文献阅读 | 实现1.5度目标的替代途径：减少对负排放技术的需求

题目

Alternative pathways to the 1.5 °C target reduce the need for negative emission technologies

作者

Detlef P. van Vuuren, Elke Stehfest, David E. H. J. Gernaat, Maarten van den Berg, David L. Bijl, Harmen Sytze de Boer, Vassilis Daioglou, Jonathan C. Doelman1, Oreane Y. Edelenbosch, Mathijs Harmsen, Andries F. Hof and Mariësse A. E. van Sluisveld

期刊

Nature Climate Change

时间

2018年

一作

单位

1.PBL Netherlands Environmental Assessment Agency, The Hague, the Netherlands. 2. Copernicus Institute for Sustainable Development, Utrecht University,Utrecht, the Netherlands

链接

https://doi.org/10.1038/s41558-018-0119-8

 

研究内容

《巴黎协定》确立了将全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在远低于2℃的目标，并为1.5℃温控目标度而努力。IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）第五次评估报告评估了114个实现辐射强迫值为2.6W m-2（实现2℃的目标的可能性大于66%）的情景，其中104个情景表明在本世纪下半叶需要净CO2移除（CDR），主要依赖于BECCS技术，有时需要辅以植树造林，情景表明本世纪累计CDR约为200-400GtCO2。相对较少的实现1.5℃情景的路径类似于2℃情景，但是需要更早的进行更深度的减排。考虑到基于土地利用的CDR措施的影响，例如生物质能和植树造林对粮食生产、生物多样性等的影响，有限的地质存储容量，几乎不被社会支持的CCS技术等因素，一些研究对是否能够实现以上情景中如此大规模的CDR提出质疑。因此，评估实现1.5℃目标的替代措施是非常必要的。本文探索一些替代情景及其在多大程度上能够减少实现1.5度气候目标对CDR的需求。

 

研究发现

替代路径对排放的影响。在baseline（SSP2）情景下，2010年的GHGs排放量为50GtCO2当量，2050年和2100年分别上升为70和80GtCO2当量。如图1a所示，要实现与辐射强迫分别为2.6 和1.9 W m−2一致的排放路径，还需要深度减排。如图1b所示，在不实施气候政策的情况下，与SSP2相比，2050年排放量减少10%（低人口情景, LowPop）-30%（可再生电气化情景, RenElec）。生活方式改变（LiStCh）、低non-CO2（LoNCO2）和农业集约化（AgInt）情景主要影响non-CO2和土地相关的CO2排放；效率（Eff）、可再生电气化（RenElec）和低人口（LowPop）情景主要影响化石燃料相关的CO2。与baseline情景相比，在default 1.9 W m−2情景中，二氧化碳和非二氧化碳气体的排放量大幅减少。CH4 和 N2O的排放量约减少50%，CO2减少量更多，2050年为负排放。

图1 baseline和减排情景下GHG排放. a,总排放量. b, baseline情景下和c,减排情景下的排放量. b和c中的底纹实施a中情景类的颜色（baseline,2.6 和 1.9 W m−2）

所有情景中都需要能源消费和土地利用的快速转型。如图2所示，在辐射强迫为1.9 W m−2的所有情景中，低碳能源的使用都将快速增长，从15%到2050年增长为80%，这主要是生物质能、CCS、太阳能、风能、核电。能源效率也有助于减排。2050年，在低non-CO2（LoNCO2）、生活方式改变（LiStCh）和可再生电气化（RenElec）情景中现代生物质能（加/不加CCS）的消费量低于100EJ，在default减排情景中高于200EJ，其中农业和森林残余物为80EJ/yr。在default减排情景（DEF_1.9）中，超过600 Mha的土地需要用于生物质能生产。因此，总的农业面积大大扩大。大部分的替代减排情景对土地的需求相对较小，这减少了粮食生产和/或生物质能生产所需土地。在低non-CO2情景和生活方式改变情景中，生产动物饲料的草地和耕地减少了20-25%，这主要是由减少的肉类消费引起的。

图2 土地利用和能源消费的转变.a,农作物、草地、能源作物和总森林面积的土地覆盖(自然和受管理)(其余的自然的土地覆盖类型不包括在内)，b,农业土地利用变化(是a中农作物、草地、能源作物之和);c,一次能源使用量，d,低碳技术在总一次能源中的占比.低碳技术定义为太阳能、风能、核电、生物质能(传统和现代)、水电、具有CCS技术的化石燃料(煤、油、天然气)

转型路径：如图3所示，存在替代路径可以减少和延迟BECCS技术的使用， 这表明未来可以有更多的时间发展CDR和减少对生物质能的依赖。2050年后全球人口稳定甚至下降，可以减少对土地竞争的压力，从而能够生产更多的生物质能和植树造林。替代措施能够大幅度减少实现1.5℃目标的CDR的使用量，但是几乎所有的情景依然依赖于BECCS和/或造林（在结合所有的替代措施时，依然需要再造林捕捉400Gt的CO2）；在巴黎气候目标约束下，发展CDR措施依然是重要的决策。一系列的替代情景能够使得低碳转移路径多样化，考虑到默认政策（def_19）的不确定性，更多样化的选择组合和对其贡献的公开讨论可以提供更大的灵活性，以确保实现目标。

图3 减排情景中BECCS技术的使用量.a, BECCS技术的使用量. b,来自能源的累计净CDR（BECCS）作为辐射强迫目标的函数

编辑：任明

排版：胡卉然

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