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有输气管道,以风力发电机为背景;德州,我们。 资料来源:Jim Parkin / Alamy Stock Photo
58biwei
2017年8月15日17:38

分析:为什么美国的碳排放量自2005年以来下降了14%

齐克Hausfather

齐克Hausfather

08.15.17
齐克Hausfather

齐克Hausfather

15.08.2017 | 5:38pm
58biwei 分析:为什么美国的碳排放量自2005年以来下降了14%

在2005年之前,美国碳排放量年又一年度向上航行,速度较小。在这一点之后,他们迅速下跌,从2016年底到峰值下降了14%。

研究人员给出了这一标记的转变的许多不同的原因。一些认为它主要是由于天然气,并且在较小程度上,风都换煤以发电。其他建议下跌是由金融危机及其对经济的持久影响所驱动的。

这里碳简介必威手机官网提出了自2005年以来美国二氧化碳衰退的原因分析。没有单一的减少原因。相反,它们是由许多因素驱动的,包括从煤气到天然气的大规模过渡,风力发电量大,工业能源使用的减少和运输模式的变化。必威体育在线注册

尽管美国经济从金融危机中复苏,但其二氧化碳排放量仍持续下降。尽管减排的步伐可能会放缓,但这些因素中的许多仍将继续推动排放量的下降当前政府

必威手机官网碳简报的分析显示,2016年……

  • 总体而言,如果潜在因素没有变化,二氧化碳排放量比其潜在因素不变,低于2005年的峰值。
  • 电力行业的煤制气转换是最大的驱动因素,占2016年减排总量的33%。
  • 风发给减排19%的排放量。
  • 太阳能占3%。
  • 减少的用电量——主要是在工业部门——占18%。
  • 如果没有这些变化,电力部门的二氧化碳排放量将比现在高出46%。
  • 家庭和工业燃料消耗的减少在总排放量中占了12%。
  • 最后15%是由人均行驶里程减少、车辆能效提高和航空旅行减少造成的交通运输排放的变化。

“大局”

美国的排放量在2005年达到峰值,略低于60亿吨二氧化碳(MtCO2), 2016年已下降至5200亿吨二氧化碳以下。下图用黑色表示美国的实际排放量,用彩色“楔形”表示不同原因导致的排放量减少。

如果驾驶排放的潜在因素没有改变,人口越来越大的人口将导致排放量增加而不是过去十年的拒绝。

从黑色能量的每年美国二氧化碳排放量(百万公吨),彩色楔形因素估计减少。必威体育在线注册顶部图表显示截断的y轴的缩放旧约,底部图表显示了与零开始的y轴相同的图表。有关图表创建的详细信息,请参阅最后的方法。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

在碳简必威手机官网介分析中,如果潜在因素没有改变,总体二氧化碳排放量比其潜在因素低18%,低于2005年的峰值。没有单一因素负责美国二氧化碳中总拒绝的三分之一。

燃气发电的增加是最大的驾驶员,占2016年总排放总排放量的33%。天然气远非氧化碳,但是减少二氧化碳因为它主要取代了高碳煤炭。

风力发电减少了19%的排放,而减少的电力使用——主要是在工业部门——占18%。来自非电力来源(如现场燃烧石油或天然气)的工业二氧化碳排放量减少了7%

其他重要因素包括减少驾驶里程,提高汽车燃油经济性,以及通过减少每乘客每英里的二氧化碳而降低航空旅行的排放。太阳能发电在减排中所占比重虽小,但仍在不断增长,占2016年减排总量的3%。

为了评估美国二氧化碳排放量减少的原因,有必要创造一个“一切照旧”的情景,使这些减少背后的因素不变。为此,Carbon Br必威手机官网ief采取了将能源使用和排放固定在2005年人均水平的方法。必威体育在线注册这显示了如果情况保持2005年的水平,各个经济部门的排放量将会是多少。

在下面的部分中更详细地探讨了从能量发出CO2的经济部门的每个部门。必威体育在线注册这包括:建筑物和工业的发电,运输和燃料使用。

本文中的分析建立在研究人员IIASA, 这美国能源部必威体育在线注册, 这突破研究所其他,并将数据延续至2016年底。它还延伸到经济中的大多数二氧化碳排放源,而不仅仅是集中在发电上。

值得注意的是,该分析仅涉及来自能源的二氧化碳,而不是来自土地利用变化或其他温室气体的二氧化碳排放。必威体育在线注册然而,由于来自能源的二氧化碳排放量为90%的温室气体排放,而大必威体育在线注册多数美国非二氧化碳排放近年来在官方库存中遭到下降,在过去十年中,对所有温室气体来源的更全面评估可能会导致类似的结果。

