mile米乐m6(中国)官方网站v 日本2050年实现碳中和的情景分析

-使用数学模型进行回溯模拟日本的脱碳-

积分

呈现日本在 2050 年实现碳中和的情景
能源来源二氧化碳₂零排放电源和负排放技术对于实现总体零排放至关重要
有助于考虑实现碳中和的技术发展方向

摘要

米乐m6官方网站（以下简称“产业技术综合研究所”）零排放国际协同研究中心环境与社会评价研究小组首席研究员小泽明人和副研究中心主任工藤佑树，利用可模拟产业技术研究所开发的能源系统的数学模型，对日本在 2050 年实现碳中和进行了情景分析。日本排放温室气体是来自能源的CO₂因此，为了实现碳中和，需要对能源的供给、转换和使用进行分析。在该情景中，到 2050 年能源来源产生的二氧化碳₂排放趋势、一次能源供应、最终能源消耗、电源结构等倒转以8583_8618|的形式显示通过这项研究，到 2050 年，能源产生的二氧化碳将会减少。₂将发电过程中的二氧化碳总体排放量降至零₂具有不排放的零排放电源负排放技术的引入该结果将于2022年9月19日公布可再生和可持续能源评论杂志。

发展的社会背景

2020 年 10 月，日本政府宣布，目标是到 2050 年将温室气体排放总量降至零，实现碳中和。日本 85% 的温室气体排放是能源产生的二氧化碳₂占据二氧化碳₂为了减少排放并实现碳中和，有必要考虑能源脱碳的“路径”（情景）。然而，CO₂许多能够大幅减排的新技术还不成熟，未来的商业化和广泛使用存在很大的不确定性。为了应对这种不确定性，考虑不同渗透程度的多种场景是有效的。因此，日本的CO₂我们需要一个能源脱碳数学模型，该模型考虑到导致排放波动的典型因素。

研究历史

AIST 是日本的 CO₂为了考虑减少排放的情景，我们开发了一个可以模拟日本整个能源系统的数学模型。这个数学模型被称为“AIST MARKAL”，是根据国际能源署（IEA）提供的能源模型框架“MARKAL”（市场分配）来分析日本的能源系统的。通过输入有关未来能源的条件设置，CO₂可以反演并计算最佳一次能源供应、最终能源消耗以及在排放限制下满足未来需求的电源组合的变化。通过更改输入到模型的条件设置并进行模拟，可以确定多种场景。

使用 AIST MARKAL，我们在 2018 年，当时的 CO₂2050 年二氧化碳减排目标₂与 2013 年相比）减少 80% （另请参阅 AIST 杂志上的文章）。https://wwwaistgojp/aist_j/magazine/20220921html）。随后，为了响应日本政府的2050年碳中和宣言，我们从2021年开始分析旨在实现日本2050年碳中和的情景。然而，到 2050 年 CO₂80%减排分析中使用的传统AIST MARKAL模型无法设定在2050年实现碳中和的情景。因此，我们致力于改进模型，并提出了在2050年实现碳中和的情景。

研究内容

传统的 AIST MARKAL 模型是 CO₂这与之前假设的CO不同₂这意味着仅仅通过引入可显着降低能源消耗的技术无法实现碳中和。另一方面，经济产业省绿色创新战略推进会议表示，实现碳中和需要减少大气中的二氧化碳含量。₂https://wwwmetigojp/shingikai/energy_environment/green_innovation/pdf/005_06_00pdf [ PDF:551KB ]）。针对这一点，我们开发了一种负发射技术到AIST MARKAL模型中 DACCS・BECCS、可再生能源（可再生能源）、核电、CCS等的条件设置。

使用改进的 AIST MARKAL 模型，我们分析了 2050 年碳中和的情景，假设了具有不同条件设置的六种情况。表 1 显示了每种情况的条件设置。（红色表示与基本情况不同的条件设置。）所有情况的共同点是能源衍生的 CO₂减少目标是 2030 年减少 45%，2050 年减少 100%（均与 2013 年相比）。

表1模拟案例设置

案例名称	可再生能源发电容量限制	核发电容量限制	年度二氧化碳₂存储量上限	进口氢气价格
基本案例	中	低（2050 年 190 吉瓦）	低（300 公吨二氧化碳）₂/年)	高级（2050 30 日元/Nm³-H₂）
可再生能源利用案例	高等级	低（2050 年 190 吉瓦）	低（300 公吨二氧化碳）₂/年)	高等级（2050 30日元/Nm³-H₂）
可再生能源停滞案例	低	低（2050 年 190 吉瓦）	低（300 公吨二氧化碳）₂/年)	高级（2050 30日元/Nm³-H₂）
核电利用案例	中	高排名（2050 年 347 吉瓦）	低（300 公吨二氧化碳）₂/年)	高级（2050 30 日元/Nm³-H₂）
CCS 使用案例	中	低（2050 年 190 吉瓦）	高（400 公吨二氧化碳）₂/年)	高级（2050 30日元/Nm³-H₂）
氢气利用案例	中	低（2050 年 190 吉瓦）	低（300 公吨二氧化碳）₂/年)	低（2050 20 日元/Nm³-H₂）

