電力、鋼鐵、水泥、石化、油田、煤礦、交通運輸?shù)乳_采、生產(chǎn)和消耗能源的基礎(chǔ)設(shè)施（以下簡稱“能源基礎(chǔ)設(shè)施”）會產(chǎn)生大量碳排放。能源基礎(chǔ)設(shè)施的壽命往往長達(dá)幾十年，尤其近年來新建的各類設(shè)施將在未來較長一段時間內(nèi)持續(xù)排放二氧化碳，產(chǎn)生碳排放鎖定效應(yīng)，威脅能源低碳轉(zhuǎn)型和達(dá)成《巴黎協(xié)定》的氣候目標(biāo)。在應(yīng)對氣候變化的背景下，全球能源基礎(chǔ)設(shè)施面臨巨大的轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)，如何實現(xiàn)其綠色轉(zhuǎn)型是科學(xué)家和決策者共同關(guān)心的重大問題。
全球火電、鋼鐵、水泥和交通運輸?shù)戎紊鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)和部門，在近30年發(fā)展十分迅速。全球火電總裝機(jī)容量從1990年的1774吉瓦增加到2020年的4229吉瓦；粗鋼產(chǎn)能從1990年不足12億噸增加到2020年超過24億噸；水泥熟料產(chǎn)能從1990年的9億噸增加到2020年的36億噸；機(jī)動車保有量過去30年間年均增速達(dá)到3%，2020年保有量達(dá)到13.6億輛。近年來，除全球水泥行業(yè)產(chǎn)能自2015年以來基本保持穩(wěn)定以外，全球火電和鋼鐵行業(yè)依然保持增長態(tài)勢，機(jī)動車保有量增長快速。
新興經(jīng)濟(jì)體國家是上述主要能源基礎(chǔ)設(shè)施增長的最大驅(qū)動力，貢獻(xiàn)了全球大部分新建產(chǎn)能。例如，“一帶一路”沿線國家火電裝機(jī)容量在過去30年間增加了1.6倍，而同期以國際經(jīng)合組織和歐盟為代表的發(fā)達(dá)國家裝機(jī)容量只增加了40%。
隨著全球能源基礎(chǔ)設(shè)施迅速發(fā)展，其碳排放總體也呈增長趨勢。全球火電、鋼鐵、水泥和陸地交通運輸部門的碳排放從1990年的127億噸增加至2020年的241億噸，年均增長率為2.2%。其中，全球火電行業(yè)碳排放從1990年的75億噸二氧化碳增加至2020年的132億噸，但隨著煤電比例逐步下降，近10年全球火電行業(yè)碳排放增速趨緩。2010年-2020年間排放年均增速約為1%，遠(yuǎn)低于1990年-2010年的3%，且2018年后排放呈現(xiàn)下降態(tài)勢。2020年全球鋼鐵行業(yè)共排放27.2億噸二氧化碳，碳排放在過去30年間增加了約1.5倍，且其增長主要來自長流程煉鋼過程。
全球水泥行業(yè)碳排放在1990年至2020年增加了1.9倍，2020年排放達(dá)到25.2億噸二氧化碳，其中過程排放占64%，燃料排放占36%。全球機(jī)動車碳排放在保有量持續(xù)增長的驅(qū)動下逐年上升，30年間排放增加了75%，2020年排放57億噸二氧化碳。能源基礎(chǔ)設(shè)施的快速增長有力推動了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，減緩了其碳排放增長。以水泥行業(yè)為例，水泥熟料比下降、窯爐技術(shù)升級、能效提升、燃料結(jié)構(gòu)變化等因素均有效降低了水泥行業(yè)的碳排放強(qiáng)度，1990年-2020年間生產(chǎn)每噸水泥的二氧化碳排放量從0.74噸下降到0.59噸。
盡管行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和碳排放強(qiáng)度顯著下降，但大量新建能源基礎(chǔ)設(shè)施導(dǎo)致全球火電、鋼鐵、水泥行業(yè)設(shè)備服役年限均偏低。2020年全球火電、鋼鐵和水泥設(shè)備平均服役年限均不超過23年，機(jī)動車平均年齡為7年。
據(jù)測算，如果上述現(xiàn)有能源基礎(chǔ)設(shè)施按歷史平均服役壽命和設(shè)備投運率運行，其在未來數(shù)十年內(nèi)產(chǎn)生的碳排放總量（即鎖定碳排放）約為4800億噸。《巴黎協(xié)定》提出將全球溫升控制在2攝氏度之內(nèi)并努力控制在1.5攝氏度之內(nèi)的氣候目標(biāo)，而到2020年，1.5攝氏度和2攝氏度目標(biāo)下剩余的碳排放空間分別為3500億噸-5100億噸和11000億噸-14000億噸。上述主要能源基礎(chǔ)設(shè)施在未來鎖定的4800億噸碳排放與全球1.5攝氏度目標(biāo)下剩余的碳排放空間基本相當(dāng)，約占到2攝氏度目標(biāo)下剩余碳排放空間的40%。因此，能源基礎(chǔ)設(shè)施的碳鎖定效應(yīng)將對《巴黎協(xié)定》提出的全球氣候目標(biāo)產(chǎn)生較大威脅。
新興經(jīng)濟(jì)體正處在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，能源和基礎(chǔ)原材料需求增長迅速，如何在滿足需求的同時盡可能減輕鎖定碳排放對未來減排帶來的壓力，是發(fā)展中國家亟待解決的重大問題。目前新興經(jīng)濟(jì)體主要化石能源基礎(chǔ)設(shè)施總體仍處在高速發(fā)展階段，以火電行業(yè)為例，2015年-2020年間，亞洲、中東和非洲地區(qū)的火電新建速率分別為4.3%和3.3%。在全球邁向低碳轉(zhuǎn)型和凈零排放的背景下，未來火電、鋼鐵和水泥行業(yè)的持續(xù)慣性投資或?qū)⑹勾罅炕A(chǔ)設(shè)施的平均服役壽命縮減至10年-20年，造成巨額資本擱淺風(fēng)險。
綠色轉(zhuǎn)型是實現(xiàn)全球氣候目標(biāo)的必由之路，應(yīng)堅決扭轉(zhuǎn)高碳能源基礎(chǔ)設(shè)施投資慣性，避免新的高碳增長帶來的長期碳鎖定效應(yīng)；加速能源基礎(chǔ)設(shè)施的升級改造和有序淘汰，提升技術(shù)和能效水平，降低碳排放強(qiáng)度；加大新興低碳技術(shù)研發(fā)力度，推進(jìn)氫能冶金、碳捕獲與封存（CCS）等碳減排技術(shù)的示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；抓住后疫情時代綠色復(fù)蘇的發(fā)展機(jī)遇，深入推進(jìn)可再生能源、新能源汽車等新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)綠色技術(shù)國際合作，構(gòu)建全球零碳能源體系。
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