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电气化实现净零排放真的不费吹灰之力吗？

亚当·温特沃斯

气候之家新闻网站

2025年5月7日

在家中和道路上改用电力是一种相对轻松的减排方式，但很少有国家有全面的电气化方法。

一辆在新加坡组装的电动汽车。图片来源：Unsplash

矗立在索尔福德大学专门建造的实验室内，是一座红砖排屋。乍一看，它就像英国北部城市曼彻斯特街道两旁的数千栋房屋。

但这是位于焦耳台地的能源屋一号，它是由科学家设计的，他们研究英国的全电动、净零未来梦想在现实中可能是什么样子。

该房屋及其继任者能源屋二号已被用于测试一系列技术（从智能电表到热喷涂），并结合详细建模以了解它们在现实世界中的影响。

随着各国竞相让经济摆脱对化石燃料的依赖，并在本世纪中叶将碳排放量减少到净零，在家庭和交通工具中改用电力似乎是一个相对容易的胜利。

例如，可以用热泵代替老化的燃气锅炉，以加热散热器和水箱。数以百万计的汽油和柴油动力汽车可以换成电动汽车。

然而，这种转变对绿色能源转型的贡献程度将取决于每个国家采用的可再生能源和其他清洁能源的水平。

“电力时代”

国际能源署（IEA）的年度回顾显示，到2024年，全球太阳能电池板和风力涡轮机的发电量将以创纪录的速度增长。这要归功于新可再生能源的快速安装速度，而法国和日本的新项目和反应堆重启推动了核电产量。

但化石天然气和煤炭发电量持续增长，总体而言，去年化石燃料仍占全球电力结构的60%。

国际能源署表示，为应对极端高温飙升而使用空调等冷却技术是电力需求不断增长的一个关键因素，尤其是在中国和印度，这两个国家是煤电的大用户。

它补充说，工业用电量的增长、电动汽车的推出和数据中心的扩建也推动了电力需求。

国际能源署表示，到2024年，天然气和煤炭使用量的增加导致能源部门产生的全球二氧化碳排放量增加了0.8%，但不同地区的趋势差异很大。

国际能源署执行董事法提赫·比罗尔指出，“尽管石油和天然气仍将是重要的能源载体，但我们听到了电力时代即将到来的脚步声”。

政府需要整体视野

英国能源智库恩贝尔的政策和战略总监理查德·布莱克表示，尽管人们预期经济运行方式将发生根本性转变，但电气化本身作为一个目标在政府的气候计划中往往被忽视。

“电气化作为一个概念，只有能源分析师才会真正谈论，”他说。

“政府不会从这些方面思考。他们想到的是电动汽车、供暖或绿色钢铁。他们不一定有一个整体的愿景，即为什么将所有这些行业放在一起考虑是有意义的，以及将如何同时规划电力系统的扩展，“他补充道。

4月份西班牙和葡萄牙的大规模停电提醒人们，由于交通网络和企业严重中断，对电力的依赖日益严峻。虽然原因仍在调查中，但有人呼吁对国家电网基础设施和储能进行投资，以确保能够适当管理电力容量的增加——这一挑战不仅限于伊比利亚半岛。

与此同时，根据国际能源署的数据，在南半球，约有7.5亿人仍然生活在用不上电的地方，其中大部分位于撒哈拉以南非洲。这阻碍了非洲大陆促进电动汽车采用的雄心勃勃的计划，尤其是在偏远农村地区。

电动汽车迎头赶上

布莱克说，尽管存在这些问题，但全球电气化已经取得了长足的进步，并指出研究人员将中国称为世界上第一个主要的“电气国家”，每十年电气化率提高10个百分点。

至关重要的是，引领电气化的新清洁产业将使政府能够实现其气候目标，同时为公众提供经济增长和绿色就业的承诺。

过去十年电动汽车的繁荣就是一个很好的例子。

电动汽车并不新鲜。在20世纪初，它们在美国城市广泛使用，高峰期有多达30,000辆电动汽车在运行。随后，随着更便宜和续航里程更长的汽油车占据主导地位，出现了短暂而急剧的下降。

2010年，电动汽车占全球汽车销量的不到1%。

但根据数据公司罗莫特的数据，到2024年底，全球电动汽车销量已达到1700万辆，比上一年增长了25%。单独的数据显示，当年全球汽车销量为7500万辆。

向电动汽车的转变得到了政府补贴等强有力的激励措施的支持——在挪威等地，这些政策帮助电动汽车新销量达到去年所有汽车销量的89%。

除了免税外，挪威电动汽车司机过去还享受了使用公交专用道、免费市政停车和收费公路零收费等福利。

明确的排放目标和罚款威胁在推动欧洲制造商转向电动化方面发挥了作用。在整个欧盟，新车的二氧化碳目标将于2025年生效，尽管最近有所淡化，但仍有到2035年实现零排放的最终目标。

“欧盟的绿色政策开始产生影响，”气候倡导组织运输与环境的执行董事威廉·托茨告诉气候之家。“由于转向电动汽车，我们开始看到交通排放的结构性下降。”

“现在不是取消绿色措施的时候。为了非洲大陆的繁荣和安全，现在是加倍努力的时候了，”他补充道。

热泵竞赛

在索尔福德大学的实验室中，研究人员通过重现英国的各种天气条件——从暴雨到零下13摄氏度到30摄氏度的温度——对能源屋进行了测试。

天气模拟使研究人员能够测试电池存储、热泵和“V2G”或车辆到电网等技术的有效性，其中存储在电动汽车中的电力可以在需要时将电力送回国家电网。

他们最近的一项研究发现，即使在充满挑战的冬季条件下，热泵也能成功地满足普通英国家庭的热水需求。

许多国家都在押注从空气、地面或水中吸收热量的泵来为家庭和其他建筑物供暖，以减少排放。例如，瑞典和芬兰超过40%的建筑物都包含热泵，而北美拥有热泵的房屋数量最多。

英国落后于欧洲邻国，其目标是到2028年每年安装600,000台热泵，是目前年安装量的10倍。

法国的年安装量已经超过600,000台，波兰、意大利和德国都达到了类似的数字。能源专家表示，与电动汽车一样，正确的政府政策对于确保热泵的普及至关重要。

“在英国，主要问题是和电气价格比热泵成本相对较高，”英国能源研究中心（UKERC）主任罗布·格罗斯教授说，他呼吁制定政策来降低电价，改变能源关税的结构，并减少通常决定价格的天然气依赖。

高安装成本也是一个障碍。行业估计，平均成本在3,000美元到6,000美元之间，但在某些市场，与天然气锅炉相比，热泵安装的成本可能要高得多。

能源屋一号模拟降雨。图片来源：索尔福德大学

关税和紧张局势

清洁能源倡导者的另一个潜在障碍是唐纳德·特朗普总统领导下的美国气候政策的巨大转变及其进口关税，这引发了与中国的贸易战，有可能也将其他国家引入。

这种中断——特别是如果它导致清洁能源设备的价格上涨，而清洁能源设备是一个由中国主导的市场——可能会导致政策制定者三思而后行，考虑经济电气化的必要性。

在最近于伦敦举行的全球能源峰会上，特朗普政府的一名官员批评了可再生能源，认为它们会导致停电并增加对中国的依赖。

但布莱克表示，国际贸易紧张局势加剧意味着各国政府“应该逻辑地考虑能源安全”。

“大多数国家实现完全能源安全的唯一途径是通过可再生能源，”他说。“真正推进转型没有任何障碍。”