bevictor伟德官网2023年10月12日電（通訊員 陳詩） 在全球淨零排放目标驅動下，光伏發電将成為未來全球溫室氣體減排的重要推動力量，因此，明确其全産業鍊的排放和減排特征對于發揮其低碳效益至關重要。近年來，光伏産業鍊的全球分布格局呈現複雜多變、區域差異顯著等特點，生産側和應用側均有向中國集群的趨勢。除産業鍊分布外，排放和減排特征也受到各國産業鍊排放和減排強度差異的影響。為厘清多因素影響下排放和減排時空特征，bevictor伟德官网魯玺教授團隊聯合國内外學者，構建了動态化和空間化的生命周期評估方法，在剖析産業分布格局、排放和減排強度兩大類影響因素的基礎上，對曆史和未來全球産業鍊的排放與減排特征進行了核算。
研究定義淨減排量，即使用光伏發電技術實現的溫室氣體減排量減去光伏産業鍊的排放量，來刻畫各國使用光伏技術進行低碳轉型的效果（圖1）。在2009-2019年期間，全球累積淨溫室氣體減排約為1288.5百萬噸二氧化碳當量（CO2e），相當于同一時期全球CO2排放的0.36%。其中光伏裝機貢獻1968.8百萬噸CO2e減排量，由光伏産業鍊排放産生的680.3百萬噸排放部分抵消這一減排效果。淨減排貢獻最高的五個國家為中國、日本、美國、德國和印度，分别貢獻266.3百萬噸、198.2百萬噸、167.9百萬噸、157.3百萬噸和144.0百萬噸淨減排量，合計占全球總量72.5%。中國貢獻了全球光伏減排量的35.8%，承擔了全球66.1%的産業鍊碳排放，且50%以上中國産生的排放服務于别國光伏裝機市場。
圖1.全球太陽能光伏發電淨減排空間分布差異顯著。（a）2009-2019年淨減排效果的國别分布特征；（b）2009-2019年全球減排與排放的變化趨勢及主要貢獻國家
該全球分布格局除生産裝機格局外，受到各國排放和減排強度的時空變遷影響。從排放強度來看，得益于電網清潔程度提升、生産流程技術進步與效率提升，各國生産排放強度有不同程度下降。作為最大生産國的中國，其生産每千瓦光伏發電系統的排放強度在2009-2019年期間下降79.2%。從減排強度，即單位裝機所能帶來的溫室氣體減排能力來看，2009-2019年期間全球減排強度下降11.1%。各區域下降速度差異明顯，得益于電力部門迅速的脫碳進程，歐洲地區的減排強度下降最顯著，同期下降24.9%，而非洲和歐亞地區的溫室氣體減排強度下降幅度則分别僅為5.4%和-3.7%。
在各國紛紛出台相關貿易保護和提升自主生産能力政策的背景下，全球光伏産業鍊未來格局存在較大的不确定性。研究通過組合三類生産和三類裝機情景，對未來光伏全球産業鍊的溫室氣體淨減排能力進行了評估（圖2）。研究表明，對淨減排總量影響更為顯著的是裝機情景。至2060年，若基于現狀擴大裝機（C1），溫室氣體的累積減排量在865-1458億噸之間；若全球實現均衡裝機情景（C2），則減排量增加至1007-1566億噸；若進一步優化裝機開發時序以充分利用各國在溫室氣體減排強度方面的比較優勢（C3），全球溫室氣體減排将進一步增加至1717-2447億噸。這一優化情景下，非洲、亞歐大陸、中東、東南亞地區的裝機水平将顯著提升。
圖2.2020-2060年多情景全球太陽能光伏發電排放與減排的時空變化。（a）累計減排量;（b）各裝機情景減排量差異及區域貢獻；（c）累計排放量；（d）各生産情景産業鍊排放的國别貢獻
最優裝機和最優生産情景組合将能夠為全球全産業鍊帶來975億噸淨減排的增量，約相當于2020年全球溫室氣體排放的1.9倍，或1.5℃全球溫升目标下剩餘碳排放額度的23.2%。該研究工作通過對全球光伏産業鍊溫室氣體排放與減排的時空特征進行回顧和預測，從環境維度揭示了我國對全球光伏産業減排進程的曆史貢獻，研究展望的各情景下溫室氣體淨減排效益的差異對于推進全球合作，以加速實現全球光伏發電的溫室氣體減排效益具有重要的啟示和借鑒意義，并提示在開發和應用低碳技術時，需要特别關注技術的環境和氣候效益在不同時空條件下的變化特征，從而協助制定更具效率的決策。
近日，該成果以“在高碳地區優先部署光伏發電會帶來更多的碳減排效益”（Deploying solar photovoltaic energy first in carbon-intensive regions brings gigatons more carbon mitigations to 2060）為題在線發表于施普林格·自然（Springer Nature）出版社期刊《通訊·地球&環境》（Communications Earth & Environment）。
bevictor伟德官网博士後陳詩為論文第一作者，bevictor伟德官网魯玺教授和哈佛大學邁克爾·麥克爾羅伊（Michael B. McElroy）教授為共同通訊作者，郝吉明院士，賀克斌院士，美國哈佛大學中國項目執行主任克裡斯·尼爾森（Chris P. Nielsen），紐約城市大學何鋼助理教授，國際應用系統分析研究所張少輝研究員，bevictor伟德官网氣候變化與可持續發展研究院院長助理、研究部主任楊秀，bevictor伟德官网公共管理學院張芳助理教授為共同作者。
該研究得到國家自然科學重點項目、面上項目、青年項目，bevictor伟德官网-INDITEX可持續發展基金資助項目、鄂爾多斯-bevictor伟德官网碳中和協同創新專項、清華-豐田聯合研究院跨學科專項、哈佛大學校長辦公室及哈佛全球研究所資助項目、國家博士後創新人才支持計劃和bevictor伟德官网“水木學者”計劃等的資助。
論文鍊接：
https://www.nature.com/articles/s43247-023-01006-x
