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清华大学常世彦等:温升2 ℃/1.5 ℃情景下世界主要区域BECCS发展潜力评估分析

温升2 ℃/1.5 ℃情景下世界主要区域BECCS发展潜力评估分析

郑丁乾1,常世彦1,2,蔡闻佳1,3,杨方4,张士宁4

(1. 清华-力拓资源能源与可持续发展研究中心,2. 清华大学能源环境经济研究所,3. 清华大学地球系统科学系,4. 全球能源互联网集团有限公司)


本文发表在《全球能源互联网》2020年第4期“电力系统低碳发展的目标、战略及技术选择”专题,欢迎点击品读。本文受国家自然科学基金、国家电网有限公司科技项目资助。

文章导读

《巴黎协定》确立了全球控制温升不超过2℃并努力控制在1.5℃以内的长期目标。实现这一目标,需要快速从传统的化石燃料消费转移到低碳能源利用,积极采取温室气体减排措施。但是,越多越多的研究表明,仅仅依靠常规的减排措施不足以实现目标,还需要采用以生物质能结合碳捕集与封存(bioenergy energy with carbon capture and storage, BECCS)为主要代表的碳移除技术(carbon dioxide removal, CDR)。为了能够对BECCS发展潜力在区域层面的现有研究有一个初步认识,本研究基于全球综合评估模型的主要情景研究结果,评估分析了全球温升2 ℃和1.5 ℃情景下主要区域的BECCS发展潜力。

重点内容

本研究基于共享社会经济路径(SSP)数据库和CD-LINKS数据库,对BECCS相关研究进行了梳理。综合来看,各区域BECCS将可能在2030年后开始快速发展,其中OECD和ASIA区域是发展较快的地区,也是发展潜力较大的地区(见图1)。

图1 SSP数据库中2 ℃/1.5 ℃温升情景下世界主要区域的BECCS发展潜力

注:参考SSP数据库中的区域划分,将全球分为5个区域,分别是OECD(包括1990年的OECD国家以及欧盟成员国和候选国)、REF(东欧和前苏联国家)、ASIA(除了中东、日本和前苏联国家以外的亚洲国家)、MAF(中东和非洲国家)和LAM(拉丁美洲和加勒比海地区的国家)。

全球温升2 ℃情景下,生物质发电和生物质液体燃料结合CCS的发展潜力较大,而生物质制氢的发展潜力较小。但是在温升1.5 ℃情景下,生物质制氢的规模将可能在一定程度上有所增加(见图2)。

图2 SSP数据库中世界主要区域在全球温升2 ℃/1.5 ℃情景下的BECCS技术路线

在全球温升2 ℃情景下,各区域平均生物质能利用量中BECCS利用量的比重从2030年占比2.7%~24.55%,到2050年增加到26.96%~55.33%。不同区域的平均BECCS利用量在该区域平均生物质能利用量中的占比也有差别,本世纪的大部分时间里OECD是占比最大的区域,而MAF是占比最小的区域(见图3)。

图3 SSP数据库中平均BECCS利用量占平均生物质能利用量的比例

主要结论


1

全球情景研究结果表明各区域BECCS将可能在2030年后开始快速发展。

2

BECCS的发展将可能主要集中在OECD区域和ASIA区域。

3

全球温升2 ℃情景下,主要以生物质发电和生物质液体燃料结合CCS为主,生物质制氢结合CCS的发展潜力较小;而在温升1.5 ℃情景下,生物质制氢结合CCS会有一定程度的增长。

4

BECCS占生物质能利用比重上,全球各区域在中长期都会有所增加。本世纪的大部分时间里OECD区域将可能是比重最大的地区。



本文引文信息

郑丁乾,常世彦,蔡闻佳,等. 温升2 ℃/1.5 ℃情景下世界主要区域BECCS发展潜力评估分析[J]. 全球能源互联网,2020,3(4):351-362.


ZHENG Dingqian, CHANG Shiyan, CAI Wenjia, et al. Assessment of global and regional BECCS development potential under the scenario of global warming of 2 ℃/1.5 ℃[J]. Journal of Global Energy Interconnection, 2020, 3(4): 351-362(in Chinese).

研究团队

清华-力拓资源能源与可持续发展研究中心是清华大学的校级科研机构,旨在整合全校相关院系,组织跨学科研究团队,开展就全球特别是中国的能源、矿产资源与可持续发展领域若干关键课题的研究,并积极与国内国际机构进行合作,努力成为世界能源、资源和可持续发展问题的一流研究机构,为中国乃至全球可持续发展做出贡献。其中,常世彦课题组致力于能源管理与气候政策的相关研究。

作者简介


郑丁乾


硕士


研究方向为地理信息系统和生物质资源评价

E-mail:

zhengdingqian@mail.tsinghua.edu.cn


常世彦


副研究员


主要从事能源管理与气候政策研究

E-mail:

changshiyan@mail.tsinghua.edu.cn


蔡闻佳


副教授


主要从事气候变化研究和系统分析

E-mail:

wcai@mail.tsinghua.edu.cn


杨方


高级工程师


研究方向为气候变化、电力系统、能源与环境等

E-mail:

fang-yang1@geidco.org


张士宁


博士


研究方向为全球能源发展战略规划、综合评价、能源经济与能源供需、可再生能源发电技术等

E-mail:

shining-zhang@geidco.org

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编辑:张鹏

审核:白恺


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