Các cam kết về Net Zero được công bố và lĩnh vực năng lượng

BẢN TÓM TẮT

• Đã có sự gia tăng nhanh chóng trong năm qua về số lượng chính phủ cam kết giảm phát thải khí nhà kính xuống Net Zero. Các cam kết về Net Zero cho đến nay bao gồm khoảng 70% GDP toàn cầu và lượng khí thải CO2. Tuy nhiên, chưa đến một phần tư số cam kết Net Zero công bố được quy định trong luật pháp quốc gia và một số ít vẫn chưa được củng cố bởi các biện pháp hoặc chính sách cụ thể để thực hiện chúng đầy đủ và đúng thời hạn.
• Kịch bản chính sách đã nêu (STEPS) chỉ tính đến các chính sách cụ thể đã được chính phủ ban hành hoặc đã công bố. Lượng phát thải CO2 hàng năm liên quan đến năng lượng và quy trình công nghiệp tăng từ 34 Gt vào năm 2020 lên 36 Gt vào năm 2030 và duy trì ở mức này cho đến năm 2050. Nếu lượng phát thải tiếp tục theo quỹ đạo này, với những thay đổi tương tự về lượng phát thải GHG không liên quan đến năng lượng, điều này sẽ dẫn đến đến mức tăng nhiệt độ khoảng 2,7°C vào năm 2100 (với xác suất 50%). Năng lượng tái tạo cung cấp gần 55% sản lượng điện toàn cầu vào năm 2050 (tăng từ 29% vào năm 2020), nhưng quá trình chuyển đổi năng lượng sạch lại chậm trễ ở các lĩnh vực khác. Việc sử dụng than toàn cầu giảm 15% từ năm 2020 đến năm 2050; sử dụng dầu năm 2050 cao hơn 15% so với năm 2020; và mức sử dụng khí đốt tự nhiên cao hơn gần 50%.
• Trường hợp cam kết được công bố (APC) giả định rằng tất cả các cam kết Net Zero quốc gia đã công bố đều được thực hiện đầy đủ và đúng thời hạn, cho dù hiện tại chúng có được củng cố bởi các chính sách cụ thể hay không. Lượng phát thải CO2 từ quy trình công nghiệp và liên quan đến năng lượng toàn cầu giảm xuống còn 30 Gt vào năm 2030 và 22 Gt vào năm 2050. Việc mở rộng quỹ đạo này, với hành động tương tự đối với lượng phát thải GHG không liên quan đến năng lượng, sẽ dẫn đến mức tăng nhiệt độ vào năm 2100 khoảng 2,1°C (với xác suất 50%). Sản lượng điện toàn cầu tăng gần gấp đôi để vượt 50.000 TWh vào năm 2050. Tỷ trọng năng lượng tái tạo trong sản xuất điện tăng lên gần 70% vào năm 2050. Nhu cầu dầu không quay trở lại mức đỉnh điểm năm 2019 và giảm khoảng 10% từ năm 2020 xuống còn 80 triệu thùng/ngày trong 2050. Việc sử dụng than giảm 50% xuống còn 2.600 triệu tấn vào năm 2050, trong khi việc sử dụng khí đốt tự nhiên tăng 10% lên 4.350 bcm vào năm 2025 và duy trì ở mức đó cho đến năm 2050.

• Hiệu suất, điện khí hóa và việc thay thế than bằng các nguồn phát thải thấp trong sản xuất điện đóng vai trò trung tâm trong việc đạt được mục tiêu không khí thải trong APC, đặc biệt là trong giai đoạn đến năm 2030. Sự đóng góp tương đối của hạt nhân, hydro, năng lượng sinh học và CCUS khác nhau giữa các quốc gia các quốc gia, tùy theo hoàn cảnh của họ.

• Sự khác biệt về xu hướng giữa APC và STEPS cho thấy sự khác biệt mà các cam kết Net Zero hiện tại có thể tạo ra, đồng thời nhấn mạnh sự cần thiết của các chính sách cụ thể và kế hoạch ngắn hạn phù hợp với các cam kết Net Zero dài hạn. Tuy nhiên, APC cũng nhấn mạnh rõ ràng rằng các cam kết Net Zero hiện tại, ngay cả khi được thực hiện đầy đủ, vẫn chưa đạt được mức cần thiết để đạt được mức phát thải Net Zero toàn cầu vào năm 2050.

I. Giới thiệu

Tháng 11 năm 2021 sẽ chứng kiến Hội nghị các bên tham gia Công ước khung của Liên Hợp Quốc về Biến đổi Khí hậu (UNFCCC) (COP 26) quan trọng nhất kể từ khi Thỏa thuận Paris được ký kết vào năm 2015. Khi COP 26 đến gần, ngày càng nhiều quốc gia đã công bố các mục tiêu dài hạn để đạt được mức phát thải khí nhà kính (GHG) Net Zero trong những thập kỷ tới. Vào ngày 31 tháng 3 năm 2021, Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA) đã tổ chức Hội nghị thượng đỉnh Net Zero để tổng hợp danh sách ngày càng tăng các cam kết từ các quốc gia và công ty nhằm đạt được các mục tiêu của Thỏa thuận Paris, đồng thời tập trung vào các hành động cần thiết để bắt đầu biến những cam kết đó thành hiện thực. mục tiêu bằng không thành hiện thực.

