《自然》：1.5°C世界中大部分化石燃料註定永埋地下

2021年09月28日21:56:12 科學 1653

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2021年9月8日，《自然》雜誌在線發表倫敦大學學院可持續資源研究所 Dan Welsby等人撰寫的文章《1.5°C世界中無法提取的化石燃料》（Unextractable fossil fuels in a 1.5 °C world）指出，在全球溫升不高於1.5攝氏度的情況下（50%可能性），全球必須快速降低化石燃料的使用量。報告通過分析認為，到 2050 年，必須保持近60%的石油和化石甲烷氣體以及90%的煤炭為未開採狀態，才能將溫升控制在1.5°C內。

https://doi.org/10.1038/s41586-021-03821-8

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摘要：

2015年《巴黎協定》的締約方承諾將全球變暖限制在低於 2 °C 的範圍內，並努力將溫度升幅限制在相對於工業化前時代的1.5 °C。然而，化石燃料將繼續主導全球能源系統，要想將溫度升高保持在 1.5 °C 以下，必須快速降低化石燃料的使用量。本研究使用全球能源系統模型TIAM-UCL【1】來評估區域和全球需要儲存在地下的化石燃料數量，以便有 50% 的可能性將全球升溫控制在1.5 °C內。

到 2050 年，我們發現必須保持近60%的石油和化石甲烷氣體以及90%的煤炭為未開採狀態，才能將升溫控制在1.5°C內。該值相對於2 °C的目標增長了很大幅度，尤其是對石油來說，還需要額外存儲25%的未開採量。

此外，結果表明，到2050年全球石油和天然氣產量必須每年下降3%。這意味着大多數地區現在或未來十年必須達到產量峰值，這會使許多正在運營和計劃中的化石燃料項目無法實施。由於將升溫限制在 1.5 °C 的可能性超過 50% 需要更多的碳存儲在地下，而且快速大規模部署負排放技術存在不確定性，所以我們可能低估了所需的生產變化。

必須保持近60%的石油和化石甲烷氣體以及90%的煤炭為未開採狀態，才能將升溫控制在1.5°C內

1.5°C目標下不可開採的化石能源存儲量

本研究估計的不可開採能源儲量估計為 2018 年未開採儲量基礎的百分比。我們估計，到 2050年，石油佔58%，化石甲烷氣體佔59%，煤炭佔89%。這意味着，在全球升溫 1.5 °C 的目標下，目前被認為具有經濟價值的儲量中非常大的份額將無法開採。這些估計值遠高於 McGlade 和 Ekins的估計值，他們估計石油和化石甲烷氣的不可開採儲量分別為 33% 和 49%。

如果2050年之後繼續使用化石燃料，這些估計值在2100年呈減少趨勢。2100年，石油估計值下降到43%；化石甲烷氣體的下降幅度較小，從59%下降到50%。2050年以後開採的大部分化石燃料用作石化行業的原料，例如，石油用作航空行業的燃料。在1.5°C 的碳預算下，原料使用的碳強度遠低於燃燒，2100年分別占石油和化石甲烷氣體使用總量的65%和68%。

相對於全球估計值（圖1和表1），不可開採份額因地區而異。最大的儲量持有者為中東(MEA)（石油和化石甲烷氣體）和俄羅斯和其他前蘇聯國家（FSU）（化石甲烷氣體），這些地區的估計值接近或略高於全球平均水平。加拿大的石油不可開採估計值比其他地區高得多，為 83%。這包括我們估計為已探明加拿大油砂儲量的 490 億桶 (Gb)中的 84%。相比之下，前蘇聯地區在總石油儲量中不可開採的份額相對較低（2050年為 38%）。

圖1：1.5°C目標下世界各地區不可開採的化石能源存儲量

表1：1.5°C目標下世界各地區不可開採的化石能源存儲量

補充表1： 1.5°C 情景下按地區劃分的化石燃料不可開採資源（% 和物理單位單位包括：Gb = billion barrels of oil; Tcm = trillion cubic meters; Gt = billion tons (metric).）

主要生產區的產量下降情況

區域不可開採儲量和更廣泛資源基礎是區域生產軌跡。圖 2 顯示了五個最大的石油和化石甲烷氣產區到2050年的情況。2020 年標誌着全球石油和化石甲烷氣體產量的峰值，此後到 2050 年分別下降 2.8%和3.2%。圖2顯示，除美國外，所有產油區到 2050 年均出現大幅下降。美國的產量在2025年達到每天 1690 萬桶的峰值，然後到 2050 年呈現下降的趨勢。這個初期增長主要是由於美國石油進口量下降、運輸部門繼續使用石油為燃料以及輕質緻密油的靈活性（即緻密油井的高產量增長）等原因。就中美洲和南美洲而言，到2025年產量顯示為每年 1.1% 的緩慢下降，然後到 2050 年下降速度稍快，速度為 3.5%。中東地區是最大的石油生產者，預計到2050年將下降50% 以上（相對於 2020 年）。在其他地方，由於主要進口地區（例如歐洲）的國內需求和進口需求的下降，非洲和前蘇聯的石油產量從 2020 年到 2050 年分別以 3.5% 和 3.1% 的速度下降。

區域化石甲烷氣體生產是面臨更複雜的情況，因為它用於滿足新興市場的需求增長，並作為工業部門煤炭使用的替代品，特別是在中國和亞洲其他發展中地區（圖2b）。美國的產量在 2020 年達到峰值，並在 2050 年之前迅速下降，年下降率為 8.1%。這反映了國內市場的快速下滑，到 2040 年將完全淘汰電力部門的使用。此為，中東地區、非洲地區和亞洲其他發展中地區的化石甲烷氣體產量增長到 2030 年後開始下降。

圖2：(a)石油總產量; (b)化石甲烷氣體總產量

重新評估化石燃料生產

放棄未來生產的需要意味着生產國、化石能源公司及其投資者需要認真重新評估他們的生產前景。許多地區現在或未來十年正面臨生產高峰，對於財政上依賴化石燃料的國家來說尤其如此因此，除非國家經濟結構能夠迅速多樣化，否則將面臨巨大的轉型風險。限制生產和減少內需的政策措施集中在輔助碳定價的供應鏈政策和關注需求的監管工具上。此類政策旨在限制化石燃料的開採，包括取消補貼、生產稅、對違規行為的處罰以及禁止新的勘探和生產。除此之外，定國際倡議也是關鍵措施，例如擬議的化石燃料不擴散條約以促進全球行動。COVID-19引起期石油和化石甲烷氣體需求下降，為政府調整戰略提供了機遇。這次危機進一步暴露了石油的脆弱性，尤其是天然氣行業，並引發了人們對其未來盈利能力的擔憂。

我們為全球化石燃料行業描繪的慘淡圖景很可能低估了真正所需要做的，因此化石燃料行業產量需要更快地被削減。這是因為我們的情景使用了與將升溫限制在 1.5 °C 的 50% 概率相關的碳預算，而且沒有考慮周圍的不確定性。因此，為了確保該溫度目標的實現，需要更多的碳留在地底。此外，它依賴於到 2050 年（2100 年）每年大約 4.4 (5.9) GtCO2 的二氧化碳清除。鑒於二氧化碳清除的規模化存在很大的不確定性，這種依賴性有可能低估所需的減排速度。