Устойчивая энергетика

Часть серии статей о
Устойчивая энергетика
Энергосбережение Аркология Изоляция зданий Когенерация Компактная люминесцентная лампа Эко-отель Эко-города Экодом Экомаркировка Эффективное использование энергии Энергетический аудит Внедрение энергоэффективности Рекуперация энергии Переработка энергии Энергосберегающая лампа Энергетическая звезда Хранение энергии Планирование охраны окружающей среды Экологические технологии Поэтапный отказ от ископаемого топлива Стекло в зеленых зданиях Экологичное строительство и древесина Экологическое строительство Тепловой насос Список технологий строительства с низким потреблением энергии Дом с низким потреблением энергии Микрогенерация Пассивный дом Проектирование пассивного солнечного здания Устойчивая архитектура Устойчивый город Устойчивая среда обитания Устойчивая реконструкция Накопление тепловой энергии Тропическое зеленое здание Отходы в энергию Здание с нулевым отоплением Здание с нулевым потреблением энергии
Возобновляемая энергия Биотопливо Устойчивый Биогаз Биомасса Углерод-нейтральное топливо Геотермальная энергия Геотермальная энергия Геотермальное отопление Гидроэнергетика Гидроэлектроэнергия Микро гидро Пико гидро Речной Малая гидроэлектростанция Сила морского течения Морская энергия Приливная энергия Приливная плотина Приливная ферма Генератор приливного течения Преобразование тепловой энергии океана Переход на возобновляемые источники энергии Возобновляемое тепло Солнечная Волна Ветер Сообщество Ферма Плавающая ветряная турбина Прогнозирование Промышленность Линза Контур Права Турбина Ветрозащитный пояс Ветряной насос
Устойчивый транспорт Экологичный автомобиль Электромобиль Велосипед Солнечный автомобиль Ветротранспортное средство Гибридный автомобиль Человеко-электрический Твайк Плагин Транспорт, приводимый в движение человеком Вертолет Судно на подводных крыльях Наземное транспортное средство Велосипед Велорикша Самокат Квадрацикл Трехколесный велосипед Веломобиль Катание на роликах Скейтбординг Ходьба Водное судно Персональный перевозчик Железнодорожный транспорт трамвай Скоростной транзит Персональный скоростной транспорт
Категория Портал возобновляемой энергии
в т е

Энергия является устойчивой, если она «удовлетворяет потребности настоящего времени, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности». ^{[1] [2]} Определения устойчивой энергии обычно рассматривают ее воздействие на окружающую среду, экономику и общество. Это воздействие варьируется от выбросов парниковых газов и загрязнения воздуха до энергетической бедности и токсичных отходов . Возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра , гидроэнергия , солнечная энергия и геотермальная энергия , могут нанести ущерб окружающей среде, но, как правило, гораздо более устойчивы, чем ископаемые источники топлива.

Роль невозобновляемых источников энергии в устойчивой энергетике является спорной. Ядерная энергетика не производит загрязнения углерода или воздуха, но имеет недостатки, которые включают радиоактивные отходы , риск распространения ядерного оружия и риск аварий . Переход с угля на природный газ имеет экологические преимущества, включая меньшее воздействие на климат , но может привести к задержке перехода на более устойчивые варианты. Улавливание и хранение углерода могут быть встроены в электростанции для удаления их выбросов углекислого газа (CO2 ₎ , но эта технология дорогая и редко применяется.

Ископаемое топливо обеспечивает 85% мирового потребления энергии, а энергетическая система ответственна за 76% мировых выбросов парниковых газов. Около 790 миллионов человек в развивающихся странах не имеют доступа к электричеству , а 2,6 миллиарда человек полагаются на загрязняющие виды топлива, такие как древесина или уголь, для приготовления пищи. Приготовление пищи с использованием биомассы и загрязнение ископаемым топливом приводят, по оценкам, к 7 миллионам смертей каждый год. Ограничение глобального потепления до 2 °C (3,6 °F) потребует преобразования производства , распределения, хранения и потребления энергии. Всеобщий доступ к чистой электроэнергии может иметь значительные преимущества для климата, здоровья человека и экономики развивающихся стран.

Были предложены пути смягчения последствий изменения климата , чтобы ограничить глобальное потепление до 2 °C (3,6 °F). К ним относятся постепенный отказ от угольных электростанций, экономия энергии , производство большего количества электроэнергии из чистых источников, таких как ветер и солнце , и переход с ископаемого топлива на электричество для транспорта и отопления зданий. Выходная мощность некоторых возобновляемых источников энергии варьируется в зависимости от того, когда дует ветер и светит солнце. Поэтому переход на возобновляемые источники энергии может потребовать модернизации электросетей , такой как добавление накопителей энергии . Некоторые процессы, которые трудно электрифицировать, могут использовать водородное топливо, произведенное из источников энергии с низким уровнем выбросов. В предложении Международного энергетического агентства по достижению нулевых чистых выбросов к 2050 году около 35% сокращения выбросов зависит от технологий, которые по состоянию на 2023 год все еще находятся в стадии разработки.

Доля ветро- и солнечной энергетики на мировом рынке электроэнергии выросла до 8,5% в 2019 году, а расходы продолжают падать. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) подсчитала, что 2,5% мирового валового внутреннего продукта (ВВП) необходимо будет инвестировать в энергетическую систему каждый год в период с 2016 по 2035 год, чтобы ограничить глобальное потепление до 1,5 °C (2,7 °F). Правительства могут финансировать исследования, разработки и демонстрацию новых технологий чистой энергии. Они также могут построить инфраструктуру для электрификации и устойчивого транспорта. Наконец, правительства могут поощрять внедрение чистой энергии с помощью таких политик, как ценообразование на углерод , стандарты возобновляемого портфеля и поэтапный отказ от субсидий на ископаемое топливо . Эти политики также могут повысить энергетическую безопасность .