Việc đạt được những mục tiêu đó sẽ rất khó khăn. Đại dịch Covid-19 đã gây ra một cú sốc lớn cho nền kinh tế thế giới, khiến lượng khí thải CO2 giảm 5,8% chưa từng có vào năm 2020. Tuy nhiên, dữ liệu hàng tháng của chúng tôi cho thấy lượng khí thải CO2 liên quan đến năng lượng toàn cầu bắt đầu tăng trở lại vào tháng 12 năm 2020 và chúng tôi ước tính rằng chúng sẽ tăng trở lại khoảng 33 gigaton carbon dioxide (Gt CO2) vào năm 2021, chỉ thấp hơn 1,2% so với mức của năm 2019 (IEA, 2021). Các gói phục hồi kinh tế bền vững mang đến cơ hội duy nhất để biến năm 2019 thành năm đạt đỉnh phát thải toàn cầu, nhưng bằng chứng cho đến nay chỉ ra rằng lượng phát thải sẽ tăng trở lại song song với tăng trưởng kinh tế mới, ít nhất là trong thời gian tới (IEA, 2020a).

Các phân tích gần đây của IEA đã xem xét các công nghệ và chính sách cần thiết cho các quốc gia và khu vực để đạt được hệ thống năng lượng không phát thải. Triển vọng Năng lượng Thế giới 2020 đã xem xét những gì cần thiết trong giai đoạn đến năm 2030 để đưa thế giới đi theo con đường hướng tới mức phát thải Net Zero vào năm 2050 trong bối cảnh phục hồi kinh tế liên quan đến đại dịch (IEA, 2020b). Trường hợp đổi mới nhanh hơn trong quan điểm công nghệ năng lượng năm 2020 đã khám phá liệu có thể đạt được lượng phát thải Net Zero trên toàn cầu vào năm 2050 hay không chỉ thông qua việc tăng tốc phát triển và triển khai công nghệ năng lượng: nó cho thấy rằng, so với các xu hướng cơ bản, gần một nửa lượng khí thải tiết kiệm được vào năm 2050 sẽ đạt được lượng khí thải Net Zero phụ thuộc vào các công nghệ chưa có sẵn trên thị trường (IEA, 2020c).

Báo cáo đặc biệt này, được chuẩn bị theo yêu cầu của Chủ tịch COP 26 Vương quốc Anh, kết hợp những hiểu biết sâu sắc và bài học rút ra từ cả hai báo cáo để tạo ra một lộ trình hoặc lộ trình toàn diện và chi tiết nhằm đạt được mức phát thải CO2 liên quan đến năng lượng và quy trình công nghiệp bằng không trên toàn cầu vào năm 2050. Nó đánh giá chi phí để đạt được mục tiêu này, những tác động có thể xảy ra đối với việc làm và nền kinh tế cũng như những tác động rộng hơn đối với thế giới. Nó cũng nêu bật những cột mốc quan trọng về công nghệ, cơ sở hạ tầng, đầu tư và chính sách cần thiết cho lộ trình đến năm 2050.

II. Mục tiêu giảm phát thải và cam kết Net Zero

1. Đóng góp do quốc gia tự quyết định

Theo Thỏa thuận Paris, các bên liên quan được yêu cầu nộp hồ sơ do quốc gia xác định (NDC) cho UNFCCC và thực hiện các chính sách nhằm đạt được các mục tiêu đã đề ra. Quá trình này rất năng động; nó yêu cầu các Bên cập nhật NDC của mình 5 năm một lần theo cách lũy tiến để phản ánh tham vọng cao nhất có thể. Vòng NDC đầu tiên, được 191 quốc gia đệ trình, bao gồm hơn 90% lượng khí thải CO2 liên quan đến năng lượng và quy trình công nghiệp trên toàn cầu. NDC đầu tiên bao gồm một số mục tiêu đã được khác có điều kiện dựa trên sự hỗ trợ quốc tế về tài chính, công nghệ và các phương tiện thực hiện khác.

Tính đến ngày 23 tháng 4 năm 2021, 80 quốc gia đã đệ trình NDC mới hoặc cập nhật lên UNFCCC, chỉ chiếm hơn 40% lượng phát thải CO2 toàn cầu (Hình 1). Nhiều NDC cập nhật bao gồm các mục tiêu nghiêm ngặt hơn so với vòng NDC ban đầu, hoặc mục tiêu cho số lượng lớn hơn các lĩnh vực hoặc phạm vi bao phủ rộng hơn về khí nhà kính. Ngoài ra, 27 quốc gia và Liên minh Châu Âu đã truyền đạt các chiến lược dài hạn phát triển phát thải khí nhà kính thấp tới UNFCCC, theo yêu cầu của Thỏa thuận Paris. Một số chiến lược này kết hợp cam kết Net Zero.

Hình 1 Số quốc gia có NDC, chiến lược dài hạn, mạng lưới Net Zero và tỷ lệ phát thải CO2 toàn cầu năm 2020 của họ

Khoảng 40% các quốc gia đã phê chuẩn Thỏa thuận Paris đã cập nhật NDC của họ, nhưng cam kết bằng không bao gồm khoảng 70% lượng khí thải CO2 toàn cầu

2. Cam kết không phát thải ròng

Đã có sự gia tăng nhanh chóng về số lượng các chính phủ đưa ra cam kết giảm phát thải khí nhà kính xuống mức Net Zero (Hình 2). Trong Thỏa thuận Paris, các quốc gia đã đồng ý “đạt được sự cân bằng giữa lượng phát thải do con người tạo ra từ các nguồn và việc loại bỏ bằng các bể chứa khí nhà kính trong nửa sau của thế kỷ”. Báo cáo đặc biệt của Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) về sự nóng lên toàn cầu ở mức 1,5°C đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đạt được mức phát thải CO2 Net Zero trên toàn cầu vào giữa thế kỷ hoặc sớm hơn để tránh những tác động tồi tệ nhất của biến đổi khí hậu (IPCC, 2018).

