气候变化下煤炭的角色一直是争议话题。最近发表的一篇ERL总结了主要综合评估模型的研究结果,讨论气候变化下煤炭的作用如何。
作者总结气候变化下退煤理由有四:(1)煤炭燃烧排放强度高;(2)煤炭基础设施一旦运行会长期锁定碳排放;(3)可再生能源发展下,低成本替代煤炭有机遇;(4)煤炭燃烧污染高。
如果退煤的原因如上,则煤炭复兴就需要解决或质疑上述的四个问题,前两个关于碳排放的问题,煤炭目前依赖的出路在碳捕集+储存(CCS);
第三个问题替代煤炭难不难,则是一个可以讨论的问题,特别是长期视角下,新型碳中和能源系统中,需不需要、需要多少煤炭作为一种稳定能源来“压舱”,或者用煤炭压舱的经济性和其替代品比较如何。以及退煤的政治、社会影响有多大。
第四个问题是污染,解决这个问题在于减少散煤、脏煤的使用,促进煤炭清洁利用。
可以看到,碳中和下煤炭未来的关键在于CCS的发展。
这篇文章的作者总结了主要综合评估模型的研究结果,这些研究结果都是在不同的社会经济技术发展假设下,如何实现2度和1.5度的目标的路线。
其中关于煤炭的未来,归纳起来就是三种情况:
退煤,煤炭未来的使用较今天极为有限,退煤可以或快或慢(下图左边两小图)
存煤,煤炭未来使用量下降,但是仍然有今天一半的消费量,CCS技术存煤提供条件
复兴,煤炭中期因为碳中和要求而下降,但随着CCS技术的兴起,煤炭消费量在本世纪末和目前水平类似或更高。
为什么不同的模型结果会有不同的结论呢?作者有三个发现:
一是早期的研究更倾向于存煤和复兴的情况,这是因为IPCC第五次报告(AR5)时,光伏、风电的成本下降问题还不明显,在近期发展出的模型情景才开始逐步对可再生能源发展预期提高(也更符合过去十年的发展情况)。
二是模型本身也很重要,比如REMIND就对可再生能源更有信心,更倾向于退煤的情景;而IMAGE就贡献了更多的煤炭复兴情景。WITCH就更偏向存煤的路线。不同的模型因为研究假设、模型结构不同而得出不同的结论(评估模型结果更像是研究者主观预期的定量化)。
三是目前的综合评估模型仍有可能低估可再生能源发展的趋势。这些模型预测的1.5度和2度情景下的可再生能源增长比目前的情况小不少(如下图所示,对风光增长的预期比目前的实际增速低),相反则对CCS的发展预期比较积极。这也说明一代综合评估模型的整体问题:很多综合评估模型还没有消化最近气候治理的新形势,而且多数综合评估模型在一些方面过于简化,不能解决如煤炭压舱需要多少的问题。