Комиссия ООН Брундтланд описала концепцию устойчивого развития , для которого энергия является ключевым компонентом, в своем докладе 1987 года « Наше общее будущее ». Она определила устойчивое развитие как удовлетворение «потребностей настоящего времени без ущерба для способности будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности». ^[1] Это описание устойчивого развития с тех пор упоминалось во многих определениях и объяснениях устойчивой энергетики. ^{[1] [4] [5] [6]}

Не существует общепринятой интерпретации того, как концепция устойчивости применяется к энергетике в глобальном масштабе. ^[7] Рабочие определения устойчивой энергетики охватывают множество измерений устойчивости, таких как экологические, экономические и социальные измерения. ^[6] Исторически концепция устойчивого развития энергетики была сосредоточена на выбросах и энергетической безопасности . С начала 1990-х годов концепция расширилась, чтобы охватить более широкие социальные и экономические вопросы. ^[8]

Экологическое измерение устойчивости включает выбросы парниковых газов , воздействие на биоразнообразие и экосистемы, опасные отходы и токсичные выбросы, ^[7] потребление воды, ^[9] и истощение невозобновляемых ресурсов. ^[6] Источники энергии с низким воздействием на окружающую среду иногда называют зеленой энергией или чистой энергией . Экономическое измерение устойчивости охватывает экономическое развитие, эффективное использование энергии и энергетическую безопасность, чтобы гарантировать, что каждая страна имеет постоянный доступ к достаточному количеству энергии. ^{[7] [10] [11]} Социальные вопросы включают доступ к доступной и надежной энергии для всех людей, права трудящихся и права на землю. ^{[6] [7]}

Современная энергетическая система способствует возникновению многих экологических проблем, включая изменение климата , загрязнение воздуха, потерю биоразнообразия , выброс токсинов в окружающую среду и нехватку воды. По состоянию на 2019 год 85% мировых потребностей в энергии удовлетворяются за счет сжигания ископаемого топлива. ^[13] Производство и потребление энергии ответственны за 76% ежегодных выбросов парниковых газов, вызванных деятельностью человека, по состоянию на 2018 год. ^{[14] [15]} Международное Парижское соглашение об изменении климата 2015 года направлено на ограничение глобального потепления значительно ниже 2 °C (3,6 °F) и предпочтительно до 1,5 °C (2,7 °F); достижение этой цели потребует скорейшего сокращения выбросов и достижения нулевого уровня к середине столетия. ^[16]

Сжигание ископаемого топлива и биомассы является основным источником загрязнения воздуха, ^{[17] [18]} что приводит к примерно 7 миллионам смертей каждый год, с наибольшим бременем болезней, наблюдаемым в странах с низким и средним уровнем дохода. ^[19] Сжигание ископаемого топлива на электростанциях, транспортных средствах и заводах является основным источником выбросов, которые в сочетании с кислородом в атмосфере вызывают кислотные дожди . ^[20] Загрязнение воздуха является второй по значимости причиной смерти от неинфекционных заболеваний. ^[21] По оценкам, 99% населения мира живет в условиях, когда уровень загрязнения воздуха превышает рекомендуемые Всемирной организацией здравоохранения пределы. ^[22]

Приготовление пищи с использованием загрязняющих видов топлива , таких как древесина, навоз, уголь или керосин, является причиной почти всего загрязнения воздуха в помещениях, что ежегодно приводит к примерно 1,6–3,8 миллионам смертей ^{[23] [21]} , а также вносит значительный вклад в загрязнение наружного воздуха. ^[24] Влияние на здоровье в основном касается женщин, которые, скорее всего, отвечают за приготовление пищи, и маленьких детей. ^[24]

Воздействие на окружающую среду выходит за рамки побочных продуктов сгорания. Разливы нефти в море наносят вред морской жизни и могут вызывать пожары, которые выделяют токсичные выбросы. ^[25] Около 10% мирового потребления воды идет на производство энергии, в основном для охлаждения на тепловых электростанциях. В засушливых регионах это способствует дефициту воды . Производство биоэнергии, добыча и переработка угля, а также добыча нефти также требуют большого количества воды. ^[26] Чрезмерная заготовка древесины и других горючих материалов для сжигания может нанести серьезный ущерб местной окружающей среде, включая опустынивание . ^[27]

Удовлетворение существующих и будущих потребностей в энергии устойчивым образом является важнейшей задачей для глобальной цели ограничения изменения климата при сохранении экономического роста и обеспечении повышения уровня жизни. ^[28] Надежная и доступная энергия, особенно электричество, необходима для здравоохранения, образования и экономического развития. ^[29] По состоянию на 2020 год 790 миллионов человек в развивающихся странах не имеют доступа к электричеству, а около 2,6 миллиарда человек используют для приготовления пищи загрязняющее топливо. ^{[30] [31]}

Улучшение доступа к энергии в наименее развитых странах и повышение чистоты энергии являются ключом к достижению большинства Целей устойчивого развития ООН на период до 2030 года , ^[32] которые охватывают вопросы, варьирующиеся от борьбы с изменением климата до гендерного равенства . ^[33] Цель устойчивого развития 7 призывает к «доступу к недорогой, надежной, устойчивой и современной энергии для всех», включая всеобщий доступ к электроэнергии и чистым варочным устройствам к 2030 году. ^[34]

Энергоэффективность — использование меньшего количества энергии для предоставления тех же товаров или услуг или предоставление сопоставимых услуг с меньшим количеством товаров — является краеугольным камнем многих стратегий устойчивой энергетики. ^{[36] [37]} Международное энергетическое агентство (МЭА) подсчитало, что повышение энергоэффективности может обеспечить 40% сокращения выбросов парниковых газов, необходимых для достижения целей Парижского соглашения. ^[38]

Энергию можно экономить, повышая техническую эффективность приборов, транспортных средств, промышленных процессов и зданий. ^[39] Другой подход заключается в использовании меньшего количества материалов, производство которых требует большого количества энергии, например, за счет лучшего проектирования зданий и переработки. Поведенческие изменения, такие как использование видеоконференций вместо деловых рейсов или совершение городских поездок на велосипеде, пешком или общественном транспорте вместо автомобиля, являются еще одним способом экономии энергии. ^[40] Государственная политика по повышению эффективности может включать строительные нормы , стандарты производительности , ценообразование на выбросы углерода и развитие энергоэффективной инфраструктуры для поощрения изменений в видах транспорта . ^{[40] [41]}

Энергоемкость мировой экономики (количество потребляемой энергии на единицу валового внутреннего продукта ( ВВП)) является приблизительным показателем энергоэффективности экономического производства. ^[42] В 2010 году глобальная энергоемкость составляла 5,6 мегаджоулей (1,6 кВт·ч ) на доллар США ВВП. ^[42] Цели Организации Объединенных Наций призывают к снижению энергоемкости на 2,6% каждый год в период с 2010 по 2030 год. ^[43] В последние годы эта цель не была достигнута. Например, в период с 2017 по 2018 год энергоемкость снизилась всего на 1,1%. ^[43]

Повышение эффективности часто приводит к эффекту отскока , когда потребители используют сэкономленные деньги для покупки более энергоемких товаров и услуг. ^[44] Например, недавние улучшения технической эффективности в сфере транспорта и зданий были в значительной степени компенсированы тенденциями в поведении потребителей , такими как выбор более крупных транспортных средств и домов. ^[45]

Возобновляемые источники энергии имеют важное значение для устойчивой энергетики, поскольку они, как правило, укрепляют энергетическую безопасность и выделяют гораздо меньше парниковых газов, чем ископаемое топливо. ^[49] Проекты в области возобновляемой энергии иногда вызывают серьезные опасения по поводу устойчивости, такие как риски для биоразнообразия, когда районы с высокой экологической ценностью преобразуются в производство биоэнергии или ветровые или солнечные электростанции. ^{[50] [51]}

