拜登政府上任以後,其氣候政策訂定的主要目標為2050年達到淨零碳排。美國在未來30年將會如何改變才能達到此目標?英國《衛報》引用Eric Larson研究工程師領導的普林斯頓大學團隊對淨零排放路徑的分析報告《零碳美國》 (Net-Zero America),對上述這個問題提供了一些答案,有助於拜登政府的長程規劃。
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零排放競賽:美國能否在2050年之前實現淨零排放?

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行事曆icon 2022/10/28
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編譯/王涵 中心助理研究員

零碳美國(Net-Zero America)報告封面

零碳美國(Net-Zero America)報告封面


背景

  拜登政府上任以後,其氣候政策訂定的主要目標為2050年達到淨零碳排。美國在未來30年將會如何改變才能達到此目標?英國《衛報》引用Eric Larson研究工程師領導的普林斯頓大學團隊對淨零排放路徑的分析報告《零碳美國》 (Net-Zero America),對上述這個問題提供了一些答案,有助於拜登政府的長程規劃。若能夠實現淨零碳排放,除了有更乾淨的空氣,也能夠避免災難性的氣候變化,在轉型同時更能夠增加新的就業機會,是非常有吸引力的願景。這份報導和所引用的報告,將淨零排放轉型的經費評估、經濟效益和就業市場增加計算出來,對政策組合完整性與政策行銷有相當大幫助;並且報告佈局淨零碳排也清楚評估了電網重建的需求以及全國碳封存網絡的規劃,這些在臺灣政府減碳和能源轉型論述中較少看到。本篇報導相當值得臺灣政府推動能源轉型政策規劃參考。


實現淨零排放需要什麼?

  首先是無煤。煤炭曾經使美國成為全球經濟的巨人,但煤炭時代將於10年內完全結束,屆時將關閉1,000多個煤礦和相關的發電廠,石油和天然氣的使用也必須嚴格縮減。未來30年將大力興建太陽光電和風力機組,首先,2030年增加300GW的風能和300GW的太陽能,至2050年將供應量進一步提高到現在的五倍。這個計畫需要大約590,000平方公里(227,800 平方英里)來建設風機和太陽能板,約占美國面積的十分之一。

  到2030年,風力電廠將迅速發展,預計超過60,000平方英里的土地用於風能,太陽能發電也持續增長,特別在美國南部區域。2040年離岸風機將在紐約附近建設,而太陽光電則於南加州增設,直至2050年,風電的發展大量擴張將席捲中西部,並且輸配電線更為密集。超過210,000平方英里的土地用於風能,約15,000平方英里的土地用於太陽能。總的來說,三十年的總擴建成本約為3.23兆美元。

  由於太陽能和風能的特性,光電和風電運輸至各地區,所需要的輸電系統(電網)規模將增加三倍。目前美國的電網建設歷時150年,要在2050年之前實現淨零排放,便需要在未來15年加倍,然後在其後15年再增加同樣的量(達到三倍)。


運輸、住宅走向電氣化

  未來將有3億輛新電動汽車取代目前美國最大的溫室氣體排放源:運輸所排放的二氧化碳 。2020年輕型汽車中僅有2%為電動汽車,預計至2030年將增加為17%,即約5000萬輛電動汽車,這些電動汽車多數將位於德州、加州和東北部,因此每十年需要花費250億美元來建立龐大的電動車充電網絡。至2040年,電動車數量約成長為三分之二,總計超過2億輛,2050年預計會有96%電動車。

  若要將充電站遍佈至該國偏遠地區,需要在公共充電站上投資超過500億美元,2030年預計設置240萬充電站,其中在加州以和德州約為50萬個充電站,至2050年充電站將能夠遍佈全美。

  淨零排放願景也將延伸到家庭生活的全面向,至2050年,天然氣將被完全取代,轉為潔淨電力,全美大約有1.3億個房屋將裝有熱泵 (heat pump)[1]。除了房屋的供暖設備外,熱水以及烹調設備上都將減少化石燃料、天然氣等使用,並走向電氣化。


地底建造大型碳捕集網絡

  至2040年,部分管線每年將可以運輸540百萬噸二氧化碳,至2050年將有更複雜、廣泛的管線,除了約1000座工業設施配備了碳捕集的技術、11萬公里的新管線,並將捕集的二氧化碳輸送到東南部、中西部和西海岸並進行封存。


未來就業效益

  未來十年將需要在新能源、建築和運輸領域投資25億美元,拜登政府希望轉型途中能夠不犧牲個人利益甚至是透過增加就業機會去解決危機。我們雖然可以預見煤炭、石油和天然氣產業的工作流失,但是拜登政府將用風能、太陽能以及電網升級帶來的數百萬個新工作機會去消弭這些影響,報告中預測未來在能源領域可能的工作機會、需要的工作經驗以及教育程度,以評估能源轉型對未來就業效益的提升。


降低空污死亡率

  現今美國每天約使用1100萬桶原油,城市也受到嚴重汙染,這個現象說明著每年成千上萬的人因煤炭、天然氣以及運輸所造成的空氣污染而死亡。達成零碳美國後將可以大幅改善現況,與2025年相比,預計至2035年就能降低一半的空污死亡率,至2050年甚至能降低至約2000人。


註釋:

[1] 這是一種安裝在房屋外的電氣設備,可根據季節需求將熱量轉移到住宅中或從住宅中轉移出去。

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