二氧化碳含量再创新高，俄乌战争影响全球减排进程
撰文 | Penn
编辑 | 郭郭
→这是《环球零碳》的第178篇原创
环球零碳
碳中和领域的《新青年》
摘要：美国科学家检测发现，5月15日，地球大气中二氧化碳含量为421.57 ppm，创造了大气中每日二氧化碳水平的最高纪录。2021年，全球能源相关的二氧化碳排放创历史新高。进入2022年，俄乌冲突影响全球减排进程，曾经作为过渡能源的天然气被更为便宜的煤炭所取代，由此带来的二氧化碳排放不可避免地出现反弹。未来，气候目标的实现仍需更大的努力。
二氧化碳作为一种使地球变暖的温室气体，越来越多地引起世界广泛关注。自工业革命以来，由于人类活动的大量排放，使得大气中二氧化碳的浓度急剧升高，结果造成温室效应日益增强。
与此同时，气候变化带来的影响正在不断升级，包括更极端和频繁的热浪、强降水事件、更大和更频繁的野火和海平面上升给人类社会正在带来难以估量的损失。
5月15日，美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的斯克里普斯研究所测量到地球大气中二氧化碳含量为421.57 ppm，创造了大气中每日二氧化碳水平的最高纪录。此前，4月份已经创下了有记录以来首次每月平均大气二氧化碳含量420.02ppm的新记录。这是又一次严峻的标志，表明导致气候变化的温室气体排放仍在以危险的速度上升。
美国国家海洋和大气管理局（NOAA）负责追踪温室气体的Pieter Tans表示："5月可能会更高，将创下新的月平均记录"。Tans和其他研究人员表示，“400 ppm的大关在不到十年前的2013年被突破，随后大气中二氧化碳含量每年增加超过2 ppm。二氧化碳浓度的持续逐年增长速度是前所未有的。”
图说：测量大气中的二氧化碳浓度的基林曲线
来源：[1]
地球大气中二氧化碳含量的新纪录，代表着自1958年基林曲线开始记录以来，全球大气中的二氧化碳浓度增加了30%。基林曲线是以查尔斯·大卫·基林博士命名的，他于1956年开始测量大气中的二氧化碳浓度。在定期采集空气样本时，他注意到一种模式，即夜间空气中的二氧化碳浓度高于白天，因此随着时间的推移呈现锯齿状模式。他把每天的高峰和低谷归因于光合作用和植物呼吸。随着时间的推移，也出现了季节性模式，随着植物生长周期的变化，二氧化碳水平在春季达到峰值，秋季下降。
经过多年的测量，基林证明大气中的二氧化碳浓度正在上升，并将这一上升与化石燃料的燃烧联系起来。无数研究表明，大气中二氧化碳浓度的增加会导致温室效应并带来气温升高。
01
2021，全球能源相关二氧化碳排放创历史新高
Covid-19 大流行对 2020 年的能源需求产生了深远的影响，由于汽车、飞机旅行和经济活动的突然减少，使2020年全球CO2排放量同比减少19亿吨，降幅5.2%。然而，在前所未有的财政和货币刺激措施以及疫苗快速推出（尽管不均衡）的推动下，世界经历了极其迅速的经济复苏。2021年，尽管可再生能源发电量实现了有史以来最大的年度增长，但恶劣的天气和能源市场条件加剧了能源需求的复苏，导致燃煤量增加。
图说：1900-2021 年能源燃烧和工业过程产生的二氧化碳排放量及年度变化量
来源：IEA
根据国际能源署（IEA）近期发布的报告，2021年全球能源燃烧和工业过程产生的二氧化碳排放量同比增长6%至363亿吨，达到有史以来的最高年度水平。2021年全球温室气体总排放量达到408亿吨CO2当量，其中能源燃烧和工业过程产生的二氧化碳排放占能源领域温室气体排放量的近89%。全球二氧化碳排放量增加超过20亿吨，是历史上绝对值最大的一次，足以抵消掉前一年疫情导致的排放量下降。
1/
不同能源的排放情况
2021年，煤炭占全球二氧化碳排放总量增长的40%以上。煤炭排放量目前处于153亿吨的历史最高水平，超过之前峰值（2014年）近20亿吨。2021年的煤炭发电量因天然气价格创历史新高而增长。在美国和许多欧洲电力系统中，现有的燃煤电厂的成本大大低于燃气发电厂。从天然气到煤炭的转换将全球发电产生的二氧化碳排放量推高了一亿多吨，尤其是在天然气和煤炭发电厂之间竞争最激烈的美国和欧洲。在美国，燃煤电厂的排放量在2021年增长了17%，但仍然低于2019年。欧盟的增幅为16%，但这仍明显小于2020年21%的降幅。
图说：相对于 2019 年水平，2019-2021 年化石燃料的二氧化碳排放量变化
来源：IEA
天然气排放量也远高于2019年的水平，达到75亿吨，因为所有行业的需求都在增加。
石油排放量为10.7亿吨，仍远低于大流行前的水平，原因是2021年全球运输活动复苏有限。新冠疫情继续影响2021年的石油运输使用，导致每天的需求量比2019年水平低600多万桶，排放量减少了6亿吨。
