IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007
第三工作组的报告 - 减缓气候变化

关于发电行业减缓技术与规范、方案、潜力及成本的描述和评估

发电行业具有采用多种技术实现减缓的显著潜力(表TS.3)。每项技术减缓的经济潜力取决于通过一切努力实际部署各种技术的预期结果如何,即便有吸收速率、公众的接受程度、能力建设,以及商业化方面的某些实际限制。各方案之间的竞争以及终端使用中节能和能效的影响不包括在内[4.4]。

表TS.3:单独采用每个成本范围的估计减缓潜力份额得出的、截止2030年的选定发电减缓技术所能避免的GHG潜在排放(高出IEA世界能源展望(2004)参考基准的数值)(2006美元/吨CO2当量)[表4.19]。

 区域分组 减缓潜力;到2030年可避免的总排放量(GtCO2当量) 具体碳价范围的减缓潜力(%)(可避免的美元/吨CO2当量) 
<0 0-20 20-50 50-100 >100 
燃料转换和电厂效率  OECDa 0.39   100       
EITb 0.04   100       
非-OECD 0.64   100       
世界 1.07           
核能  OECD 0.93 50 50       
EIT 0.23 50 50       
非-OECD 0.72 50 50       
世界 1.88           
水力发电  OECD 0.39           
EIT 0.00           
非-OECD 0.48 25 35 40     
世界 0.87           
风能  OECD 0.45 35 40 25     
EIT 0.06 35 45 20     
非-OECD 0.42 35 50 15     
世界 0.93           
生物能  OECD 0.20 20 25 40 15   
EIT 0.07 20 25 40 15   
非-OECD 0.95 20 30 45   
世界 1.22           
地热  OECD 0.09 35 40 25     
EIT 0.03 35 45 20     
非-OECD 0.31 35 50 15     
世界 0.43           
太阳能PV和太阳能聚热发电 OECD 0.03       20 80 
EIT 0.01       20 80 
非-OECD 0.21       25 75 
世界 0.25           
CCS + 煤碳  OECD 0.28     100     
EIT 0.01     100     
非-OECD 0.20     100     
世界 0.49           
CCS + 天然气 OECD 0.09       100   
EIT 0.04     30 70   
非-OECD 0.19       100   
世界 0.32           

注:

a. 经济合作与发展组织

b. 经济转型国家

在碳价为<20美元/吨CO2时,有各种能源供应减缓方案而且均具有成本效益,这些方案包括燃料转换和电厂效率的提高、核能,以及可再生能源系统。在碳价较高时,CSS将变得更具成本效益。其它尚在制定中的方案包括先进的核能、先进的可再生能源、第二代生物燃料,以及从更长远着眼,可能利用氢作为能源载体(一致性高,证据量充分)[4.34.4]。

由于表TS.3的估值针对特定方案的减缓潜力,没有考虑实际的混合能源供应结构,因而这些估值不能相加。为此,需要对混合能源的供应结构进行额外分析,以避免重复计算。在这种分析中,假设热力发电能力将逐步被取代,并根据下列条件建设附合要求的新电厂:

假设20%的燃煤发电厂从煤转换为天然气,因为这是最廉价的方案。

到2030年,对现有的化石燃料电厂进行更替并兴建新的电厂,以满足日益增长的电力需求,这一举措将与高效化石燃料电厂、可再生能源、核能,以及拥有CCS的燃煤和燃气电厂共同发挥作用。并未作出有关电厂提前退役或搁浅资产的假设。

到2030年,电力生产中采用低碳或零碳技术的比例将占到最大估算份额。这些份额是基于科学文献而得出的,同时考虑到可用资源、相对成本,以及与电网间歇性问题有关的供电的变化,并根据碳成本水平而对上述分额作了有区别的对待。

到2030年,通过改进热电厂的效率、燃料转换,以及实施更多的核能、可再生能源、燃料转换以及CCS等举措来满足日益增长的需求,它们所产生的减缓经济潜力,当碳价<100美元/吨CO2当量时约为7.2GtCO2当量。当成本<20美元/吨CO2当量时,减排潜力估计为3.9GtCO2当量(表TS.4)。在这一炭价水平上,电力生产中的可再生能源份额可能从2010年的20%增加到2030年的约30%。当碳价<50美元/吨CO2当量时,该份额将增加到总发电量的35%。当碳价<50美元/吨CO2当量时,核能份额在2030年将达到约18%,由于其它技术可能与之竞争,在更高的碳价上这一份额将不会有很大的变化。

表TS.4:用新的、更有效能的补充和替代电厂所能满足的2010—2030年电力需求预估增加量,以及由此得出的高于2004年世界能源展望基准的减缓潜力[表4.20]。

 到2030年时电厂效率 (基于IEA 2004a)a (%) 2010年时的现存发电混合比 ( TWh) 到2030年时新增电厂的发电量(TWh) 到2030年时,取代2010年现存老电厂的新电厂的发电量 (TWh) 在各种碳价下,到2030年时建成的包括CCS的所有新电厂和更替电厂在混合能源发电中所占的份额(美元/吨CO2当量)b 通过燃料转换、CCS,以及用风能、太阳能、地热、水力发电、核能和生物质等低碳方案取代某些化石燃料的发电,由此可以避免的GtCO2当量总数 
<20 美元/ TWh <50 美元/ TWh <100 美元/ TWh <20 美元/t <50 美元/t <100 美元/t 
OECD   11,302 2942 4521  7463 1.58 2.58 2.66 
煤碳 41 4079 657 1632 899 121       
石油 40 472 –163C 189 13       
天然气 48 2374 1771 950 1793 637 458       
核能 33 2462 –325 985 2084 2084 1777       
水力发电 100 1402 127 561 1295 1295 1111       
生物质 28 237 168 95 263 499 509       
其它可再 63 276 707 110 1116 1544 1526       
生能源         1282 2082       
CCS                     
经济转型国家 (EIT)   1746 722 698   1420   0.32 0.42 0.49 
煤碳 32 381 13 152 72 46 29       
石油 29 69 –8 28 11       
天然气 39 652 672 261 537 357 240       
核能 33 292 –20 117 442 442 442       
水力发电 100 338 35 135 170 170 170       
生物质 48 47 109 121       
其它可再 36 10 23 142 167 191       
生能源         123 222       
CCS                     

注:

a. 根据WEO 2004(IEA,2004b)计算的隐含效率 = 输出功率(EJ)/估计的输入功率(EJ)。参见第11章的附录1。

b. 在碳价较高时,用低碳和零碳方案取代更多的煤、石油和天然气发电。由于在大部分区域,当碳价<20美元/吨CO2当量时,核能和水力发电的成本有竞争力(第4章,表4.4.4),因此其所占份额保持不变。

c. 负的数据表示生产下降,这一点在分析中已有说明。

关于经济潜力的评估,通常假设低碳或零碳技术的应用占到最大技术份额,因此,发现文献中的估值多位于宽泛区间的高端。例如,如果假设仅占到70%的份额,当碳价<100美元/吨CO2当量时,减缓潜力可能几乎减半。终端用电行业电力需求的潜在节能将减少对电力行业减缓措施的需求。如果考虑到有电力需求的建筑业和工业产业中减缓措施的影响(在第11章概述),能源供应行业的减缓潜力则低于这里所报告的独立数字(一致性中等,证据量有限)[4.4]。