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電氣化實現凈零排放真的不費吹灰之力嗎？

亞當·溫特沃斯

氣候之家新聞網站

2025年5月7日

在家中和道路上改用電力是一種相對輕松的減排方式，但很少有國家有全面的電氣化方法。

一輛在新加坡組裝的電動汽車。圖片來源：Unsplash

矗立在索爾福德大學專門建造的實驗室內，是一座紅磚排屋。乍一看，它就像英國北部城市曼徹斯特街道兩旁的數千棟房屋。

但這是位于焦耳臺地的能源屋一號，它是由科學家設計的，他們研究英國的全電動、凈零未來夢想在現實中可能是什么樣子。

該房屋及其繼任者能源屋二號已被用于測試一系列技術（從智能電表到熱噴涂），并結合詳細建模以了解它們在現實世界中的影響。

隨著各國競相讓經濟擺脫對化石燃料的依賴，并在本世紀中葉將碳排放量減少到凈零，在家庭和交通工具中改用電力似乎是一個相對容易的勝利。

例如，可以用熱泵代替老化的燃氣鍋爐，以加熱散熱器和水箱。數以百萬計的汽油和柴油動力汽車可以換成電動汽車。

然而，這種轉變對綠色能源轉型的貢獻程度將取決于每個國家采用的可再生能源和其他清潔能源的水平。

“電力時代”

國際能源署（IEA）的年度回顧顯示，到2024年，全球太陽能電池板和風力渦輪機的發電量將以創紀錄的速度增長。這要歸功于新可再生能源的快速安裝速度，而法國和日本的新項目和反應堆重啟推動了核電產量。

但化石天然氣和煤炭發電量持續增長，總體而言，去年化石燃料仍占全球電力結構的60%。

國際能源署表示，為應對極端高溫飆升而使用空調等冷卻技術是電力需求不斷增長的一個關鍵因素，尤其是在中國和印度，這兩個國家是煤電的大用戶。

它補充說，工業用電量的增長、電動汽車的推出和數據中心的擴建也推動了電力需求。

國際能源署表示，到2024年，天然氣和煤炭使用量的增加導致能源部門產生的全球二氧化碳排放量增加了0.8%，但不同地區的趨勢差異很大。

國際能源署執行董事法提赫·比羅爾指出，“盡管石油和天然氣仍將是重要的能源載體，但我們聽到了電力時代即將到來的腳步聲”。

政府需要整體視野

英國能源智庫恩貝爾的政策和戰略總監理查德·布萊克表示，盡管人們預期經濟運行方式將發生根本性轉變，但電氣化本身作為一個目標在政府的氣候計劃中往往被忽視。

“電氣化作為一個概念，只有能源分析師才會真正談論，”他說。

“政府不會從這些方面思考。他們想到的是電動汽車、供暖或綠色鋼鐵。他們不一定有一個整體的愿景，即為什么將所有這些行業放在一起考慮是有意義的，以及將如何同時規劃電力系統的擴展，“他補充道。

4月份西班牙和葡萄牙的大規模停電提醒人們，由于交通網絡和企業嚴重中斷，對電力的依賴日益嚴峻。雖然原因仍在調查中，但有人呼吁對國家電網基礎設施和儲能進行投資，以確保能夠適當管理電力容量的增加——這一挑戰不僅限于伊比利亞半島。

與此同時，根據國際能源署的數據，在南半球，約有7.5億人仍然生活在用不上電的地方，其中大部分位于撒哈拉以南非洲。這阻礙了非洲大陸促進電動汽車采用的雄心勃勃的計劃，尤其是在偏遠農村地區。

電動汽車迎頭趕上

布萊克說，盡管存在這些問題，但全球電氣化已經取得了長足的進步，并指出研究人員將中國稱為世界上第一個主要的“電氣國家”，每十年電氣化率提高10個百分點。

至關重要的是，引領電氣化的新清潔產業將使政府能夠實現其氣候目標，同時為公眾提供經濟增長和綠色就業的承諾。

過去十年電動汽車的繁榮就是一個很好的例子。

電動汽車并不新鮮。在20世紀初，它們在美國城市廣泛使用，高峰期有多達30,000輛電動汽車在運行。隨后，隨著更便宜和續航里程更長的汽油車占據主導地位，出現了短暫而急劇的下降。