Cam kết phát thải Net Zero đã được chính phủ các quốc gia, địa phương công bố, các khu vực pháp lý, và một số lượng lớn các tổ chức doanh nghiệp. Kể từ ngày 23 tháng 4 năm 2021, 44 quốc gia và Liên minh Châu Âu đã cam kết đáp ứng mục tiêu Net Zero Emissions: tổng cộng họ chiếm khoảng 70% lượng phát thải CO2 và GDP toàn cầu (Hình 3). Trong số này, 10 quốc gia đã coi việc đáp ứng mục tiêu Net Zero là nghĩa vụ pháp lý, 8 quốc gia đang đề xuất biến nó thành nghĩa vụ pháp lý và phần còn lại đã đưa ra cam kết của mình trong các văn bản chính sách chính thức.

Hình 2 Số lượng cam kết Net Zero quốc gia và tỷ lệ phát thải CO2 toàn cầu được bảo hiểm

Hình 3 Mức độ bao phủ của các cam kết Net Zero được công bố trên toàn quốc

Ngược lại với một số cam kết ngắn hạn trong NDC, rất ít cam kết Net Zero được hỗ trợ bởi các chính sách chi tiết và lộ trình thực hiện chắc chắn. Các cam kết về lượng khí thải bằng không cũng khác nhau đáng kể về thời gian và phạm vi. Một số khác biệt chính bao gồm:

• Mức độ bao phủ khí nhà kính. Hầu hết các cam kết bao gồm tất cả các phát thải khí nhà kính, nhưng một số cam kết bao gồm các miễn trừ hoặc các quy định khác nhau đối với một số loại phát thải nhất định. Ví dụ, cam kết về Net Zero của New Zealand bao gồm tất cả các loại khí nhà kính ngoại trừ khí mê-tan sinh học có mục tiêu giảm thiểu riêng.
• Ranh giới ngành. Một số cam kết loại trừ phát thải từ các lĩnh vực hoặc hoạt động cụ thể. Ví dụ, Hà Lan đặt mục tiêu đạt được mức phát thải GHG bằng 0 chỉ trong ngành điện của mình (như một phần trong mục tiêu tổng thể nhằm giảm tổng lượng phát thải GHG xuống 95%) và một số quốc gia, bao gồm Pháp, Bồ Đào Nha và Thụy Điển, loại trừ ngành hàng không quốc tế và Đang chuyển hàng.
• Sử dụng loại bỏ carbon dioxide (CDR). Các cam kết có những cách tiếp cận khác nhau để giải thích cho CDR trong phạm vi lãnh thổ có chủ quyền của một quốc gia. Các phương án CDR bao gồm các bể hấp thụ CO2 tự nhiên như rừng và đất cũng như các giải pháp công nghệ như thu hồi không khí trực tiếp hoặc năng lượng sinh học với thu hồi và lưu trữ carbon. Ví dụ, Uruguay đã tuyên bố rằng các bể chứa CO2 tự nhiên sẽ được sử dụng để giúp nước này đạt mức Net Zero Emissions, trong khi Thụy Sĩ có kế hoạch sử dụng các công nghệ CDR để cân bằng một phần lượng phát thải còn lại vào năm 2050.
• Sử dụng các khoản chuyển giao giảm nhẹ quốc tế. Một số cam kết cho phép việc giảm thiểu khí nhà kính xảy ra bên ngoài biên giới của một quốc gia được tính vào mục tiêu Net Zero, chẳng hạn như thông qua chuyển giao tín chỉ carbon, trong khi những cam kết khác thì không. Ví dụ, Na Uy cho phép sử dụng khả năng chuyển khoản quốc tế, trong khi Pháp loại trừ chúng một cách rõ ràng. Một số quốc gia, chẳng hạn như Thụy Điển, cho phép chuyển khoản như vậy nhưng chỉ định giới hạn trên cho việc sử dụng chúng.
• Khung thời gian. Phần lớn các cam kết, bao gồm 35% lượng khí thải CO2 toàn cầu vào năm 2020, đặt mục tiêu đạt mức Net Zero Emissions vào năm 2050, nhưng Phần Lan đặt mục tiêu đạt được mục tiêu đó vào năm 2035, Áo và Iceland vào năm 2040 và Thụy Điển vào năm 2045. Trong số các nước khác, Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa Trung Quốc (sau đây gọi là Trung Quốc) và Ukraine đã đặt ra mục tiêu sau năm 2050.

