kulfyret elektrisk anlæg, Henan-provinsen, Kina. Kredit:V.T. Polywoda/Flickr
Opfyldelse af det endelige mål i Paris-aftalen fra 2015 om klimaændringer – holde den globale opvarmning et godt stykke under 2 grader Celsius, hvis ikke 1,5 C - vil være umuligt uden dramatisk handling fra verdens største udleder af drivhusgasser, Kina. Til det formål, Kina begyndte i 2017 at udvikle en emissionshandelsordning (ETS), et nationalt kuldioxidmarked designet til at gøre det muligt for landet at opfylde sit oprindelige Paris-løfte med den største effektivitet og til de lavest mulige omkostninger. Kinas løfte, eller nationalt fastsat bidrag (NDC), er at reducere dens CO 2 intensiteten af bruttonationalproduktet (emissioner produceret pr. enhed økonomisk aktivitet) med 60 til 65 procent i 2030 i forhold til 2005, og til at toppe CO 2 emissioner omkring 2030.
Når det er rullet ud, Kinas kulstofmarked vil i første omgang dække elsektoren (som i øjeblikket producerer mere end 3 milliarder tons CO2 2 ) og sandsynligvis indstillet CO 2 emissionsintensitetsmål (f.eks. gram CO 2 per kilowatttime) for at sikre, at dens kortsigtede NDC opfyldes. Men for at hjælpe verden med at nå de langsigtede 2 C og 1,5 C Paris-mål, Kina bliver nødt til løbende at mindske disse mål i løbet af århundredet.
En ny undersøgelse af Kinas langsigtede elproduktionsmix under landets ETS-projekter, der indtil 2065, vedvarende energikilder vil sandsynligvis udvide for at nå disse mål; efter det, CO2-opsamling og -lagring (CCS) kunne implementeres for at opfylde de strengere mål, der følger. Ledet af forskere ved MIT Joint Program on the Science and Policy of Global Change, undersøgelsen vises i tidsskriftet Energy Economics.
"Denne forskning giver indsigt i niveauet for kulstofpriser og blanding af generationsteknologier, der er nødvendige for, at Kina kan opfylde forskellige CO 2 intensitetsmål for elsektoren, " siger Jennifer Morris, hovedforfatter af undersøgelsen og en forsker ved MIT Joint Program. "Vi finder, at kul CCS har potentialet til at spille en vigtig rolle i anden halvdel af århundredet, som en del af en portefølje, der også omfatter vedvarende energi og muligvis atomkraft."
For at evaluere virkningerne af flere potentielle ETS-veje – forskellige startkulstofpriser og stigningsrater – på implementeringen af CCS-teknologi, forskerne forbedrede MIT Economic Projection and Policy Analysis (EPPA)-modellen til at omfatte det fælles programs seneste vurderinger af omkostningerne ved lav-kulstofproduktionsteknologier i Kina. Blandt teknologierne inkluderet i modellen er naturgas, atomisk, vind, sol, kul med CCS, og naturgas med CCS. Forudsat at elproduktionspriserne er de samme i hele landet for enhver given teknologi, forskerne identificerer forskellige ETS-veje, hvor CCS kan spille en nøglerolle i at sænke emissionsintensiteten fra Kinas elsektor, især for mål i overensstemmelse med at nå de langsigtede 2 C og 1,5 C Paris-mål inden 2100.
Undersøgelsen projekterer en overgang i to trin - først til vedvarende energi, og derefter til kul CCS. Overgangen fra vedvarende energi til CCS er drevet af to faktorer. Først, ved højere penetrationsniveauer, vedvarende energi pådrager sig stigende omkostninger relateret til at imødekomme de intermitterende udfordringer, som vind og sol udgør. Dette baner vejen for kul CCS. Sekund, efterhånden som der opnås erfaring med at bygge og drive CCS-teknologi, CCS-omkostninger falder, gør det muligt for teknologien hurtigt at blive implementeret i stor skala efter 2065 og erstatte vedvarende energi som den primære elproduktionsteknologi.
Undersøgelsen viser, at kulstofpriser på $35-40 pr. ton CO 2 gøre CCS-teknologier kombineret med kulbaseret produktion omkostningskonkurrencedygtige i forhold til andre produktionsformer, og at kulstofpriser er højere end $100 pr. ton CO 2 give mulighed for en betydelig udvidelse af CCS.
"Vores undersøgelse er på det samlede niveau af landet, " siger Sergey Paltsev, vicedirektør for det fælles program. "Vi erkender, at prisen på elektricitet varierer meget fra provins til provins i Kina, og håber at inkludere interaktioner mellem provinser i vores fremtidige modellering for at give en dybere forståelse af regionale forskelle. På samme tid, vores nuværende resultater giver nyttig indsigt til beslutningstagere i at designe mere væsentlige emissionsreduktionsveje."
Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT-forskning, innovation og undervisning.