2010年，電動汽車占全球汽車銷量的不到1%。

但根據數據公司羅莫特的數據，到2024年底，全球電動汽車銷量已達到1700萬輛，比上一年增長了25%。單獨的數據顯示，當年全球汽車銷量為7500萬輛。

向電動汽車的轉變得到了政府補貼等強有力的激勵措施的支持——在挪威等地，這些政策幫助電動汽車新銷量達到去年所有汽車銷量的89%。

除了免稅外，挪威電動汽車司機過去還享受了使用公交專用道、免費市政停車和收費公路零收費等福利。

明確的排放目標和罰款威脅在推動歐洲制造商轉向電動化方面發揮了作用。在整個歐盟，新車的二氧化碳目標將于2025年生效，盡管最近有所淡化，但仍有到2035年實現零排放的最終目標。

“歐盟的綠色政策開始產生影響，”氣候倡導組織運輸與環境的執行董事威廉·托茨告訴氣候之家。“由于轉向電動汽車，我們開始看到交通排放的結構性下降。”

“現在不是取消綠色措施的時候。為了非洲大陸的繁榮和安全，現在是加倍努力的時候了，”他補充道。

熱泵競賽

在索爾福德大學的實驗室中，研究人員通過重現英國的各種天氣條件——從暴雨到零下13攝氏度到30攝氏度的溫度——對能源屋進行了測試。

天氣模擬使研究人員能夠測試電池存儲、熱泵和“V2G”或車輛到電網等技術的有效性，其中存儲在電動汽車中的電力可以在需要時將電力送回國家電網。

他們最近的一項研究發現，即使在充滿挑戰的冬季條件下，熱泵也能成功地滿足普通英國家庭的熱水需求。

許多國家都在押注從空氣、地面或水中吸收熱量的泵來為家庭和其他建筑物供暖，以減少排放。例如，瑞典和芬蘭超過40%的建筑物都包含熱泵，而北美擁有熱泵的房屋數量最多。

英國落后于歐洲鄰國，其目標是到2028年每年安裝600,000臺熱泵，是目前年安裝量的10倍。

法國的年安裝量已經超過600,000臺，波蘭、意大利和德國都達到了類似的數字。能源專家表示，與電動汽車一樣，正確的政府政策對于確保熱泵的普及至關重要。

“在英國，主要問題是和電氣價格比熱泵成本相對較高，”英國能源研究中心（UKERC）主任羅布·格羅斯教授說，他呼吁制定政策來降低電價，改變能源關稅的結構，并減少通常決定價格的天然氣依賴。

高安裝成本也是一個障礙。行業估計，平均成本在3,000美元到6,000美元之間，但在某些市場，與天然氣鍋爐相比，熱泵安裝的成本可能要高得多。

能源屋一號模擬降雨。圖片來源：索爾福德大學

關稅和緊張局勢

清潔能源倡導者的另一個潛在障礙是唐納德·特朗普總統領導下的美國氣候政策的巨大轉變及其進口關稅，這引發了與中國的貿易戰，有可能也將其他國家引入。

這種中斷——特別是如果它導致清潔能源設備的價格上漲，而清潔能源設備是一個由中國主導的市場——可能會導致政策制定者三思而后行，考慮經濟電氣化的必要性。

在最近于倫敦舉行的全球能源峰會上，特朗普政府的一名官員批評了可再生能源，認為它們會導致停電并增加對中國的依賴。

但布萊克表示，國際貿易緊張局勢加劇意味著各國政府“應該邏輯地考慮能源安全”。

“大多數國家實現完全能源安全的唯一途徑是通過可再生能源，”他說。“真正推進轉型沒有任何障礙。”