III. Triển vọng về phát thải và năng lượng trong STEPS

Kịch bản chính sách đã nêu của IEA (STEPS) minh họa hậu quả của các chính sách hiện có và đã nêu đối với ngành năng lượng. Nó dựa trên những thông tin mới nhất liên quan đến các kế hoạch năng lượng và khí hậu quốc gia cũng như các chính sách củng cố chúng. Nó tính đến tất cả các chính sách được hỗ trợ bởi các biện pháp pháp lý hoặc quy định thực thi mạnh mẽ, bao gồm NDC mà các quốc gia đã đưa ra theo Thỏa thuận Paris cho đến tháng 9 năm 2020 và các thành phần năng lượng của các gói phục hồi và kích thích kinh tế đã công bố. Cho đến nay, rất ít cam kết về Net Zero Emissions đã được hỗ trợ bởi các chính sách chi tiết, kế hoạch thực hiện hoặc mục tiêu tạm thời: do đó, hầu hết các cam kết về Net Zero Emissions đều không được đưa vào STEPS.

1. Phát thải CO2

Lượng khí thải CO2 toàn cầu trong STEPS chỉ mang lại sự cải thiện tổng thể không đáng kể trong các xu hướng gần đây. Việc chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo dẫn đến lượng phát thải đạt đỉnh sớm trong ngành điện, nhưng mức giảm trên tất cả các lĩnh vực vẫn chưa đạt mức yêu cầu để đạt mức Net Zero Emissions vào năm 2050. Lượng khí thải CO2 hàng năm phục hồi nhanh chóng sau khi giảm do đại dịch Covid-19 gây ra vào năm 2020: chúng tăng từ 34 Gt vào năm 2020 lên 36 Gt vào năm 2030 và sau đó duy trì ở mức này cho đến năm 2050 (Hình 5). Nếu xu hướng phát thải tiếp tục theo quỹ đạo tương tự sau năm 2050 và với những thay đổi tương ứng ở các nguồn phát thải khí nhà kính khác thì mức tăng nhiệt độ bề mặt trung bình toàn cầu sẽ vào khoảng 2,7°C vào năm 2100 (với xác suất 50%).

Có sự khác biệt lớn giữa triển vọng về phát thải ở các nền kinh tế tiên tiến và mặt khác là ở thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển. Ở các nền kinh tế tiên tiến, mặc dù có sự phục hồi nhỏ vào đầu những năm 2020 nhưng lượng khí thải CO2 vẫn giảm khoảng 1/3 trong khoảng thời gian từ 2020 đến 2050, nhờ tác động của các chính sách và tiến bộ công nghệ trong việc giảm nhu cầu năng lượng và chuyển sang sử dụng nhiên liệu sạch hơn. Ở thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển, nhu cầu năng lượng tiếp tục tăng mạnh do dân số tăng, tăng trưởng kinh tế nhanh, đô thị hóa và mở rộng cơ sở hạ tầng: những tác động này vượt xa những cải thiện về hiệu quả năng lượng và triển khai công nghệ sạch, khiến lượng khí thải CO2 tăng gần như 20% vào giữa những năm 2040, trước khi giảm nhẹ đến năm 2050.

Hình 5 Phát thải CO2 liên quan đến năng lượng và quy trình công nghiệp theo vùng và ngành trong STEPS

2. Tổng cung cấp năng lượng, tổng tiêu thụ cuối cùng và sản xuất điện

Xu hướng dự kiến về lượng phát thải CO2 trong STEPS là do những thay đổi về lượng năng lượng sử dụng cũng như sự kết hợp giữa nhiên liệu và công nghệ. Tổng nguồn cung năng lượng (TES) trên toàn thế giới chỉ tăng hơn 30% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2050 trong STEPS (Hình 6). Nếu không có mức giảm trung bình hàng năm dự kiến là 2,2% về cường độ năng lượng, tức là mức sử dụng năng lượng trên một đơn vị GDP, thì TES vào năm 2050 sẽ cao hơn khoảng 85%. Ở các nền kinh tế tiên tiến, mức sử dụng năng lượng giảm khoảng 5% cho đến năm 2050, mặc dù hoạt động kinh tế tăng 75% trong giai đoạn này. Ở các nền kinh tế thị trường mới nổi và đang phát triển, việc sử dụng năng lượng tăng 50% đến năm 2050, phản ánh sản lượng kinh tế tăng gấp ba lần từ năm 2020 đến năm 2050. Bất chấp sự gia tăng GDP và mức sử dụng năng lượng ở các nền kinh tế mới nổi và đang phát triển, 750 triệu người vẫn không được tiếp cận với điện vào năm 2050, hơn 95% trong số họ ở châu Phi cận Sahara và 1,5 tỷ người tiếp tục dựa vào việc sử dụng năng lượng sinh học truyền thống để nấu ăn.

Cơ cấu nhiên liệu toàn cầu thay đổi đáng kể từ năm 2020 đến năm 2050. Việc sử dụng than, đạt đỉnh điểm vào năm 2014, giảm khoảng 15%. Sau khi giảm mạnh vào năm 2020 do đại dịch, nhu cầu dầu phục hồi nhanh chóng, trở lại mức 98 triệu thùng mỗi ngày (mb/d) của năm 2019 vào năm 2023 và đạt mức ổn định khoảng 104 triệu thùng/ngày ngay sau năm 2030. tăng từ 3.900 tỷ mét khối (bcm) vào năm 2020 lên 4.600 tỷ mét khối vào năm 2030 và 5.700 tỷ mét khối vào năm 2050. Năng lượng hạt nhân tăng 15% từ năm 2020 đến năm 2030, chủ yếu phản ánh sự mở rộng ở Trung Quốc.