2/
不同经济体的排放情况
全球二氧化碳排放量高于疫情前水平的反弹很大程度上是由中国推动的，在2019至2021年间，全球二氧化碳排放量增加了7.5亿吨。在2020和2021年间，中国是唯一一个经历经济增长的主要经济体，碳排放量的增加抵消了同期世界其他地区排放总量的下降。仅在2021年，中国的二氧化碳排放量就上升到119亿吨以上，占全球总量的33%。中国排放量的增加主要是由于电力需求的急剧增加，而电力需求严重依赖于煤电。
图说：2020-2021年部分新兴和发达经济体的二氧化碳排放量
来源：IEA
印度的二氧化碳排放量也在2021年大幅反弹，上升到2019年以上的水平，主要是因为发电用煤的增长。印度的燃煤发电量创下历史新高，比2020年的水平高出13%，而可再生能源的增长放缓至前五年平均增长率的三分之一。
发达经济体的经济产出在2021恢复到疫情大流行前水平，但二氧化碳排放量反弹幅度不大，标志着其经济结构性的转变。2021年美国的二氧化碳排放量低于2019年4%。在欧盟，这一比例下降了2.4%。在日本，2020年排放量下降了3.7%，而2021年的反弹不到1%。在整个发达经济体中，与2020年相比，2021年的可再生能源使用量增加、电气化和能效提高等结构性改革避免了1亿吨二氧化碳排放量的增加。
02
2022，俄乌冲突影响全球减排进程
进入2022年以来，俄罗斯与乌克兰的紧张关系不断升级，2月21日俄罗斯承认乌克兰东部两个共和国独立，2月24日俄罗斯与乌克兰战争爆发。随着俄乌冲突的升级和战争的爆发，由于俄罗斯在全球能源市场中举足轻重的地位，欧美主导的多轮制裁引起了市场对于全球能源市场供给的担忧，从而导致了石油、天然气和煤炭等大宗能源价格均剧烈波动。
据美国银行4月1日的一份报告，发电厂燃烧的动力煤是最便宜的燃料之一，成本约为每百万英热单位15美元，相比之下，原油约为 25 美元，天然气约为 35 美元。因此在美国和许多欧洲电力系统中，现有的燃煤电厂的成本大大低于燃气发电厂。曾经作为过渡能源的天然气被更为便宜的煤炭所取代，煤炭重新流行起来。
图说：欧洲燃煤发电厂
来源：网络
事实上，自去年秋冬季欧洲出现能源供应不足，引发电力供应短缺之时，煤炭这一“最肮脏能源”就已经开始卷土重来，受到各国的“追捧”。2021年9月23日，英国电力公司Drax宣布重新启用燃煤发电。此前，英国计划在2024年10月彻底远离煤电，而Drax公司还发出悲观预测，英国可能无法按时达成退煤目标。
而俄乌战争的爆发，对欧盟本就脆弱的能源体系带来了沉重打击，也迫使欧洲各国从根本上重新考虑其能源政策，并引发了对替代能源的争夺。煤炭是欧洲部分地区为数不多的短期内可选择的能源之一。出于能源安全的考虑，欧洲各国尤其以德国为代表，逐步放松了对煤炭发电的限制。
与此同时，整个欧洲的燃煤发电均处于增长之中。根据 Rystad Energy的研究，去年欧洲的燃煤发电量从 2020 年增长 18% 至 579 TWh，中断了自 2012 年以来的下降趋势。该研究公司表示，如果天然气价格继续居高不下，或者俄罗斯与乌克兰的冲突减少了燃气发电量，那么到 2022 年，煤炭发电量可能会增加 11%，达到 641 TWh。1 月份欧盟的煤炭进口量比上年增长了 56% 以上，此外据当地媒体报道，俄乌冲突后，俄罗斯对欧洲西北部的煤炭出口激增了40%以上，三个主要出口码头自2月24日以来已向欧洲西北部运送了452万吨煤炭，2021年同期仅为320万吨。这也进一步验证了煤炭发电量可能会持续增加的预测。
图说：欧洲电力来源
来源：Rystad Energy
智库Ember最新的欧盟电力趋势报告，指出天然气危机为欧盟的电力转型带来了范式转变。从历史上看，欧洲不断增长的可再生能源取代了排放最密集的煤电。然而，由于2021年下半年以来天然气价格飙升，可再生能源取代的是天然气而不是煤电，欧盟淘汰煤电的计划的减缓。天然气危机将至少持续两年，如果各国不能加快可再生能源的部署并立法继续关闭煤电厂，欧洲的气候目标可能面临风险。
在2019至2021年间，欧盟电力部门的排放量下降了不到1.5摄氏度目标所需的一半。目前，从化石燃料到清洁能源的转变速度仍然不够快。在出于能源安全的考虑、欧洲逐步放松对煤炭发电的限制的2022年，煤炭发电量可能会持续增加，而由此带来的二氧化碳排放也不可避免地出现反弹。
在全球范围内，俄乌冲突继续重构能源贸易版图，主要经济体对煤炭的消费需求也出现了再度回升，其中以印度尤为明显。
图说：印度加尔各答的热浪中的男子
来源：Indranil Aditya/NurPhoto via Getty Images