Гидроэнергетика является крупнейшим источником возобновляемой электроэнергии, в то время как солнечная и ветровая энергия быстро растут. Фотоэлектрическая солнечная энергия и наземный ветер являются самыми дешевыми формами новых мощностей по производству электроэнергии в большинстве стран. ^{[52] [53]} Для более чем половины из 770 миллионов человек, которые в настоящее время не имеют доступа к электричеству, децентрализованная возобновляемая энергия , такая как работающие на солнечных батареях мини-сети, вероятно, является самым дешевым методом его обеспечения к 2030 году. ^[54] Цели Организации Объединенных Наций на 2030 год включают существенное увеличение доли возобновляемой энергии в мировом энергоснабжении. ^[34]

По данным Международного энергетического агентства, возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнца, в настоящее время являются обычным источником электроэнергии, составляя 70% всех новых инвестиций в мировую генерацию электроэнергии. ^{[55] [56] [57] [58]} Агентство ожидает, что возобновляемые источники энергии станут основным источником энергии для производства электроэнергии во всем мире в течение следующих трех лет, обогнав уголь. ^[59]

Солнце является основным источником энергии на Земле, чистым и широко доступным ресурсом во многих регионах. ^[60] В 2019 году солнечная энергия обеспечивала около 3% мировой электроэнергии, ^[61] в основном за счет солнечных панелей на основе фотоэлектрических элементов (ФЭ). Ожидается, что к 2027 году солнечные фотоэлектрические элементы станут источником электроэнергии с самой большой установленной мощностью в мире. ^[59] Панели монтируются на крышах зданий или устанавливаются в солнечных парках коммунального масштаба . Стоимость солнечных фотоэлектрических элементов быстро снизилась, что привело к значительному росту мировой мощности. ^[62] Стоимость электроэнергии от новых солнечных электростанций конкурентоспособна или во многих местах дешевле электроэнергии от существующих угольных электростанций. ^[63] Различные прогнозы будущего использования энергии определяют солнечные фотоэлектрические элементы как один из основных источников генерации энергии в устойчивом сочетании. ^{[64] [65]}

Большинство компонентов солнечных панелей можно легко переработать, но это не всегда делается из-за отсутствия регулирования. ^[66] Панели обычно содержат тяжелые металлы , поэтому они представляют опасность для окружающей среды, если их выбросить на свалку . ^[67] Солнечной панели требуется менее двух лет, чтобы произвести столько же энергии, сколько было потрачено на ее производство. Меньше энергии требуется, если материалы перерабатываются, а не добываются. ^[68]

В концентрированной солнечной энергии солнечные лучи концентрируются полем зеркал, нагревая жидкость. Электричество вырабатывается из полученного пара с помощью теплового двигателя . Концентрированная солнечная энергия может поддерживать управляемую генерацию электроэнергии , так как часть тепла обычно сохраняется, чтобы обеспечить выработку электроэнергии при необходимости. ^{[69] [70]} Помимо производства электроэнергии, солнечная энергия используется более напрямую; солнечные тепловые системы отопления используются для производства горячей воды, отопления зданий, сушки и опреснения. ^[71]

Ветер был важным двигателем развития на протяжении тысячелетий, обеспечивая механическую энергию для промышленных процессов, водяных насосов и парусных судов. ^[72] Современные ветровые турбины используются для выработки электроэнергии и обеспечили около 6% мировой электроэнергии в 2019 году. ^[61] Электроэнергия от наземных ветровых электростанций часто дешевле, чем существующие угольные электростанции, и конкурентоспособна с природным газом и атомной энергией. ^[63] Ветровые турбины также можно размещать в море, где ветры более устойчивы и сильны, чем на суше, но затраты на строительство и обслуживание выше. ^[73]

Береговые ветровые электростанции, часто построенные в дикой или сельской местности, оказывают визуальное воздействие на ландшафт. ^[74] Хотя столкновения с ветряными турбинами убивают как летучих мышей , так и в меньшей степени птиц, эти воздействия ниже, чем от другой инфраструктуры, такой как окна и линии электропередачи . ^{[75] [76]} Шум и мерцающий свет, создаваемые турбинами, могут вызывать раздражение и ограничивать строительство вблизи густонаселенных районов. Ветроэнергетика, в отличие от атомных и работающих на ископаемом топливе электростанций, не потребляет воду. ^[77] Для строительства ветряных турбин требуется мало энергии по сравнению с энергией, вырабатываемой самой ветряной электростанцией. ^[78] Лопасти турбин не полностью подлежат вторичной переработке, и исследования методов производства более простых в переработке лопастей продолжаются. ^[79]

Гидроэлектростанции преобразуют энергию движущейся воды в электричество. В 2020 году гидроэнергетика обеспечивала 17% мирового электричества, что ниже пикового значения в почти 20% в середине-конце 20-го века. ^{[80] [81]}

В обычной гидроэнергетике водохранилище создается за плотиной. Обычные гидроэлектростанции обеспечивают очень гибкое, диспетчерское электроснабжение. Их можно комбинировать с ветровой и солнечной энергией, чтобы покрывать пики спроса и компенсировать, когда ветер и солнце менее доступны. ^[82]

По сравнению с водохранилищами, гидроэлектростанции, работающие по принципу русла реки , обычно оказывают меньшее воздействие на окружающую среду. Однако их способность вырабатывать электроэнергию зависит от речного стока, который может меняться в зависимости от дневной и сезонной погоды. Водохранилища обеспечивают контроль количества воды, который используется для контроля за наводнениями и гибкого производства электроэнергии, а также обеспечивают безопасность во время засухи для снабжения питьевой водой и орошения. ^[83]

Гидроэнергетика входит в число источников энергии с самым низким уровнем выбросов парниковых газов на единицу произведенной энергии, но уровни выбросов сильно различаются между проектами. ^[84] Самые высокие выбросы, как правило, происходят с крупными плотинами в тропических регионах. ^[85] Эти выбросы производятся, когда биологическая материя, которая погружается в воду при затоплении водохранилища, разлагается и выделяет углекислый газ и метан. Вырубка лесов и изменение климата могут снизить выработку энергии плотинами гидроэлектростанций. ^[82] В зависимости от местоположения, крупные плотины могут выселять жителей и наносить значительный ущерб местной окружающей среде; потенциальный прорыв плотины может подвергнуть риску окружающее население. ^[82]

Геотермальная энергия вырабатывается путем использования глубокого подземного тепла ^[86] и его использования для выработки электроэнергии или нагрева воды и зданий. Использование геотермальной энергии сосредоточено в регионах, где извлечение тепла экономически выгодно: необходимо сочетание высоких температур, теплового потока и проницаемости (способность породы пропускать жидкости). ^[87] Энергия вырабатывается из пара, создаваемого в подземных резервуарах. ^[88] Геотермальная энергия обеспечила менее 1% мирового потребления энергии в 2020 году. ^[89]

