界日益关注推动整个交运行业向低碳方向发展,实现碳中和主要策略有:

一是推广新能源汽车等碳中性交通工具及相关基础设施。新能源汽车突破发展的关键是电池技术和充电基础设施。为此,各国推出激励和约束政策。正向激励的是资金优惠、公共服务优先等。负向约束的是出台禁售燃油车时间表,主要发达国家及墨西哥、印度等发展中国家均公布了禁售燃油车时间表。

欧委会公布了《可持续与智能交通战略》,计划创建一个全面运营的跨欧洲多式联运网络,为铁路、航空、公路、海运联运提供便利,推动500公里以下的旅行实现碳中和,预计仅多式联运一项,就可以减少欧洲1/3的交通运输排放。

二是发展交通运输系统数字化。数字技术可以升级交通,优化运输模式,降低能耗,节约成本。欧盟依靠数字技术建立统一票务系统,扩大交通管理系统范围;在城市交通上,加大部署智能交通系统,运用5G网络,推动交通运输系统的数字化和智能化。

路径四:减少工业碳排放 发展碳捕获碳储存

工业领域包含的冶金、化工、钢铁、烟草等均是高耗能、高排放部门。2019年,OECD国家的工业部门二氧化碳排放量占其排放总量的29%。各国工业部门实现碳中和主要做法有两种:

一是发展生物能源与碳捕获和储存技术(BECCS)。生物能源与碳捕获和储存是一种温室气体减排技术,是未来减少温室气体排放、减缓全球变暖最可行的方法。但目前因该技术成本高、过程不确定,尚处于初期阶段。

二是发展循环经济,提升材料利用率。欧盟委员会通过新版《循环经济行动计划》,贯穿了产品整个周期,特别是针对电子产品、电池和汽车、包装、塑料以及食品,旨在提升产品循环使用率,减少欧盟的“碳足迹”。

路径五:减轻农业生产碳排放 加强植树造林

农业生产是重要的碳排放源,占全球人为总排放的18%。发展低碳经济离不开低碳农业。各国农业碳中和的主要途径是增强二氧化碳等温室气体的吸收能力,即加强自然碳汇,如恢复植被。减少农产品的浪费也有利于实现碳中和。

3. 节能减排趋势及影响

3.1加速化石燃料退出 大力发展新能源产业

在多国相继确立碳中和目标的大背景下,全球煤炭在一次能源中的地位急转直下,需求下滑导致煤炭出现减产,煤电经济日益缺乏竞争力。2020年全球煤炭产量约为74.38亿吨,同比缩减6.5%。除中国外,俄罗斯、印尼、澳大利亚、蒙古国、印度、美国等国煤炭产量都出现下滑。

世界主要发达国家煤电退出时间表

许多国家和地区也在削减化石燃料补贴及资金支持,尼日利亚、塞内加尔、苏丹、尼日尔、贝宁等非洲国家加快结束或减少燃油补贴。欧盟设立“公平过渡基金”,作为“可持续欧洲投资计划”的一部分,用于支持高度依赖化石燃料行业的地区转型发展低碳产业。

与此同时,不少国家和区域组织已经将促进能源转型作为重点,大力发展清洁能源。风电、光伏等可再生能源开发利用是全球电力发展的重要战略选择,各国相继设置可再生能源发电规模目标或占比目标,并出台相关激励机制。此外,多国将核电作为能源结构转型的重要力量。

发展新兴产业已成为世界各国在能源领域抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大战略。各国纷纷通过制定战略规划,引领新兴产业发展方向,涵盖氢能、储能、地热能、生物质能等诸多领域。

3.2排放大国面临广泛的节能减排压力

2021年全球二氧化碳排放量达到363亿吨,创下历史新高。排放量前十名国家分别为中国、美国、印度、俄罗斯、日本、伊朗、德国、韩国、沙特阿拉伯、印度尼西亚。其中中国碳排放为105.2亿吨,占全球碳排放的28.8%;美国47亿吨,占比13%;印度碳排放25.5亿吨,占比7%。

