Credit: CC0公共领域电力部门正在进行削减成本的创新，到本世纪中叶，电力将在世界能源供应中领先于化石燃烧燃料。一项新的研究发现，当与全球碳价格相结合时，这些发展可以催化减排以达到巴黎气候目标，同时减少对有争议的负排放的需求。“如今，工业、移动或供暖建筑的所有能源需求中，80%是通过直接燃烧——大部分是化石燃料——来满足的，只有20%是通过电力来满足的。我们的研究发现，到2050年，这种关系几乎可以逆转，使易于脱碳的电力成为全球能源供应的支柱，”这项新研究的作者、波茨坦气候影响研究所研究员古纳尔·鲁德勒说。“在很长一段时间里，化石燃料既便宜又容易获得，而电力是珍贵且昂贵的能源。可再生能源发电——尤其是太阳能光伏发电——已经变得惊人，这是大多数气候模型迄今为止都低估的速度。仅在过去十年里，太阳能发电价格就下降了80%，预计未来还会进一步降低成本。这一发展有可能从根本上彻底改变能源系统。我们的计算机模拟显示，加上全球碳定价，到2050年，绿色电力可以成为最便宜的能源形式，并提供多达四分之三的需求。”
原因主要在于太阳能和风力发电的突破性技术进步，但也在于电能的最终用途。每千瓦时太阳能或风力发电的成本急剧下降，而电池技术，例如汽车技术，正在飞速发展。热泵每单位热量输出使用的能量比任何类型的锅炉都要少，不仅在建筑领域，而且在工业应用领域也越来越具有竞争力。合著者、波茨坦研究所研究员西尔维亚·马德杜解释说:“你可以让更多的终端用户通电，与当前水平相比，这些情况实际上降低了能耗。
“以钢铁生产为例:对再生钢，即所谓的二次钢进行通电熔化，可以减少所需的总加工能量，并降低每生产一吨钢的碳强度，”Madeddu说。“总而言之，我们发现，到2050年，超过一半的工业能源需求可以实现电气化。”然而，研究人员指出，电气化的一些瓶颈仍然存在。在去碳化竞争中最慢的是长途航空、航运和化学原料，即用作化学品生产原料的化石燃料。
限制对负排放的依赖
技术进步的规模为各国和投资者带来了巨大的跨越机会。然而，到目前为止，并不是每项技术都是成功的。“在这项研究中，我们限制了对旨在将碳从大气中去除的技术的依赖，这仅仅是因为它们被证明比以前预期的更难规模化:碳捕获和存储没有看到成本的大幅下降，比如太阳能。鲁德勒指出:“生物量反过来又与粮食生产争夺土地。“有趣的是，我们发现能源需求的加速电气化不仅可以弥补生物量和碳捕获和储存的不足，还能保持1.5摄氏度的目标触手可及，同时将能源作物的土地需求减少三分之二。”
电力时代将会到来，但全球气候政策必须加速这一时代，以实现气候目标
“电的时代无论如何都会到来。但只有对化石燃料进行跨部门和跨世界地区的全面监管——最重要的是某种形式的碳定价——才能确保它在适当的时候达到1.5度，”鲁德勒说。事实上，模拟显示，即使根本没有制定气候政策，电力的份额也会在本世纪翻一番。然而，为了实现巴黎协定将全球变暖限制在两度以下的目标，决定性的全球政治协调至关重要:碳定价、取消电力税、扩大电网基础设施以及重新设计电力市场以奖励储能和灵活需求。在这里，氢将是一个至关重要的链条，因为它可以灵活地将可再生电力转化为绿色燃料，用于无法直接电气化的行业。“如果这些因素结合在一起，基于可再生能源的绿色能源未来的前景看起来真的令人兴奋，”鲁德勒说。
这项研究发表在《自然能源》杂志上。
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