Геотермальная энергия является возобновляемым ресурсом, поскольку тепловая энергия постоянно пополняется из соседних более жарких регионов и радиоактивного распада природных изотопов . ^[90] В среднем выбросы парниковых газов при производстве геотермальной электроэнергии составляют менее 5% от выбросов при производстве электроэнергии на основе угля. ^[84] Геотермальная энергия несет в себе риск возникновения землетрясений, требует эффективной защиты для предотвращения загрязнения воды и выделяет токсичные выбросы, которые можно уловить. ^[91]

Биомасса — это возобновляемый органический материал, который получают из растений и животных. ^[92] Его можно либо сжигать для получения тепла и электроэнергии, либо преобразовывать в биотопливо, такое как биодизель и этанол, которые можно использовать для питания транспортных средств. ^{[93] [94]}

Влияние биоэнергетики на климат значительно варьируется в зависимости от того, откуда поступает сырье для биомассы и как оно выращивается. ^[95] Например, сжигание древесины для получения энергии выделяет углекислый газ; эти выбросы можно значительно компенсировать, если заменить вырубленные деревья новыми деревьями в хорошо управляемом лесу, поскольку новые деревья будут поглощать углекислый газ из воздуха по мере роста. ^[96] Однако создание и выращивание биоэнергетических культур может вытеснять естественные экосистемы , ухудшать почвы и потреблять водные ресурсы и синтетические удобрения. ^{[97] [98]}

Примерно треть всей древесины, используемой для традиционного отопления и приготовления пищи в тропических зонах, заготавливается неустойчивым образом. ^[99] Биоэнергетическое сырье обычно требует значительного количества энергии для сбора, сушки и транспортировки; использование энергии для этих процессов может привести к выбросам парниковых газов. В некоторых случаях последствия изменения землепользования , выращивания и переработки могут привести к более высоким общим выбросам углерода для биоэнергетики по сравнению с использованием ископаемого топлива. ^{[98] [100]}

Использование сельскохозяйственных угодий для выращивания биомассы может привести к сокращению земель, доступных для выращивания продуктов питания . В Соединенных Штатах около 10% автомобильного бензина было заменено этанолом на основе кукурузы , что требует значительной доли урожая. ^{[101] [102]} В Малайзии и Индонезии вырубка лесов для производства пальмового масла для биодизеля привела к серьезным социальным и экологическим последствиям , поскольку эти леса являются критически важными поглотителями углерода и местами обитания для различных видов. ^{[103] [104]} Поскольку фотосинтез поглощает лишь малую часть энергии солнечного света, производство определенного количества биоэнергии требует большого количества земли по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии. ^[105]

Биотопливо второго поколения , которое производится из непищевых растений или отходов, снижает конкуренцию с производством продуктов питания, но может иметь другие негативные последствия, включая компромиссы с заповедными зонами и местным загрязнением воздуха. ^[95] Относительно устойчивые источники биомассы включают водоросли , отходы и культуры, выращенные на почве, непригодной для производства продуктов питания. ^[95]

Технология улавливания и хранения углерода может использоваться для улавливания выбросов от биоэнергетических электростанций. Этот процесс известен как биоэнергетика с улавливанием и хранением углерода (BECCS) и может привести к чистому удалению углекислого газа из атмосферы. Однако BECCS может также привести к чистым положительным выбросам в зависимости от того, как выращивается, собирается и транспортируется материал биомассы. Развертывание BECCS в масштабах, описанных в некоторых путях смягчения последствий изменения климата, потребует преобразования больших объемов пахотных земель. ^[106]

Морская энергия занимает наименьшую долю энергетического рынка. Она включает в себя OTEC , приливную энергию , которая приближается к зрелости, и волновую энергию , которая находится на ранней стадии развития. Две приливные системы плотин во Франции и Южной Корее составляют 90% мирового производства. В то время как отдельные морские энергетические устройства представляют небольшой риск для окружающей среды, воздействие более крупных устройств менее известно. ^[107]

Переход с угля на природный газ имеет преимущества с точки зрения устойчивости. Для данной единицы произведенной энергии выбросы парниковых газов за жизненный цикл природного газа примерно в 40 раз превышают выбросы ветровой или ядерной энергии, но намного меньше, чем у угля. Сжигание природного газа производит около половины выбросов угля при использовании для выработки электроэнергии и около двух третей выбросов угля при использовании для выработки тепла. ^[108] Сжигание природного газа также производит меньше загрязнения воздуха, чем уголь. ^[109] Однако природный газ сам по себе является мощным парниковым газом, и утечки во время добычи и транспортировки могут свести на нет преимущества перехода с угля. ^[110] Технология ограничения утечек метана широко доступна, но она не всегда используется. ^[110]

Переход с угля на природный газ сокращает выбросы в краткосрочной перспективе и, таким образом, способствует смягчению последствий изменения климата . Однако в долгосрочной перспективе это не обеспечивает путь к чистым нулевым выбросам . Развитие инфраструктуры природного газа несет риски углеродного замыкания и бесполезных активов , когда новая инфраструктура ископаемого топлива либо обязуется десятилетиями производить выбросы углерода, либо должна быть списана до того, как она начнет приносить прибыль. ^{[111] [112]}

Выбросы парниковых газов электростанциями, работающими на ископаемом топливе и биомассе, могут быть значительно сокращены за счет улавливания и хранения углерода (CCS). Большинство исследований используют рабочее предположение, что CCS может улавливать 85–90% выбросов углекислого газа (CO2 ₎ электростанцией. ^{[113] [114]} Даже если 90% выбрасываемого CO2 _{улавливается} электростанцией, работающей на угле, ее не улавливаемые выбросы все равно во много раз превышают выбросы ядерной, солнечной или ветровой энергии на единицу произведенной электроэнергии. ^{[115] [116]}

Поскольку угольные электростанции, использующие CCS, менее эффективны, им требуется больше угля, и, таким образом, увеличивается загрязнение, связанное с добычей и транспортировкой угля. ^[117] CCS является одним из самых дорогих способов сокращения выбросов в энергетическом секторе. ^[118] Внедрение этой технологии весьма ограничено. По состоянию на 2024 год CCS используется только на 5 электростанциях и на 39 других объектах. ^[119]

Ядерная энергетика используется с 1950-х годов как низкоуглеродный источник базовой электроэнергии. ^[121] Атомные электростанции в более чем 30 странах вырабатывают около 10% мировой электроэнергии. ^[122] По состоянию на 2019 год ядерная энергетика вырабатывала более четверти всей низкоуглеродной энергии , что делает ее вторым по величине источником после гидроэнергетики. ^[89]

Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла ядерной энергетики, включая добычу и переработку урана , аналогичны выбросам от возобновляемых источников энергии. ^[84] Ядерная энергетика использует мало земли на единицу произведенной энергии по сравнению с основными возобновляемыми источниками энергии. Кроме того, ядерная энергетика не создает локального загрязнения воздуха. ^{[123] [124]} Хотя урановая руда, используемая в качестве топлива для атомных электростанций, является невозобновляемым ресурсом, ее достаточно, чтобы обеспечить поставку на сотни или тысячи лет. ^{[125] [126]} Однако ресурсы урана, которые могут быть доступны экономически целесообразным образом, в настоящее время ограничены, и производство урана вряд ли сможет поспевать за фазой расширения. ^[127] Пути смягчения последствий изменения климата, соответствующие амбициозным целям, обычно предусматривают увеличение поставок энергии из ядерной энергетики. ^[128]

Существуют разногласия относительно того, является ли ядерная энергетика устойчивой, отчасти из-за проблем, связанных с ядерными отходами , распространением ядерного оружия и авариями . ^[126] Радиоактивные ядерные отходы должны утилизироваться в течение тысяч лет. ^[126] На каждую единицу произведенной энергии ядерная энергия вызвала гораздо меньше несчастных случаев и смертей, связанных с загрязнением, чем ископаемое топливо, а исторический уровень смертности от ядерной энергетики сопоставим с возобновляемыми источниками. ^[115] Общественное противодействие ядерной энергетике часто делает атомные электростанции политически сложными для внедрения. ^[126]

Сокращение времени и стоимости строительства новых атомных электростанций было целью на протяжении десятилетий, но стоимость остается высокой , а сроки длительными. ^[129] Различные новые формы ядерной энергии находятся в стадии разработки, в надежде устранить недостатки обычных электростанций. Реакторы на быстрых нейтронах способны перерабатывать ядерные отходы и, следовательно, могут значительно сократить количество отходов, требующих геологического захоронения , но пока не были развернуты на крупномасштабной коммерческой основе. ^[130] Ядерная энергетика на основе тория (а не урана) может обеспечить более высокую энергетическую безопасность для стран, не имеющих больших запасов урана. ^[126] Малые модульные реакторы могут иметь несколько преимуществ по сравнению с нынешними большими реакторами: их можно будет строить быстрее, а их модульность позволит снизить затраты за счет обучения на практике . ^[131]

Несколько стран пытаются разработать ядерные термоядерные реакторы, которые будут производить небольшое количество отходов и не будут иметь риска взрывов. ^[132] Хотя термоядерная энергетика сделала шаги вперед в лабораторных условиях, многодесятилетний период времени, необходимый для ее коммерциализации и последующего масштабирования, означает, что она не будет способствовать достижению нулевой чистой цели по смягчению последствий изменения климата к 2050 году. ^[133]

Сокращение выбросов, необходимое для удержания глобального потепления ниже 2  °C, потребует системной трансформации способа производства, распределения, хранения и потребления энергии. ^[13] Для того, чтобы общество заменило одну форму энергии другой, должны измениться многочисленные технологии и модели поведения в энергетической системе. Например, переход от нефти к солнечной энергии в качестве источника энергии для автомобилей требует генерации солнечного электричества, модификации электросети для учета колебаний выходной мощности солнечных панелей или внедрения переменных зарядных устройств для аккумуляторов и более высокого общего спроса, принятия электромобилей и сетей зарядных станций для электромобилей и ремонтных мастерских. ^[135]

Многие пути смягчения последствий изменения климата предусматривают три основных аспекта низкоуглеродной энергетической системы:

• Использование источников энергии с низким уровнем выбросов для производства электроэнергии
• Электрификация – это увеличение использования электроэнергии вместо прямого сжигания ископаемого топлива.
• Ускоренное принятие мер по повышению энергоэффективности ^[136]

Некоторые энергоемкие технологии и процессы трудно электрифицировать, включая авиацию, судоходство и сталелитейное производство. Существует несколько вариантов сокращения выбросов в этих секторах: биотопливо и синтетическое углеродно-нейтральное топливо могут питать многие транспортные средства, которые предназначены для сжигания ископаемого топлива, однако биотопливо не может производиться устойчиво в необходимых количествах, а синтетическое топливо в настоящее время очень дорого. ^[137] Для некоторых приложений наиболее заметной альтернативой электрификации является разработка системы, основанной на устойчиво производимом водородном топливе . ^[138]

Ожидается, что полная декарбонизация глобальной энергетической системы займет несколько десятилетий и в основном может быть достигнута с помощью существующих технологий. ^[139] В предложении МЭА по достижению нулевых чистых выбросов к 2050 году около 35% сокращения выбросов зависит от технологий, которые все еще находятся в разработке по состоянию на 2023 год. ^[140] К относительно незрелым технологиям относятся батареи и процессы создания углеродно-нейтрального топлива. ^{[141] [142]} Разработка новых технологий требует исследований и разработок, демонстрации и снижения затрат путем внедрения . ^[141]

Переход к системе энергетики с нулевым выбросом углерода принесет существенные сопутствующие выгоды для здоровья человека: Всемирная организация здравоохранения оценивает, что усилия по ограничению глобального потепления до 1,5 °C могут спасти миллионы жизней каждый год только за счет сокращения загрязнения воздуха. ^{[143] [144]} При хорошем планировании и управлении существуют пути обеспечения всеобщего доступа к электричеству и чистому приготовлению пищи к 2030 году способами, которые соответствуют целям в области климата. ^{[145] [146]} Исторически сложилось так, что несколько стран добились быстрых экономических выгод за счет использования угля. ^[145] Однако для многих бедных стран и регионов остается окно возможностей « перепрыгнуть » зависимость от ископаемого топлива, развив свои энергетические системы на основе возобновляемых источников энергии, при условии адекватных международных инвестиций и передачи знаний. ^[145]

Для надежной поставки электроэнергии из переменных возобновляемых источников энергии , таких как ветер и солнце, системам электроснабжения требуется гибкость. ^[148] Большинство электрических сетей были построены для неперерывных источников энергии, таких как угольные электростанции. ^[149] Поскольку в сеть интегрируются большие объемы солнечной и ветровой энергии, необходимо вносить изменения в энергетическую систему, чтобы обеспечить соответствие поставок электроэнергии спросу. ^[150] В 2019 году эти источники выработали 8,5% мировой электроэнергии, и эта доля быстро растет. ^[61]

Существуют различные способы сделать электроэнергетическую систему более гибкой. Во многих местах ветровая и солнечная генерация дополняют друг друга в суточном и сезонном масштабе: ночью и зимой, когда производство солнечной энергии низкое, ветра больше. ^[150] Связывание различных географических регионов посредством линий электропередачи на большие расстояния позволяет дополнительно нейтрализовать изменчивость. ^[151] Спрос на энергию можно смещать во времени посредством управления спросом на энергию и использования интеллектуальных сетей , сопоставляя время, когда производство переменной энергии является самым высоким. При использовании сетевого хранения энергии , энергия, произведенная в избытке, может быть высвобождена при необходимости. ^[150] Дополнительная гибкость может быть обеспечена за счет объединения секторов , то есть объединения сектора электроэнергии с сектором тепла и мобильности через системы преобразования энергии в тепло и электромобили. ^[152]