这项分析也没有考虑贸易中隐含的二氧化碳排放,尽管自2005年以来,通过制造业外包出口的二氧化碳排放所占的份额已经略微减少了

发电

美国约36%的二氧化碳来自燃煤、石油和天然气发电,这使得该行业成为最大的单一排放源。

自2005年以来,煤炭的占据这一混合物的份额急剧下降,从总代的55%下降到今天只有33%。这主要被燃气和风取代。

下图显示了1990年至2016年间每种燃料产生的电量。它还包括一个“一切照常”的场景,以虚线表示每种燃料。在这种情况下,发电组合和人均用电量都保持在2005年的水平,总用电量随着人口的增长而增加。

每年通过燃料(实线)产生的太瓦时(TWh)发电量,以及“一切如常”的情况(虚线),即电网结构和人均用电量保持在2005年的水平。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

这让我们了解到,如果没有那些推动近年来重大转变的因素,美国电力行业将会是什么样子。煤炭将继续占主导地位,天然气和风能将保持在接近水平,太阳能仍然可以忽略不计。核能发电基本上保持不变,只是比实际情况略微增加。

必威手机官网“碳简报”的“一切如常”方案还将人均用电量固定在2005年的水平,涵盖了使用电力的三个主要经济部门:家庭、企业和工业。

下图比较了固定需求情景(虚线)和实际需求(实线)。

按部门划分的太瓦时年用电量(实线),以及按部门划分的人均用电量维持在2005年水平的“一切如常”情况(虚线)。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

人均电力使用的总体下降主要集中在工业中。随着美国经济越来越远离繁重的制造业,该部门的电力使用正在下降。由于最近的经济衰退,产业也比其他部门更大,但即使经济恢复,电力使用也持续下滑。由于部署的部署增加,每人均住宅用电量也有所下降必威体育在线注册能源效率措施

用于发电和消费的这些“业务 - 通常”方案提供了一种计算对美国二氧化碳排放拒绝的贡献。下图显示了黑色的实际电力扇形二氧化碳排放,以及如果不是用于气体,风,太阳能和电力减少的额外排放。

美国每年的二氧化碳排放量以发电MtCO2为单位,以灰色表示,以暗紫色表示,以太阳能发电为单位,以浅蓝色表示,以气体发电为单位,以暗紫色表示。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

煤制气转换是电力行业二氧化碳减排的最大推动力,占2016年总量的45%。风能和减少的用电量各占25%左右,而太阳能占剩下的5%。

必威手机官网碳简报对天然气和风能减少二氧化碳的估计与美国能源部的几乎相同必威体育在线注册必威体育在线注册能源信息管理局

如果没有天然气、风能和减少用电的影响,该行业的二氧化碳排放量可能会继续增加,与过去的趋势一致。到2016年,电力行业的二氧化碳排放量将比现在高出近46%。

这种对电力部门排放的分析是不完整的,因为它没有考虑甲烷泄漏。而官方库存建议在美国页岩繁荣期间,能源的甲烷排放量减少,必威体育在线注册其他的研究显示排放量可能会更大。这将抵消一部分从煤炭转向天然气对二氧化碳的好处,至少在短期内是这样。同样,一些建议美国天然气繁荣压低了煤炭价格,可能导致煤炭进口增加其他国家使用

运输

运输是发电后美国碳排放的第二大来源。它包括个人车辆,公司舰队,卡车,航空,公共交通,船舶和任何其他移动排放来源。

交通排放的减少主要来自三个方面:人们少开车;车辆变得更省油;航空公司每名乘客消耗的燃油也更少。

下图显示了自20世纪70年代后期以来这些因素的趋势。虚线的黑线是“常见的业务”方案,其中条件仍处于2005年。

人均每年的英里,车辆燃油经济(每加仑英里)和航空公司燃料使用人均。每个情节中的虚线黑线代表固定的2005级。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

在过去的40年里,美国人的驾车里程急剧增加,从1973年的每人每年约6000英里增加到2007年的每人每年超过1万英里。

然而,在2007年之后,每人沿着英里驱动的人开始衰落。虽然自金融危机结束以来它已经反弹了一点,但它仍然远低于2005年的高峰,也许建议长期驾驶行为的变化

近年来,汽车和卡车的燃油效率也有所提高。燃油经济性在20世纪70年代和80年代一直在增长,直到1992年之后趋于稳定,因为达到了标准,但没有扩大。

2005年之后,随着新标准的引入,该指数又开始上升。近年来,这一比例有所上升,目前汽车的燃油效率平均比2005年提高了5%。

航空旅行也变得更有效率了,在过去的十年里,由于更好的引擎、更轻的飞机和更满的航班,让更多的乘客使用更少的燃料。

图表还显示,在2001年9月11日的恐怖袭击和2008/2009年的经济衰退之后,由于航班减少,人均航空燃油消耗量显著下降。近年来,人均航空燃油使用量略有回升,但仍远低于十年前的水平。

这三个因素的综合影响如下图所示,其中黑色的区域是实际排放量,三个楔形反映了减少的排放量减少的人均驾驶里程,燃油经济性的提高,和减少的航空燃油使用人均。

从黑色运输中的MTCO2年度美国二氧化碳排放量,估计降低的里程减少(橙色),车辆燃料经济性(紫色)和航空效率排放(红色)。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

