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美国索诺玛县的电力电力线
美国索诺玛县的电力电力线。 图片来源:天线档案 / Alamy Stock Photo。
来宾帖子
2022年5月31日13:00

来宾帖子:美国如何在2030年将其排放量减半

来宾帖子 来宾帖子:美国如何在2030年将其排放量减半

在2021年,美国提高它的巴黎气候承诺,承诺将其温室气体(GHG)的排放量减少到2030年的2005年水平低于2005年的50-52%。然而,关于达到这一目标所需的行动仍然存在问题。

文章我和我的合着者和我申请了六biwei6868个领导者必威体育在线注册能源经济模型美国能源供应必威体育在线注册和需求,以确定达到2030目标的途径。这种模型比较研究用于气候科学和能源建模等领域,以确定哪些发现在模型和输入假设之间是可靠的,并且哪些不同。biwei6868必威体育在线注册

总体而言,我们发现强大的协议是,在达到2030年低碳电力和电气化目标方面将有钥匙角色 - 将电力代替运输,建筑物和工业的化石燃料。这些模型还符合需求大规模部署可再生能源,电动汽车和其他技术,相对于历史层面以及当前政策继续下去的情况。

将变暖限制为1.5C的途径通常涉及到2030年,大约将全球二氧化碳(CO2)的排放量减半,并在2050年左右达到零二氧化碳的排放。这意味着我们的研究对其他国家可能有用,因为它们考虑立即采取了减轻排放的行动。

排放途径

满足美国2030年美国的雄心壮志意味着三倍该国历史温室气体的减少。剩下不到八年的时间,需要采取哪些步骤来实现这一目标?

我们发现,到2030年,大约70-90%的排放减少来自电源和运输部门,分别在下图中显示了紫色和浅绿色块。这些部门目前是最大的发射器,有低成本缓解可用的选项。

相对于2005年水平,美国温室气体排放减少的模型的比较
相对于2005年水平,在2030年的美国温室气体排放量减少的模型之间进行了比较。美国EPA的历史排放美国温室气体排放和水槽的清单。资料来源:Bistline等。((2022)。

尽管如此,所有部门仍然构成2030目标。到2030年将排放量减少一半需要箭袋中的所有技术和政策箭头。必威体育在线注册我们的研究发现,能源效率,清洁剂和快速电气化是近期和长期排放减少的中心策略。

在多个领域需要立即和持续的努力,这超出了最近的趋势:

  • 新风和太阳能的增加速度比过去10年快两到七倍。迄今为止,最大的风能和太阳能的年度部署是2021年,有27吉瓦(GW)(GW),但达到2030目标的途径通常涉及每年建造的可再生能力量增加一倍或翻倍。
  • 煤炭能力退休一直延长到2030年,煤炭发电量从当前水平下降了90-100%。
  • 运输电气化采用加速。电动汽车(电动汽车)从今天的新销售销售额的约4%增加到到2030年的34-100%,平均型号为67%。这超出了当前政策预计发生的速度(16-77%,平均38%)。

在过去10年中发生的电力部门变化显示在下图的最左列中,这十年中的年平均增长符合其他列中六个模型中每个型号的2030目标。值得注意的是,所有型号的煤炭能力关闭率均一致,到2030年,每年超过20GW。

直到2030年,技术的平均年产量增加和退休的平均年度增加和退休的比较
CRoss-Model的平均年能量增加和退休的比较到2030年。资料来源:改编自Bistline等。((2022)。

在运输部门,拜登政府到2030年设定了50%的EV销售目标,但我们的模型结果表明,EV部署可能必须超过该水平才能达到范围内的整个经济排放目标。

这在下图中说明了这一点,该图比较了历史电动汽车的采用率(黄线)和我们的六个符合目标的途径(棕色线),以及政府在2030年的目前50%的目标。平均而言,我们的模型表明,目前的政策将导致到2030年的EV采用约35%,而符合2030年总体气候目标的途径的平均采用率为65%。