Hình 6 Tổng năng lượng cung cấp và cường độ phát thải CO2 trong STEPS

Tổng mức tiêu thụ cuối cùng tăng ở tất cả các lĩnh vực trong STEPS, dẫn đầu là điện và khí đốt tự nhiên (Hình 7). Tất cả sự tăng trưởng đều diễn ra ở thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển. Lớn nhất sự thay đổi trong sử dụng năng lượng diễn ra trong ngành điện (Hình 8). Nhu cầu điện toàn cầu tăng 80% trong khoảng thời gian từ 2020 đến 2050, gần gấp đôi tốc độ tăng trưởng tổng thể tiêu thụ năng lượng. Hơn 85% mức tăng trưởng nhu cầu điện toàn cầu đến từ thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển. Than tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong sản xuất điện ở các nền kinh tế này đến năm 2050, bất chấp sự tăng trưởng mạnh mẽ về năng lượng tái tạo: nền kinh tế tiên tiến, việc sử dụng than để sản xuất điện giảm mạnh.

Hình 7 Tổng mức tiêu thụ cuối cùng theo ngành và nhiên liệu trong STEPS

Hình 8 Sản xuất điện bằng nhiên liệu và tỷ trọng than trong STEPS

3. Phát thải từ tài sản hiện có

Lĩnh vực năng lượng chứa một số lượng lớn tài sản có thời gian sử dụng lâu dài và sử dụng nhiều vốn. Đô thị cơ sở hạ tầng, đường ống, nhà máy lọc dầu, nhà máy nhiệt điện than, cơ sở công nghiệp nặng, các tòa nhà và nhà máy thủy điện lớn có thể có tuổi thọ kinh tế và kỹ thuật tốt hơn 50 năm. Nếu cơ sở hạ tầng năng lượng ngày nay được vận hành cho đến khi kết thúc thời kỳ điển hình suốt đời theo cách tương tự như trước đây, chúng tôi ước tính rằng điều này sẽ dẫn đến tích lũy lượng khí thải CO2 liên quan đến năng lượng và quy trình công nghiệp từ năm 2020 đến năm 2050 chỉ dưới 650 tấn CO2. Con số này nhiều hơn khoảng 30% so với tổng lượng CO2 còn lại phù hợp với hạn chế sự nóng lên toàn cầu ở mức 1,5 °C với xác suất 50%.

Ngành điện chiếm hơn 50% tổng lượng phát thải từ tài sản hiện có; 40% tổng lượng khí thải sẽ đến từ các nhà máy điện đốt than. Công nghiệp là ngành lớn tiếp theo, cùng với thép, xi măng, hóa chất và các ngành công nghiệp khác chiếm khoảng 30% tổng lượng phát thải từ các tài sản hiện có. Tuổi thọ dài của cơ sở sản xuất trong các tiểu ngành này (thường là 30-40 năm đối với lò cao hoặc lò nung xi măng) và tuổi đời tương đối trẻ của nguồn vốn toàn cầu giải thích sự đóng góp lớn của họ. Giao thông vận tải chỉ chiếm hơn 10% lượng khí thải từ các tài sản hiện có và các tòa nhà ngành chỉ chiếm dưới 5%. Tuổi thọ của phương tiện, thiết bị trong vận tải và các ngành xây dựng nhìn chung ngắn hơn nhiều so với trường hợp điện và công nghiệp – Ví dụ, ô tô chở khách thường được cho là có tuổi thọ khoảng 17 năm – nhưng mạng lưới cơ sở hạ tầng liên quan như đường sá, mạng lưới điện và lưới khí đốt đã tuổi thọ rất dài.

Có một số khác biệt lớn theo khu vực về mức phát thải từ các tài sản hiện có (Hình 9). Các nền kinh tế tiên tiến có xu hướng có trữ lượng vốn lâu đời hơn nhiều so với các nền kinh tế mới nổi thị trường và các nền kinh tế đang phát triển, đặc biệt là trong lĩnh vực điện, và các tài sản hiện có sẽ kết thúc cuộc đời của họ sớm hơn. Ví dụ, tuổi trung bình của các nhà máy nhiệt điện than ở Trung Quốc là 13 năm và 16 năm ở phần còn lại của châu Á, so với khoảng 35 năm ở Châu Âu và 40 năm ở Hoa Kỳ (IEA, 2020e).

Hình 9 Phát thải từ cơ sở hạ tầng hiện có theo ngành và khu vực

IV. Trường hợp cam kết được công bố

Trường hợp cam kết được công bố (APC) giả định rằng tất cả các cam kết Net Zero Emissions quốc gia đều được thực hiện thực hiện đầy đủ và đúng thời hạn. Do đó, nó vượt xa các cam kết chính sách được đưa ra trong BƯỚC. Mục đích của APC là để xem việc triển khai đầy đủ mạng lưới quốc gia đến mức nào. cam kết không phát thải sẽ đưa thế giới đạt tới mức Net Zero Emissions và xem xét quy mô chuyển đổi của ngành năng lượng mà con đường đó đòi hỏi.