近日，印度政府正在努力推动煤炭进口、重启部分煤电机组，以缓解4月开始的由异常高温天气带来电力危机。据央视新闻报道，印度政府近期发表声明，要求印度国营和私营企业确保在6月底之前，从海外进口1900万吨煤炭。此外，印度政府还在5月6日启动一项紧急法案，计划启动一些依靠煤炭运行的发电厂，该部分电厂此前由于财务问题或国际煤价高企等因素一直处于闲置状态。分析人士认为，印度可能会增加从俄罗斯进口的煤炭，因为全球能源价格已持续上涨至创纪录水平，而俄罗斯依旧提供了较低的价格，以每吨60至65美元的“折扣价”出售煤炭。重启煤电机组的举动，必将使印度的二氧化碳排放量持续攀升。
03
未来，气候目标的实现仍需更大的努力
根据政府间气候变化专门委员会（IPCC）的最新报告，人类可能已无法阻止地球在前工业时代水平之上升温1.5°C，至少暂时如此；但采取积极的措施遏制温室气体排放和回收大气中的碳，可以控制这一增温乃至降低气温。然而，这一报告也清晰表明，这一窗口期正在快速关闭，同时正在流逝的，是人类阻止全球变暖最坏后果的机会。若超过2015年巴黎气候协定所设定的1.5°C的限制，极端气候和生态系统崩溃的机率将会增加。
“尽管有更多政府在各层面都做出了更多减缓工作，但排放仍然在增加。”耶鲁大学地理学家、报告的主要协调作者Karen Seto说，“我们需要做更多，并且要快。”
图说：全球甲烷泄漏热点区域
来源：KAYRROS
模型显示，全球排放需最晚在2025年前达到顶峰，之后需要快速减少，这样世界才会有50%的机会将变暖控制在1.5°C之内。碳排放需要在2030年前减半，并且在50年代初达到“净零排放”才能实现气候目标。因此，气候变暖问题已来到最危急的时刻，未来3年，是我们最后的机会，避免气候灾难需要采取非常规的极端措施。
在全球性气候问题面前，没有任何一个国家可以独善其身，每个国家都需要展开行动。正如联合国环境规划署执行主任英格·安德森 所言：“今年必须开始采取行动，而不是明年；这个月，不是下个月；今天，而不是明天。”
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参考资料：
[1] https://keelingcurve.ucsd.edu/
[2]https://www.axios.com/2022/05/04/april-sets-record-highest-co2-levels
[3]https://www.iea.org/reports/global-energy-review-co2-emissions-in-2021-2
[4]https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-10796599/Earths-CO2-hits-highest-recorded-level-human-history.html
[5]https://www.argusmedia.com/en/news/2305304-german-utilities-expect-higher-coal-burn-correction?backToResults=true&selectedMarket=Coal
[6]https://renewablesnow.com/news/europes-coal-generation-rises-in-2021-could-increase-further-in-2022-774179/
[7]https://ember-climate.org/insights/research/european-electricity-review-2022/
[8]http://www.cnenergynews.cn/zhiku/2022/05/06/detail_20220506122982.html
[9]https://www.nature.com/articles/d41586-022-00951-5
[10]https://fortune.com/2022/04/04/global-heating-surpass-1-5-degrees-celsius-climate-change-un-report/
[11]https://indianexpress.com/article/india/running-out-of-time-climate-action-feasible-and-affordable-says-ipcc-7853117/
[12]https://www.ipcc.ch/
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END
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