2030年美国轻型汽车和卡车的电动汽车销售份额的比较
C2030年,美国轻型汽车和卡车的电动汽车销售份额在型号上。历史价值来自国际能源机构的必威体育在线注册全球电动汽车Outlook 2021。资料来源:改编自Bistline等。((2022)。

除了这些广泛的相似性外,模型之间还有几个关键差异。这些包括电气化水平(以及电力需求增长),风能和太阳能的份额,新的气体电力能力和基础设施部署水平(例如电力传输网络)。

这些模型也不同意碳捕获和存储(CCS),到2030年,六个参与型号的六个参与模型中的三个部署了最高70GW容量的气体。没有CCS的型号通常部署不含CCS和储能的更多气体燃气容量。必威体育在线注册

政策含义

模型同意需要其他启用政策,以促进过渡以实现2030目标。将这些场景与当前的政策和技术趋势进行比较,这揭示了实施差距,这些方案将需要解决其他政策和激励措施。

到2030年,现有的气候策略预计从2005年的水平降低了与能源相关的CO2仅6-28%,由下图中必威体育在线注册的各个列显示。这意味着这些当前的政策将远远无法达到2030(水平线)的50-52%目标。

在参考方案中,通过部门对2030年美国温室气体排放的跨模型比较。
参考(“当前的政策”)方案中,跨模型比较了2030年美国温室气体排放。资料来源:改编自Bistline等。((2022)。

模型包括不同的政策来缩小此差距。有些人采用自下而上的部门特定措施来反映政策建议,而另一些人则使用自上而下的方法来识别“最低成本”的缓解途径,主要使用范围内经济的温室气帽。政策包括清洁能源税收抵免,电力部门标准,最终用必威体育在线注册途设备回扣,碳定价和这些选择的组合。

二氧化碳减排的边际成本等于与最后一吨二氧化碳相关的成本减少,范围从2030年的每吨36-155美元不等。这个广泛的范围是由于模型假设的政策和技术成本差异所致。

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尽管关于哪些政策和激励措施在政治上有吸引力和持久性仍然存在问题,但这些情况表明,政策制定者可以使用许多不同的政策组合来减少到2030年的排放。

美国参议院是目前辩论可再生能源,电动汽车和低排放技术的税收抵免额超过5000亿美元,但是这些激励措施的命运以及它们缩小2030排放差距的距离仍然不确定。

收益和成本

达到2030目标的行动会产生一系列好处。这些政策避免了来自这些政策的全球气候损害,由一个参与模型大致估算1400亿美元每年。还存在空气污染物的局部减少的共同利益,例如二氧化硫,氮氧化物和颗粒物,它们可以具有显着且直接的对人类健康的好处

其他好处可能包括创造就业机会,促进创新,提高国际竞争力并改善低收入家庭的股权成果 - 所有取决于政策实施细节的因素。

在政策成本方面,模型可以计算到达到2030目标的能源系统支出的增加(包括燃料支出,供应和需求端技术的维护和资本成本)相对必威体育在线注册于没有这些政策的参考水平。

到2030年,这些增量成本为每年900亿美元280亿美元,尽管可再生能源和电动汽车的技术进步已大大降低了这些脱碳成本,即使与几年前相比。

下一步

我们的文章表明,达到2030年美国气候目标的下一步更加清晰且价格越来越便宜,但需要新的支持政策才能到达那里。实现此目标的行动可能涉及现有技术的广泛部署,这些技术利用了早期时期的技术变革和相关政策。

近期过去的大量资源建设大量资源表明,以更快的速度提高采用率可能需要机构创新,包括加速的选址和允许低发射项目的允许。

我们的研究提供了更详细的预测,可行的见解以及对实现近期气候目标所需的政策和技术部署的更大信心。这些动作可以为负担得起,可靠和公平的清洁能源过渡奠定基础。必威体育在线注册

Bistline等。(2022)。“到2030年,减少美国排放至少50%的行动”,科学,biwei6868https://doi.org/10.1126/biwei6868science.abn0661

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