Cách thức thực hiện những cam kết này trong APC có ý nghĩa quan trọng đối với hệ thống năng lượng. Cam kết Net Zero đối với tất cả lượng phát thải khí nhà kính không nhất thiết có nghĩa là lượng khí thải CO2 từ ngành năng lượng cần phải đạt mức 0. Cho ví dụ: kế hoạch Net Zero của một quốc gia có thể dự tính một số lượng khí thải liên quan đến năng lượng còn lại được bù đắp bằng việc hấp thụ lượng khí thải từ hoạt động lâm nghiệp hoặc sử dụng đất, hoặc bằng lượng khí thải âm phát sinh từ việc sử dụng năng lượng sinh học hoặc thu giữ trực tiếp CO2 từ không khí (DAC) bằng CCUS. Nó không thể biết chính xác các cam kết Net Zero sẽ được thực hiện như thế nào, nhưng việc thiết kế APC, đặc biệt là về các chi tiết của lộ trình hệ thống năng lượng, đã được được thông báo bằng các lộ trình mà một số cơ quan quốc gia đã phát triển để hỗ trợ mạng lưới không cam kết. Chính sách ở các quốc gia chưa đưa ra cam kết về Net Zero là được giả định giống như trong STEPS. Các giả định phi chính sách, bao gồm dân số và tăng trưởng kinh tế, giống như trong STEPS.

1. Phát thải CO2

Tại APC, lượng phát thải có sự phục hồi nhỏ đến năm 2023, mặc dù mức này nhỏ hơn nhiều so với sự gia tăng ngay sau cuộc khủng hoảng tài chính năm 2008-09. Khí thải không bao giờ đạt tới đỉnh cao trước đó là 36 Gt CO2. Lượng khí thải CO2 toàn cầu giảm khoảng 10% xuống còn 30 Gt vào năm 2030 và xuống 22 Gt vào năm 2050. Con số này thấp hơn khoảng 35% so với mức của năm 2020 và thấp hơn 14 Gt CO2 so với trong STEPS (Hình 10). Nếu phát thải tiếp tục xu hướng này sau năm 2050 và với mức phát thải tương tự những thay đổi về phát thải khí nhà kính không liên quan đến năng lượng, sự gia tăng nhiệt độ bề mặt trung bình toàn cầu vào năm 2100 sẽ vào khoảng 2,1 °C (với xác suất 50%).

Hình 10 Lượng phát thải CO2 liên quan đến năng lượng và công nghiệp toàn cầu theo kịch bản và mức giảm theo khu vực, 2010-2050

Việc đạt được các cam kết Net Zero hiện tại sẽ giảm lượng phát thải trên toàn cầu xuống còn 22 Gt CO2 vào năm 2050, một mức giảm lớn so với các chính sách hiện hành nhưng vẫn còn cách xa mức Net Zero Emissions.

Do đó, các cam kết về Net Zero đã được thực hiện cho đến nay đã tạo ra sự khác biệt lớn đối với quỹ đạo phát thải CO2 hiện tại. Tuy nhiên, tương tự, các cam kết về Net Zero hiện tại không đạt được mức cần thiết để đạt mức Net Zero Emissions trên toàn cầu vào năm 2050. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của các chính sách và kế hoạch cụ thể nhằm thực hiện đầy đủ các cam kết về Net Zero trong dài hạn. Nó cũng nhấn mạnh giá trị của các quốc gia khác đưa ra (và thực hiện) các cam kết về mức không khí thải: càng có nhiều quốc gia làm như vậy và những cam kết đó càng tham vọng thì khoảng cách sẽ càng thu hẹp với những gì cần thiết để đạt được mức Net Zero Emissions 2050.

Mức giảm phát thải CO2 lớn nhất ở APC là trong lĩnh vực điện với lượng phát thải toàn cầu giảm gần 60% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2050. Điều này xảy ra bất chấp nhu cầu điện tăng gần gấp đôi khi các mục đích sử dụng năng lượng cuối cùng ngày càng được điện khí hóa, đặc biệt là trong giao thông vận tải và các tòa nhà (Hình 11). Điều này so sánh với mức giảm phát thải dưới 15% trong STEPS.

Hình 11 Lượng phát thải CO2 toàn cầu theo ngành trong STEPS và APC

Các cam kết về mức 0 ròng được công bố sẽ cắt giảm 60% lượng khí thải vào năm 2050 trong ngành điện, 40% trong các tòa nhà, 25% trong công nghiệp và chỉ hơn 10% trong giao thông vận tải.

Các lĩnh vực vận tải và công nghiệp nhận thấy lượng phát thải CO2 giảm ít rõ rệt đến năm 2050 trong APC, với nhu cầu năng lượng tăng ở những khu vực không có cam kết về Net Zero ảnh hưởng một phần cho nỗ lực giảm phát thải ở các khu vực khác. Phát thải từ lĩnh vực xây dựng giảm khoảng 40% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2050, so với khoảng 5% trong BƯỚC: việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch trong các tòa nhà chủ yếu là để cung cấp hệ thống sưởi và các quốc gia đã đưa ra cam kết chiếm tỷ lệ tương đối cao trong hệ thống sưởi toàn cầu yêu cầu.

Ngay cả ở những khu vực có cam kết Net Zero, vẫn có một số lượng khí thải tồn dư vào năm 2050, chủ yếu trong công nghiệp và giao thông. Điều này phản ánh sự khan hiếm các giải pháp thương mại sẵn có để loại bỏ tất cả khí thải từ xe tải hạng nặng, hàng không, vận tải biển và công nghiệp nặng.