Создание избыточных мощностей для ветровой и солнечной генерации может помочь обеспечить производство достаточного количества электроэнергии даже в плохую погоду. В оптимальную погоду генерацию энергии, возможно, придется сократить, если избыток электроэнергии не может быть использован или сохранен. Окончательное несоответствие спроса и предложения может быть покрыто за счет использования управляемых источников энергии, таких как гидроэнергетика, биоэнергетика или природный газ. ^[153]

Хранение энергии помогает преодолеть барьеры для прерывистой возобновляемой энергии и является важным аспектом устойчивой энергетической системы. ^[154] Наиболее часто используемый и доступный метод хранения - гидроаккумулирующая электростанция , которая требует мест с большой разницей в высоте и доступом к воде. ^[154] Батареи , особенно литий-ионные батареи , также широко используются. ^[155] Батареи обычно хранят электроэнергию в течение коротких периодов; ведутся исследования в области технологий с достаточной емкостью, чтобы работать в течение сезонов. ^[150]

Стоимость аккумуляторов коммунального масштаба в США снизилась примерно на 70% с 2015 года, однако стоимость и низкая плотность энергии аккумуляторов делают их непрактичными для очень большого хранения энергии, необходимого для балансировки межсезонных колебаний в производстве энергии. ^[156] В некоторых местах были реализованы гидроаккумулирующие системы и системы преобразования энергии в газ (преобразование электроэнергии в газ и обратно) с емкостью для многомесячного использования. ^{[157] [158]}

По сравнению с остальной частью энергетической системы выбросы в секторе электроэнергетики можно сократить гораздо быстрее. ^[136] По состоянию на 2019 год 37% мировой электроэнергии производится из низкоуглеродных источников (возобновляемые источники энергии и ядерная энергия). Ископаемое топливо, в первую очередь уголь, производит остальную часть электроэнергии. ^[160] Один из самых простых и быстрых способов сократить выбросы парниковых газов — это постепенный отказ от угольных электростанций и увеличение производства возобновляемой электроэнергии. ^[136]

Пути смягчения последствий изменения климата предусматривают обширную электрификацию — использование электричества в качестве замены прямому сжиганию ископаемого топлива для отопления зданий и транспорта. ^[136] Амбициозная климатическая политика приведет к удвоению доли энергии, потребляемой в виде электричества, к 2050 году с 20% в 2020 году. ^[161]

Одной из проблем в обеспечении всеобщего доступа к электричеству является распределение электроэнергии в сельской местности. Внесетевые и мини-сетевые системы, основанные на возобновляемой энергии, такие как небольшие солнечные фотоэлектрические установки, которые генерируют и хранят достаточно электроэнергии для деревни, являются важными решениями. ^[162] Более широкий доступ к надежному электричеству приведет к меньшему использованию керосинового освещения и дизельных генераторов, которые в настоящее время распространены в развивающихся странах. ^[163]

Инфраструктура для генерации и хранения возобновляемой электроэнергии требует минералов и металлов, таких как кобальт и литий для аккумуляторов и медь для солнечных панелей. ^[164] Переработка может удовлетворить часть этого спроса, если жизненные циклы продукта будут хорошо спроектированы, однако достижение чистых нулевых выбросов все равно потребует значительного увеличения добычи 17 типов металлов и минералов. ^[164] Небольшая группа стран или компаний иногда доминирует на рынках этих товаров, что вызывает геополитические опасения. ^[165] Большая часть кобальта в мире, например, добывается в Демократической Республике Конго , политически нестабильном регионе, где добыча часто связана с рисками для прав человека. ^[164] Более разнообразное географическое снабжение может обеспечить более гибкую и менее хрупкую цепочку поставок . ^[166]

Водородный газ широко обсуждается в контексте энергетики как энергоноситель с потенциалом сокращения выбросов парниковых газов. ^{[167] [168]} Для этого необходимо, чтобы водород производился чисто, в количествах, необходимых для поставок в сектора и приложения, где более дешевые и энергоэффективные альтернативы смягчения последствий ограничены. К таким приложениям относятся тяжелая промышленность и дальний транспорт. ^[167]

Водород может быть использован в качестве источника энергии в топливных элементах для производства электроэнергии или путем сжигания для получения тепла. ^[169] Когда водород потребляется в топливных элементах, единственным выбросом в точке использования является водяной пар. ^[169] Сжигание водорода может привести к термическому образованию вредных оксидов азота . ^[169] Общие выбросы за жизненный цикл водорода зависят от того, как он производится. Почти весь текущий мировой запас водорода создается из ископаемого топлива. ^{[170] [171]}

Основным методом является паровой риформинг метана , при котором водород производится в результате химической реакции между паром и метаном , основным компонентом природного газа. Производство одной тонны водорода с помощью этого процесса приводит к выбросам 6,6–9,3 тонн углекислого газа. ^[172] Хотя улавливание и хранение углерода (CCS) может устранить большую часть этих выбросов, общий углеродный след водорода из природного газа трудно оценить по состоянию на 2021 год ^[update], отчасти из-за выбросов (включая вентилируемый и летучий метан), создаваемых при производстве самого природного газа. ^[173]

Электричество можно использовать для расщепления молекул воды, производя устойчивый водород при условии, что электричество было произведено устойчиво. Однако этот процесс электролиза в настоящее время дороже, чем создание водорода из метана без CCS, а эффективность преобразования энергии изначально низкая. ^[138] Водород можно производить, когда есть избыток переменного возобновляемого электричества , затем хранить и использовать для выработки тепла или для повторного производства электричества. ^[174] Его можно далее преобразовывать в жидкое топливо, такое как зеленый аммиак и зеленый метанол . ^[175] Инновации в водородных электролизерах могут сделать крупномасштабное производство водорода из электричества более конкурентоспособным по стоимости . ^[176]

Водородное топливо может производить интенсивное тепло, необходимое для промышленного производства стали, цемента, стекла и химикатов, тем самым способствуя декарбонизации промышленности наряду с другими технологиями, такими как электродуговые печи для выплавки стали. ^[177] Для выплавки стали водород может функционировать как чистый энергоноситель и одновременно как низкоуглеродный катализатор, заменяющий кокс , полученный из угля . ^[178] Водород, используемый для декарбонизации транспорта, вероятно, найдет свое наибольшее применение в судоходстве, авиации и, в меньшей степени, в большегрузных транспортных средствах. ^[167] Для легковых автомобилей, включая легковые автомобили, водород значительно отстает от других транспортных средств на альтернативном топливе , особенно по сравнению со скоростью принятия аккумуляторных электромобилей , и, возможно, не будет играть значительной роли в будущем. ^[179]