这不是对运输部门的完全分析,然而,由于它不会涵盖其他排放来源的变化,包括公共交通和运输。

建筑和工业

必威体育在线注册建筑和工业使用的能源(不包括发电)是现场燃料燃烧的形式。对于家庭和企业来说,这主要是用于空间和水加热的天然气和石油。对于工业来说,许多不同的过程都需要燃烧燃料来释放二氧化碳。

下图显示了1990年至2016年之间的住宅,商业和工业部门的二氧化碳排放,以及“业务和通常”情景,排放量在2005年的水平保持不变。这将在2005年的级别而不是2005年的人均水平修复排放量,因为它们已经在平坦或人均下降。

从MTCO2的能源使用的年度非电力排放由部门(实线),以及“业务 - 必威体育在线注册常规”情景(虚线),该部门的能源使用在2005年的级别持续。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

工业非电力二氧化碳排放量的减少是推动下降的主要因素,电力行业的情况也同样如此。

由于能量效率和a的组合,房屋也看到了排放的有意义下降必威体育在线注册开关了从使用油用于空间和水加热。请注意,每年的变化都受到天气和其他因素的影响。

商业非电力二氧化碳排放量保持稳定。这反映了经济活动和效率的相反影响,两者都在增加。

下图显示了这些部门的二氧化碳减排总量。总非电力二氧化碳排放量用黑色表示,而每个部门的减少量用彩色楔形表示。由于“一切照旧”的方案将排放量固定在2005年的水平上,而不是2005年的人均水平,这个数字比之前的数字要平坦得多。

美国家庭、企业和工业使用非电力燃料的MtCO2年排放量为黑色,工业(浅蓝色)、企业(黄色)和家庭(深蓝色)的估计排放量减少量。通过碳简短使用图表必威手机官网高级园林

结论

近年来,许多因素共同推动了美国排放量的下降。虽然天然气、风能以及减少电力和能源的使用发挥了最大的作用,但其他部门也做出了重要贡献。必威体育在线注册

随着美国经济从金融危机及相关衰退中复苏,排放量继续下降,这表明这不是减排的主要原因,尽管它可能起到了催化剂的作用。

尽管联邦政府目前在气候变化问题上无所作为,但天然气、风能和太阳能价格的不断下跌,能效的不断提高,以及汽车燃油经济性标准的不断提高,意味着美国的排放量可能会保持不变或继续下降。

各州也越来越多地采取自己的行动在没有联邦政策的情况下实现减排目标。在这种情况下,美国排放量的大幅增加是意料之外的,除非煤炭补贴或者同样非传统的市场干预。

然而,美国目前的二氧化碳减排速度还不足以满足其在《气候变化框架公约》下做出的承诺巴黎协议。自从工业前时代以来,避免超过2℃的温暖也太慢了。

虽然了解到目前为止二氧化碳减排背后的因素是有用的,但联邦和地方政策都需要在推动大幅减排方面发挥作用,以避免潜在的危险变暖。

方法

按行业和燃料分列的电力使用和排放数据来自美国能源情报署(US Energy Information Administration)的数据必威体育在线注册每月能源评估必威体育在线注册

“商业 - 通常”方案假设网格混合(燃料百分比)和人均电力消耗在2005年的水平保持不变。人口数据来自美国经济分析局

减少的电力使用对减少二氧化碳的贡献是通过将每月实际和“照常经营”(BAU)情景发电量的差额乘以当月BAU情景电网混合排放因子的平均值来计算的。

为了计算风,太阳能和气体到CO2减少的相对贡献,假设它们的额外功率输出同样地移动相对于BAU场景下降的能源。必威体育在线注册换句话说,如果煤炭,石油和核相对于BAU情景减少,则假定来自风,天然气和太阳能的新一代,以便各自替换。

选择什么样的燃料可以抵消对估计的排放量减少有很大的影响,并有助于解释不同的结果其他组。这里采取的方法试图给所有源相等重量,并产生几乎与所用方法相同的结果美国能必威体育在线注册源情报署这种分析也可以在状态级更粒度完成。

运输

每月车辆行驶里程的数据来自美国交通部联邦高速公路管理局。是汽车燃油经济性的基础每月能源评估必威体育在线注册柴油和汽油用于运输和车辆行驶里程。航空公司座位英里来自于美国交通局统计局,而航空燃料的使用则来自于每月能源评估必威体育在线注册

燃油经济性的计算方法是用每月车辆燃油消耗量(包括汽油和柴油)除以所有车辆行驶的总里程。

通过假设人均车辆行驶里程、人均航空燃油使用量和车辆燃油经济性都保持在2005年的水平,我们创建了一个BAU情景。二氧化碳减排的计算是基于BAU情景和每个情景的实际行为之间的差异。

建筑和工业

非电力二氧化碳排放来自家庭,企业和工业每月能源评估必威体育在线注册。通过在2005年级别固定每个部门的非电气二氧化碳排放来创建BAU方案。通过比较每个BAU场景和实际行为来计算二氧化碳减少。

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