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    清洁能源与全球气候变化的应对

    作者:徐洪峰 出版时间:2016年06月
    摘要:

    根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的研究报告,使用清洁能源取代化石燃料,增加清洁能源在能源总供给中的比重,可以有效减少地球的温室气体排放,进而减缓地球变暖。作为减缓地球气候变暖的重要途径之一,推动清洁能源发展的议题越来越多地出现在全球应对气候变化的相关议程中。2015年底的巴黎国际气候大会以及政府间气候变化专门委员会的第五次《气候变化评估报告》均提出了全球温室气体减排的最新计划。在国际社会的共同推动和努力下,20世纪70年代至今,清洁能源在全球一次能源供应中的比重有了一定程度的增加。在全球应对气候变化、加快化石能源替代的大背景下,2014年和2015年全球清洁能源的技术研发和产业投资均继续保持一定程度增加,但受国际油价大跌、全球经济复苏乏力、欧债危机等因素影响增速有所放缓。

    Abstract:

    According to research of the Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC),increasing the use of clean energy could effectively reduce the greenhouse gas emission on the Earth,and thus slow down the global warming. Advancing the development of clean energy,as one of the most important measures of retarding the earth warming,more and more appears on the agenda of combating the climate change around the global. Paris Climate Conference in 2015 and the IPCC’s fifth Climate Change Report both put forward the new aims and arrangements for global greenhouse gas reduction. Through the efforts of international community,the ratio of clean energy in the global primary energy supply has increased to a certain extent since the 1970s. On the background of combating climate change and quickening fossil fuel replacement,global clean energy technology R&D and investments both maintain increased in 2014 and 2015,however,the growing rate of both decreased as the result of international oil price slump,week global economic recovery and the European debt crisis.

    20世纪70年代初,影响全球的石油危机爆发,这一危机促使国际社会转而寻求化石燃料的替代能源,以降低对传统化石燃料的严重依赖,这为清洁能源的发展提供了最初的契机。之后几十年间,随着国际社会对全球气候变化问题的日益重视,发展清洁能源除了最初保障能源安全的意义之外,也被作为减少温室气体排放、应对气候变化的有效途径之一。

    一 清洁能源、温室气体减排与减缓气候变暖

    所谓“清洁能源”是指在生产、输送、消费过程中,很少,或者几乎不产生生态环境污染和温室气体排放的能源,即所谓的“零碳”能源(Zero-Carbon Energy)或“低碳”能源(Low-Carbon Energy),具体来讲,主要包括“可再生能源”和核能,以及通过碳捕获和封存(Carbon Capture and Storage,or CCS)技术处理得到的能源。[1]根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的定义,“可再生能源”是指任何一种源自太阳、地球物理或生物资源的能源形式,这些资源可以通过自然过程以相同或超过使用速率的速度得到补充,包括生物质、太阳能、地热、水电、潮汐和海浪、海洋热能和风能等资源。[2]

    根据《京都议定书》(Kyoto Protocol)附件A,最主要的人为温室气体有六类:二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物(HFCS)、全氟化碳(PFCS)、六氟化碳(CF6)。而在由人为因素所产生的温室气体排放中,[3]因对化石燃料的使用所产生的二氧化碳排放量占到温室气体总排放量的78%左右。[4]

    与化石燃料相比,清洁能源技术产生的温室气体排放微乎其微。以发电为例,使用清洁能源发电每千瓦时所产生的温室气体排放量比使用化石能源要少得多。使用化石燃料发电所产生的温室气体排放量在每千瓦时469克到1001克二氧化碳当量之间,[5]其中,燃煤发电排放的温室气体最多,石油次之,天然气相对最少。

    比较而言,使用清洁能源技术发电排放的温室气体量平均仅在每千瓦时4克到46克二氧化碳当量之间,[6]其中,光伏发电、地热发电以及生物能发电所排放的温室气体相对较多,海洋能发电、水电、风电所产生的温室气体相对较少,核电和聚焦式太阳能发电的温室气体排放量居中(见图1)。此外,通过使用二氧化碳捕获和封存技术,可以大幅度减少煤电、天然气发电以及生物能发电所产生的温室气体(见图1)。

    图1 不同种类能源发电技术在其生命周期内的温室气体排放估值

    正是因为清洁能源技术能够产生更少的温室气体排放量,因此,在同样的经济社会发展背景下,更多地使用清洁能源取代化石燃料,增加清洁能源在能源总供给量中的比重,可以有效减少地球的温室气体排放,进而减缓地球变暖。IPCC的《排放前景特别报告》根据人口变化、社会经济发展、技术变革等因素列出了四组温室气体排放情景:A1,融合的经济社会发展;A2,差异化的经济社会发展;B1,通过全球解决方案促进融合的经济社会可持续发展;B2,通过区域和地方解决方案促进差异化经济社会可持续发展。其中,在A1情景中,根据能源技术类型的不同,进一步细分出三种排放情景:A1FI,化石燃料密集型;A1B,能源选择平衡型;A1T,非化石能源型。[7]

    图2 不同情景下的全球温室气体排放与全球地表升温估值(相对于1980~1999年的温度变化)

    根据相关估值(见图2),在A1的三种不同能源技术选择情景中,无论是温室气体排放量,还是相应的全球地表升温值,非化石能源型(A1T)均显著低于化石燃料密集型(A1F1),而能源选择平衡型(A1B)的效果居中。由此进一步表明,包括清洁能源在内的非化石能源具有较大的温室气体减排和减缓气候变暖的潜力。

    二 通过发展清洁能源减缓气候变化的国际努力

    20世纪70年代世界石油危机发生之后,国际社会日益重视化石燃料的替代能源,清洁能源开始越来越多地出现在联合国各种环境和发展相关议程上。1981年联合国新能源和可再生能源大会(UN Conference on New and Renewable Sources of Energy)通过了内罗毕项目行动(Nairobi Programme of Action)。1992年联合国环境和发展大会(UN Conference on Environment and Development)通过了利用可持续能源和保护大气实现可持续发展的行动计划,之后的2002年的世界可持续发展峰会(World Summit on Sustainable Development),确立了数个可再生能源伙伴关系。2001年,联合国可持续发展委员会(UN Commission on Sustainable Development)的“为了可持续