发达经济体的人均CO2排放量降至8.2吨,低于中国8.4吨的水平,其中,美国的人均排放量为14吨,欧盟为6吨。

2021年二氧化碳排放量前十国家(百万吨)

在全球极端气候频发、节能减排深入人心的大背景下,碳排放大国将受到有淹没风险的岛国、深受自然灾害之苦的国家和民众、环保组织和环保主义者等的批评和压力,因而也就更有动力推动能源转型和节能减排。

中国提出2030年前碳达峰,努力争取在2060年前实现碳中和,2030年非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右,风电、太阳能发电总装机达到12亿千瓦以上,大力发展新能源汽车。

美国特朗普政府曾于2017年退出应对气候变化的《巴黎协定》,但美国总统拜登2021年一上任就宣布重新加入,旋即提出美国自主贡献目标2030年温室气体排放比2005年降低50-52%,并于当年11月发布《迈向2050年净零排放的长期战略》。

作为仅次于中美的世界第三大温室气体排放国,印度一直不太愿意给出明确碳中和时间表,并表示印度人口占拥全球总人口的17%,而其碳排放量仅占全球的5%。但在国际社会的压力之下,印度总理莫迪在第26届联合国气候变化大会上承诺,到2030年,印度50%的电力将来自可再生能源;到2070年,实现碳中和。

3.3碳税制度逐步推广 发达经济体的碳关税联盟逐步形成

碳税是一项针对向大气排放二氧化碳而征收的环境税,出发点是解决环境的负外部性问题,意图通过税收手段,抑制向大气中排放过多二氧化碳,从而减缓气候变暖进程。芬兰是全球首个征收碳税的国家,1990年开始对化石燃料征收碳税。截至2022年4月,全球在使用中的碳税工具共有37种。

碳税的优势在于可以获得可观的税收收入用于投资节能减排领域,促进社会低碳转型,并刺激零碳和低碳行业的发展,同时还可以倒逼碳排放大国、行业和企业加快节能减排步伐。

2022年6月,欧洲议会通过了关于建立碳边境调节机制(CBAM,俗称碳关税)修正方案,2023-2026年是过渡期。2027年起将正式全面开征碳关税。

2022年6月,美国民主党参议员提交了名为《清洁竞争法案》的碳关税立法提案,建议对减排力度不足国家出口到美国的商品按照相应碳排放量征税。

英国已提出要推动欧盟和G7国家一起创建“碳关税”联盟;加拿大表态支持“碳关税”;日本宣称将探讨美欧日三方就包括边境调整机制在内的贸易体系采取联合行动的可行性。预计未来5-10年,以欧盟为首的碳关税联盟将逐步形成,届时将对包括中国在内的全球碳排放密度较高的发展中国家产生重要影响。

四、中国将加快推进节能减排

全球变暖趋势仍在持续,而中国升温速率高于同期全球平均水平,是全球气候变化的敏感区。2022年2月,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布报告指出,如不能削减温室气体排放,中国将是最受影响的区域之一。

同时,中国又是碳排放第一大国,碳排放量与第二位到第七位(美国+印度+俄罗斯+日本+伊朗+德国)总和相当,受到方方面面的国际压力。

此外,节能减排有利于我国的能源安全,有助于规避碳关税等低碳贸易壁垒。以新能源为核心的低碳技术可以提高中国产品的全球竞争力,增强在未来的气候变化谈判和地缘政治竞争中优势。

因此,中国的节能减排也是大势所趋,“碳达峰、碳中和”目标为中国经济社会高质量发展提供了方向指引,将倒逼中国经济社会发展全面低碳转型,既是推进疫后经济绿色复苏、形成绿色经济新动能的客观需要,也是缓解资源环境约束、建设生态文明和美丽中国的重要路径,更是助力发展方式深刻变革,促进能源结构、产业结构、经济结构转型升级的战略选择,对实现社会主义现代化强国目标和在未来的大国博弈中占据绿色低碳竞争优势具有重大意义。