Недостатки водорода как энергоносителя включают высокие затраты на хранение и распределение из-за взрывоопасности водорода, его большого объема по сравнению с другими видами топлива и его склонности делать трубы хрупкими. ^[173]

На транспорт приходится 14% мировых выбросов парниковых газов, ^[181] но есть несколько способов сделать транспорт более устойчивым. Общественный транспорт обычно выбрасывает меньше парниковых газов на пассажира, чем личные автомобили, поскольку поезда и автобусы могут перевозить гораздо больше пассажиров одновременно. ^{[182] [183]} ​​Рейсы на короткие расстояния можно заменить высокоскоростными железными дорогами , которые более эффективны, особенно при электрификации. ^{[184] [185]} Продвижение немоторизованного транспорта, такого как ходьба и езда на велосипеде, особенно в городах, может сделать транспорт более чистым и здоровым. ^{[186] [187]}

Энергоэффективность автомобилей со временем возросла, ^[188] но переход на электромобили является важным шагом на пути к декарбонизации транспорта и снижению загрязнения воздуха. ^[189] Значительная доля загрязнения воздуха, связанного с транспортом, состоит из твердых частиц дорожной пыли и износа шин и тормозных колодок. ^[190] Существенное сокращение загрязнения из этих источников , не связанных с выхлопными трубами, не может быть достигнуто путем электрификации; для этого требуются такие меры, как облегчение транспортных средств и сокращение их эксплуатации. ^[191] В частности, легковые автомобили являются основными кандидатами на декарбонизацию с использованием аккумуляторной технологии . 25% мировых выбросов CO ₂ по-прежнему приходится на транспортный сектор. ^[192]

Грузовые перевозки на дальние расстояния и авиация являются сложными секторами для электрификации с использованием современных технологий, в основном из-за веса батарей, необходимых для дальних поездок, времени перезарядки батарей и ограниченного срока службы батарей. ^{[193] [156]} Там, где это возможно, грузовые перевозки по морю и железной дороге , как правило, более устойчивы, чем по воздуху и по дороге. ^[194] Водородные транспортные средства могут быть вариантом для более крупных транспортных средств, таких как грузовики. ^[195] Многие из методов, необходимых для снижения выбросов от судоходства и авиации, все еще находятся на ранней стадии разработки, при этом аммиак (получаемый из водорода) является перспективным кандидатом на использование в качестве топлива для судоходства. ^[196] Авиационное биотопливо может быть одним из лучших вариантов использования биоэнергии, если выбросы будут улавливаться и храниться во время производства топлива. ^[197]

Более трети энергии потребляется в зданиях и их строительстве. ^[198] Для отопления зданий альтернативами сжиганию ископаемого топлива и биомассы являются электрификация с помощью тепловых насосов или электрических обогревателей , геотермальная энергия , центральное солнечное отопление , повторное использование отработанного тепла и сезонное хранение тепловой энергии . ^{[199] [200] [201]} Тепловые насосы обеспечивают как тепло, так и кондиционирование воздуха с помощью одного прибора. ^[202] По оценкам МЭА, тепловые насосы могут обеспечить более 90% потребностей в отоплении помещений и воды во всем мире. ^[203]

Высокоэффективным способом обогрева зданий является централизованное отопление , при котором тепло генерируется в централизованном месте, а затем распределяется по нескольким зданиям через изолированные трубы . Традиционно большинство систем централизованного отопления использовали ископаемое топливо, но современные и холодные системы централизованного отопления спроектированы для использования высокой доли возобновляемой энергии. ^{[204] [205]}

Охлаждение зданий можно сделать более эффективным за счет пассивного проектирования зданий , планирования, которое минимизирует эффект городского теплового острова , и централизованных систем охлаждения, которые охлаждают несколько зданий с помощью водопроводной холодной воды. ^{[207] [208]} Кондиционирование воздуха требует большого количества электроэнергии и не всегда доступно для бедных домохозяйств. ^[208] Некоторые кондиционеры по-прежнему используют хладагенты , являющиеся парниковыми газами, поскольку некоторые страны не ратифицировали Поправку Кигали об использовании только хладагентов, не наносящих вреда климату. ^[209]

В развивающихся странах, где население страдает от энергетической бедности , для приготовления пищи часто используются загрязняющие виды топлива, такие как древесина или навоз животных. Приготовление пищи с использованием этих видов топлива, как правило, неустойчиво, поскольку они выделяют вредный дым, а заготовка древесины может привести к деградации лесов. ^[212] Всеобщее внедрение чистых кухонных принадлежностей, которые уже повсеместно распространены в богатых странах, ^[210] значительно улучшило бы здоровье и оказало бы минимальное негативное воздействие на климат. ^{[213] [214]} Чистые кухонные принадлежности, например, кухонные принадлежности, которые производят меньше сажи в помещении, обычно используют природный газ, сжиженный нефтяной газ (оба из которых потребляют кислород и производят углекислый газ) или электричество в качестве источника энергии; биогазовые системы являются многообещающей альтернативой в некоторых контекстах. ^[210] Улучшенные кухонные плиты , которые сжигают биомассу более эффективно, чем традиционные печи, являются временным решением, когда переход к чистым системам приготовления пищи затруднен. ^[215]

Более трети энергии потребляется промышленностью. Большая часть этой энергии используется в тепловых процессах: выработке тепла, сушке и охлаждении . Доля возобновляемой энергии в промышленности составила 14,5% в 2017 году — в основном низкотемпературное тепло, поставляемое биоэнергией и электричеством. Наиболее энергоемкие виды деятельности в промышленности имеют самые низкие доли возобновляемой энергии, поскольку они сталкиваются с ограничениями в выработке тепла при температурах выше 200 °C (390 °F). ^[216]

Для некоторых промышленных процессов коммерциализация технологий, которые еще не были созданы или эксплуатировались в полном объеме, потребуется для устранения выбросов парниковых газов. ^{[217] Например,} сталелитейное производство трудно электрифицировать, поскольку оно традиционно использует кокс , который получают из угля, как для создания очень высокотемпературного тепла, так и в качестве ингредиента в самой стали. ^[218] Производство пластика, цемента и удобрений также требует значительных объемов энергии, при этом возможности для декарбонизации ограничены. ^[219] Переход к экономике замкнутого цикла сделает промышленность более устойчивой, поскольку она подразумевает большую переработку и, таким образом, потребляет меньше энергии по сравнению с инвестированием энергии в добычу и очистку нового сырья . ^[220]

Хорошо продуманная государственная политика, способствующая трансформации энергетической системы, может одновременно снизить выбросы парниковых газов и улучшить качество воздуха, а во многих случаях может также повысить энергетическую безопасность и уменьшить финансовое бремя использования энергии. ^[222]