2. Tổng cung cấp năng lượng

Tổng nguồn cung năng lượng toàn cầu tăng hơn 15% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2050 trong APC, so với 1/3 trong STEPS (Hình 12). Cường độ năng lượng giảm trung bình khoảng 2,6% mỗi năm cho đến năm 2050 so với 2,2% trong STEPS. Nhu cầu năng lượng tăng đáng kể ở các thị trường mới nổi và các nền kinh tế đang phát triển, nơi tốc độ tăng trưởng kinh tế và dân số nhanh nhất và có ít cam kết Net Zero hơn, vượt xa mức giảm nhu cầu năng lượng ở các quốc gia có cam kết Net Zero.

Hình 12 Tổng cung năng lượng theo nguồn tại STEPS và APC

Các cam kết Net Zero được công bố sẽ nâng năng lượng tái tạo trong APC từ 12% tổng nguồn cung cấp năng lượng vào năm 2020 lên 35% vào năm 2050, chủ yếu nhờ chi phí từ than và dầu.

Sự gia tăng toàn cầu về cung cấp năng lượng trong APC được dẫn đầu bởi năng lượng tái tạo, giúp tăng tỷ trọng của chúng trong cơ cấu năng lượng từ 12% vào năm 2020 lên 35% vào năm 2050 (so với 25% vào năm 2050 trong STEPS). Quang điện mặt trời (PV) và gió trong ngành điện cùng đóng góp khoảng 50% tăng trưởng nguồn cung năng lượng tái tạo và năng lượng sinh học đóng góp khoảng 30%. Việc sử dụng năng lượng sinh học tăng gấp đôi trong công nghiệp, gấp ba lần trong sản xuất điện và tăng gấp bốn lần trong giao thông vận tải: nó đóng vai trò quan trọng trong việc giảm phát thải từ nguồn cung cấp nhiệt và loại bỏ CO2 khỏi khí quyển khi được kết hợp với CCUS. Hạt nhân duy trì tỷ trọng trong cơ cấu năng lượng, sản lượng của nó tăng 1/4 đến năm 2030 (so với mức tăng 15% trong STEPS), được thúc đẩy bởi việc kéo dài tuổi thọ tại các nhà máy hiện có và các lò phản ứng mới ở một số Quốc gia.

Việc sử dụng than toàn cầu ở APC giảm nhanh hơn đáng kể so với STEPS. Nó giảm từ 5.250 triệu tấn than tương đương (Mtce) vào năm 2020 xuống còn 4.000 Mtce vào năm 2030 và 2.600 Mtce vào năm 2050 (so với 4.300 Mtce trong STEPS năm 2050). Phần lớn sự suy giảm này là do sản lượng điện đốt than giảm ở các quốc gia có cam kết bằng 0 khi các nhà máy được tái sử dụng, trang bị thêm hoặc ngừng hoạt động. Ở các nền kinh tế tiên tiến, các nhà máy nhiệt điện than không suy giảm thường được loại bỏ dần trong vòng 10-15 năm tới. Tiêu thụ than để sản xuất điện của Trung Quốc giảm 85% trong khoảng thời gian từ năm 2020 đến năm 2050 trên con đường hướng tới mức trung hòa carbon vào năm 2060. Mức giảm này nhiều hơn bù đắp cho sự tăng trưởng liên tục của than ở các quốc gia không có cam kết Net Zero. Trên toàn cầu, việc sử dụng than trong công nghiệp giảm 25% từ năm 2020 đến năm 2050, so với mức 5% sự suy giảm trong STEPS.

Nhu cầu dầu phục hồi nhẹ vào đầu những năm 2020 nhưng không bao giờ đạt đến đỉnh lịch sử nữa vào năm 2019. Nó giảm xuống 90 triệu thùng/ngày vào đầu những năm 2030 và xuống còn 80 triệu thùng/ngày vào năm 2050, thấp hơn khoảng 25 triệu thùng/ngày so với STEPS, cảm ơn thúc đẩy mạnh mẽ điện khí hóa phương tiện giao thông và chuyển sang sử dụng nhiên liệu sinh học và hydro, đặc biệt là ở các khu vực đã cam kết. Nhu cầu khí đốt tự nhiên tăng từ khoảng 3.900 bcm vào năm 2020 lên khoảng 4.350 bcm vào năm 2025, nhưng sau đó nhìn chung không thay đổi cho đến năm 2050 (tiếp tục tăng lên khoảng 5.700 bcm trong STEPS).

3. Tổng mức tiêu thụ cuối cùng

Việc sử dụng năng lượng toàn cầu tiếp tục tăng trong tất cả các lĩnh vực sử dụng cuối chính trong APC, mặc dù chậm hơn đáng kể so với STEPS (Hình 13). Tổng mức tiêu dùng cuối cùng (TFC) tăng khoảng 20% trong giai đoạn 2020-50, so với mức tăng 35% trên toàn cầu trong STEPS. Các biện pháp cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng đóng vai trò chính trong APC trong việc giảm mức tăng trưởng nhu cầu ở các quốc gia có cam kết Net Zero. Nếu không có những lợi ích hiệu quả đó, tăng trưởng nhu cầu điện sẽ khiến năng lượng tái tạo khó thay thế nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất điện hơn nhiều. Nhu cầu năng lượng giảm nhiều nhất so với STEPS là trong giao thông vận tải, nhờ sự chuyển đổi nhanh chóng sang xe điện (EV), loại xe có hiệu suất năng lượng cao gấp ba lần so với các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong thông thường.