图 1 所示基本情况中的能源衍生 CO₂显示排放趋势的模拟结果。二氧化碳₂自 2015 年以来，总排放量几乎呈线性下降，到 2050 年达到零。看看发电行业的排放量明细，二氧化碳₂排放量将在 2040 年达到零，此后将通过在发电领域使用 BECCS 来实现二氧化碳排放₂排放量为负。另一方面，即使到 2050 年，CO₂正在被驱逐。这个CO₂2050 年抵消 215 亿吨（215 公吨）二氧化碳排放₂已被 DACCS/BECCS 删除。

图 1

图 1 基本情况下能源衍生的二氧化碳₂排放量变化

图2显示了2050年6种情况下电源发电的模拟结果。在所有情况下，2050 年 CO₂14772_14905 调整电源还必须介绍一下。因此，以进口氢气为燃料的氢能发电将被越来越多地引入，发挥低碳调节电源的作用。 2050年，氢能发电将占总发电量的23-38%。

图 2

图2 2050年六种情况下按电源划分的发电量

从上述结果来看，日本能源来源的二氧化碳₂我们已经明确表示，要实现整体零排放，必须引入零排放电源和负排放技术。我们还能够定量评估到2050年这些技术的引进规模。所提出的情景可以作为考虑实现碳中和的技术发展方向的基础信息。

*本新闻稿中的图 1 和图 2 摘自并修改自原始论文《日本到 2050 年实现碳中和的路径 – 使用能源建模方法进行的情景分析》。

未来计划

这次我们来谈谈零排放电源和负排放技术等CO2₂我们重点关注改变排放的因素，分析了2050年实现碳中和的情景。未来，我们计划分析目前正在开发的各种低碳和负排放技术，以及考虑能源价格、经济增长率和人口等社会经济因素的碳中和情景。

论文信息

已出版的杂志：可再生和可持续能源评论
论文标题：日本到 2050 年实现碳中和的途径 - 使用能源建模方法进行情景分析
作者：小泽明人、Tsamara Tsani、Yuki Kudoh
DOI：101016/jrser2022112943

查询

国立产业技术综合研究所
零排放国际联合研究中心环境与社会评价研究组
首席研究员 Akito Ozawa 电子邮件：akitoozawa*aistgojp（发送前请将 * 更改为 @。）

零排放国际合作研究中心
研究中心副主任 Yuki Kudo 电子邮件：kudohyuki*aistgojp（发送前请将*更改为@。）

术语表

温室气体: 二氧化碳 (CO₂)，甲烷 (CH₄)，一氧化二氮 (N₂O)，4 种气体，例如替代 CFC。 2020年日本温室气体排放明细为能源产生的二氧化碳₂841%，非能源二氧化碳₂67%，中国₄25%，N₂O 17%，CFC等4种气体替代50%。为了实现碳中和，有必要减少能源产生的二氧化碳，它占温室气体排放的大部分。₂有必要将排放总量减少到零。[返回来源]
负排放技术: 大气二氧化碳₂二氧化碳₂：工程方法和加速自然过程的方法。[返回来源]
倒转: 一种设定目标未来形象并检查从未来到现在实现该目标的路径的方法。[返回来源]
DACCS: 大气二氧化碳₂直接空气碳捕获和储存的缩写。[返回来源]
BECCS: 生物质燃烧产生的CO₂具有碳捕获和储存功能的生物能源的缩写。[返回来源]
CCS: 发电厂、工厂等排放的二氧化碳₂二氧化碳捕获和储存的缩写。[返回来源]
2030 年减少 45%: 日本政府向联合国提交的温室气体减排目标指出，到2030年，能源产生的二氧化碳要减少46%（与2013年相比）。₂增加了 45%（与 2013 年相比）。根据这一政策，2030 年 CO₂减少目标已设定。[返回来源]
调整电源: 调节电力供需平衡的电源。为了保证电力稳定供应，需要根据出力波动的可再生能源发电规模的扩大，引入可调电源。 AIST MARKAL将火力发电、生物质发电和氢能发电视为调节电源。[返回来源]