Экологические нормы использовались с 1970-х годов для содействия более устойчивому использованию энергии. ^[223] Некоторые правительства взяли на себя обязательства по датам поэтапного отказа от угольных электростанций и прекращения разведки новых видов ископаемого топлива . Правительства могут потребовать, чтобы новые автомобили производили нулевые выбросы или чтобы новые здания отапливались электричеством вместо газа. ^[224] Стандарты возобновляемого портфеля в нескольких странах требуют, чтобы коммунальные предприятия увеличивали процент электроэнергии, которую они вырабатывают из возобновляемых источников. ^{[225] [226]}

Правительства могут ускорить трансформацию энергетической системы, возглавив развитие инфраструктуры, такой как линии электропередачи большой протяженности, интеллектуальные сети и водородные трубопроводы. ^[227] В транспорте соответствующая инфраструктура и стимулы могут сделать поездки более эффективными и менее зависимыми от автомобиля. ^[222] Городское планирование , которое препятствует разрастанию, может сократить потребление энергии в местном транспорте и зданиях, одновременно повышая качество жизни. ^[222] Финансируемые правительством исследования, закупки и политика стимулирования исторически имели решающее значение для разработки и созревания чистых энергетических технологий, таких как солнечные и литиевые батареи. ^[228] В сценарии МЭА для чистой энергетической системы с нулевым уровнем выбросов к 2050 году государственное финансирование быстро мобилизуется для вывода ряда новых технологий на демонстрационную стадию и для поощрения их развертывания. ^[229]

Ценообразование за выбросы углерода (например, налог на выбросы CO2 ₎ дает отраслям и потребителям стимул сокращать выбросы, позволяя им выбирать, как это сделать. Например, они могут перейти на источники энергии с низким уровнем выбросов, повысить энергоэффективность или сократить использование энергоемких продуктов и услуг. ^[230] Ценообразование за выбросы углерода столкнулось с сильным политическим сопротивлением в некоторых юрисдикциях, тогда как политика, ориентированная на энергетику, как правило, политически более безопасна. ^{[231] [232]} Большинство исследований показывают, что для ограничения глобального потепления до 1,5  °C ценообразование за выбросы углерода должно быть дополнено жесткой политикой, ориентированной на энергетику. ^[233]

По состоянию на 2019 год цена на углерод в большинстве регионов слишком низкая для достижения целей Парижского соглашения. ^[234] Налоги на выбросы углерода являются источником дохода, который может быть использован для снижения других налогов ^[235] или для помощи домохозяйствам с низкими доходами в оплате более высоких расходов на энергию. ^[236] Некоторые правительства, такие как ЕС и Великобритания, изучают возможность использования пограничных корректировок выбросов углерода . ^[237] Они устанавливают тарифы на импорт из стран с менее строгой климатической политикой, чтобы гарантировать, что отрасли, подпадающие под внутренние цены на углерод, остаются конкурентоспособными. ^{[238] [239]}

Масштаб и темпы политических реформ, начатых в 2020 году, намного меньше, чем необходимо для достижения климатических целей Парижского соглашения. ^{[240] [241]} Помимо внутренней политики, необходимо более тесное международное сотрудничество для ускорения инноваций и оказания помощи бедным странам в установлении устойчивого пути к полному доступу к энергии. ^[242]

Страны могут поддерживать возобновляемые источники энергии для создания рабочих мест. ^[243] Международная организация труда оценивает, что усилия по ограничению глобального потепления до 2 °C приведут к чистому созданию рабочих мест в большинстве секторов экономики. ^[244] Она прогнозирует, что к 2030 году будет создано 24 миллиона новых рабочих мест в таких областях, как возобновляемая генерация электроэнергии, повышение энергоэффективности в зданиях и переход на электромобили. Шесть миллионов рабочих мест будут потеряны в таких секторах, как горнодобывающая промышленность и ископаемое топливо. ^[244] Правительства могут сделать переход к устойчивой энергетике более политически и социально осуществимым, обеспечив справедливый переход для работников и регионов, которые зависят от ископаемого топлива, чтобы гарантировать им альтернативные экономические возможности. ^[145]

Привлечение достаточного количества денег для инноваций и инвестиций является предпосылкой для энергетического перехода. ^[247] МГЭИК оценивает, что для ограничения глобального потепления до 1,5 °C в энергетическую систему необходимо будет инвестировать 2,4 триллиона долларов США каждый год в период с 2016 по 2035 год. Большинство исследований прогнозируют, что эти затраты, эквивалентные 2,5% мирового ВВП, будут незначительны по сравнению с экономическими и медицинскими выгодами. ^[248] Среднегодовые инвестиции в низкоуглеродные энергетические технологии и энергоэффективность должны быть в шесть раз больше к 2050 году по сравнению с 2015 годом. ^[249] Недостаточное финансирование особенно остро ощущается в наименее развитых странах, которые непривлекательны для частного сектора. ^[250]

Рамочная конвенция ООН об изменении климата оценивает , что финансирование мер по борьбе с изменением климата составило $681 млрд в 2016 году. ^[251] Большая часть этой суммы — это инвестиции частного сектора в использование возобновляемых источников энергии, государственные инвестиции в устойчивый транспорт и инвестиции частного сектора в энергоэффективность. ^[252] Парижское соглашение включает обязательство о выделении дополнительных $100 млрд в год от развитых стран бедным странам для смягчения последствий изменения климата и адаптации к ним. Эта цель не была достигнута, а измерение прогресса было затруднено нечеткими правилами учета. ^{[253] [254]} Если энергоемкие предприятия, такие как химикаты, удобрения, керамика, сталь и цветные металлы, будут вкладывать значительные средства в НИОКР, их использование в промышленности может составить от 5% до 20% всей потребляемой энергии. ^{[255] [256]}

Финансирование и субсидии на ископаемое топливо являются существенным препятствием для энергетического перехода. ^{[257] [247]} Прямые глобальные субсидии на ископаемое топливо составили 319 миллиардов долларов в 2017 году. Эта сумма возрастает до 5,2 триллиона долларов, если учесть косвенные издержки, такие как последствия загрязнения воздуха. ^[258] Прекращение этих субсидий может привести к сокращению глобальных выбросов углерода на 28% и сокращению смертности от загрязнения воздуха на 46%. ^[259] Финансирование чистой энергии в значительной степени не пострадало от пандемии COVID-19 , а пакеты экономических стимулов, связанные с пандемией, открывают возможности для зеленого восстановления . ^{[260] [261]}

Послушайте эту статью ( 58 минут )

Этот аудиофайл был создан на основе редакции этой статьи от 10 января 2022 года и не отражает последующие правки. (2022-01-10)

( Аудиопомощь  · Больше устных статей )