Hình 13 Tổng mức tiêu thụ cuối cùng trong APC

Các cam kết về Net Zero được công bố sẽ dẫn đến sự chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch trên toàn cầu sang điện, năng lượng tái tạo và hydro. Thị phần điện tăng từ 20% lên 30% vào năm 2050

Hỗn hợp nhiên liệu trong việc sử dụng năng lượng cuối cùng thay đổi đáng kể trong APC. Đến năm 2050, điện là nhiên liệu lớn nhất được sử dụng trong tất cả các lĩnh vực ngoại trừ giao thông vận tải, nơi dầu vẫn chiếm ưu thế. Sự tồn tại lâu dài của dầu trong vận tải xuất phát một phần từ mức độ tiếp tục sử dụng dầu ở các quốc gia không có cam kết về Net Zero, và một phần từ khó khăn trong việc điện khí hóa các bộ phận quan trọng của ngành vận tải, đặc biệt là vận tải đường bộ và hàng không. Tuy nhiên, điện đã xâm nhập vào lĩnh vực giao thông vận tải và sự tăng trưởng nhanh chóng trong việc sử dụng xe điện khiến việc sử dụng dầu giảm sau năm 2030, với xe điện chiếm khoảng 35% doanh số bán ô tô chở khách toàn cầu vào năm 2030 và gần 50% vào năm 2050 ở APC (so với khoảng 25% trong STEPS vào năm 2050). Quá trình điện khí hóa trong lĩnh vực tòa nhà ở APC cũng nhanh hơn nhiều so với STEPS.

Việc sử dụng trực tiếp năng lượng tái tạo sẽ mở rộng trong tất cả các lĩnh vực sử dụng cuối cùng trên toàn cầu cho đến năm 2050. Năng lượng sinh học hiện đại chiếm phần lớn trong sự tăng trưởng này, chủ yếu thông qua việc trộn khí metan sinh học vào mạng lưới khí đốt tự nhiên và nhiên liệu sinh học lỏng trong giao thông vận tải. Điều này xảy ra chủ yếu ở các khu vực có cam kết ròng bằng 0. Nhiên liệu hydro và nhiên liệu gốc hydro đóng vai trò lớn hơn trong APC so với STEPS, đạt gần 15 exajoule (EJ) vào năm 2050, mặc dù chúng vẫn chỉ chiếm 3% tổng lượng tiêu thụ cuối cùng trên toàn thế giới vào năm 2050. Giao thông vận tải chiếm hơn hai -một phần ba tổng lượng tiêu thụ hydro vào năm 2050. Song song đó, việc sản xuất hydro tại chỗ trong ngành công nghiệp và lĩnh vực lọc dầu dần dần chuyển sang các công nghệ carbon thấp.

4. Phát điện

Sản lượng điện toàn cầu tăng gần gấp đôi trong ba thập kỷ tiếp theo ở APC, tăng từ khoảng 26.800 terawatt giờ (TWh) vào năm 2020 lên hơn 50.000 TWh vào năm 2050, cao hơn khoảng 4.000 TWh so với STEPS. Các nguồn năng lượng phát thải thấp mang lại tất cả sự gia tăng. Tỷ lệ năng lượng tái tạo trong sản xuất điện tăng từ 29% vào năm 2020 lên gần 70% vào năm 2050, so với khoảng 55% trong STEPS, khi quang điện mặt trời và gió chạy đua trước tất cả các nguồn phát điện khác (Hình 14). Đến năm 2050, năng lượng mặt trời và gió cùng nhau chiếm gần một nửa nguồn cung cấp điện. Thủy điện cũng tiếp tục mở rộng, nổi lên là nguồn năng lượng lớn thứ ba trong cơ cấu điện năng vào năm 2050. Năng lượng hạt nhân cũng tăng đều đặn, duy trì thị phần toàn cầu khoảng 10%, dẫn đầu là sự gia tăng ở Trung Quốc. Việc sử dụng khí đốt tự nhiên trong sản xuất điện tăng nhẹ vào giữa những năm 2020 trước khi bắt đầu giảm trở lại, trong khi tỷ trọng sản xuất điện của than giảm từ khoảng 35% vào năm 2020 xuống dưới 10% vào năm 2050. Vào thời điểm đó, 20% sản lượng điện đốt than còn lại đầu ra đến từ các nhà máy được trang bị CCUS.

Hydro và amoniac bắt đầu trở thành nhiên liệu đầu vào cho sản xuất điện vào khoảng năm 2030, được sử dụng chủ yếu kết hợp với khí tự nhiên trong tua bin khí và với than trong các nhà máy điện đốt than. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của các tài sản hiện có, góp phần đảm bảo tính phù hợp của hệ thống điện và giảm tổng chi phí chuyển đổi ngành điện ở nhiều quốc gia. Tổng công suất pin cũng tăng đáng kể, đạt 1.600 gigawatt (GW) vào năm 2050, nhiều hơn 70% so với STEPS.

Hình 14 Sản lượng điện toàn cầu theo nguồn trong APC

Năng lượng tái tạo đạt tầm cao mới trong APC, tăng từ mức dưới 30% nguồn cung cấp điện vào năm 2020 lên gần 70% vào năm 2050, trong khi sản lượng điện đốt than giảm dần

Lưu ý: Năng lượng tái tạo khác = địa nhiệt, nhiệt mặt trời và biển.