分离CO2 排放与清除目标对气候政策成本的影响有限

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究针对全球净零排放承诺中传统减排与碳清除(CDR)贡献比例不明确的问题,通过集成评估模型REMIND分析了分离排放与新型CDR(nCDR)目标对气候路径的影响。研究发现设定独立目标虽导致价格分化,但经济效率损失可控(<10%),同时能降低累积排放、减轻公共财政压力并减少对地质封存的依赖。该研究为平衡气候政策的经济效率与可持续发展风险提供了量化依据,对完善《巴黎协定》实施框架具有重要参考价值。

  

全球气候治理正面临一个关键矛盾:虽然148个国家已承诺净零排放,但如何平衡传统减排与碳清除(CDR)的贡献仍无定论。这种不确定性可能引发双重风险——过度依赖未来碳清除技术可能导致"减缓懈怠",而严格限制CDR又可能推高减排成本。更复杂的是,当前碳市场将排放与清除等同定价的模式,既无法反映CDR的环境风险(如生物多样性损失、粮食安全威胁),也难以解决"碳清除暴利"等公平性问题。

针对这一政策困境,德国波茨坦气候影响研究所等机构的研究团队在《Nature Communications》发表突破性研究。他们创新性地采用集成评估模型REMIND 3.2.0,首次量化分析了分离CO2
排放与清除目标对全球净零路径的影响。通过设计12种情景(2050年nCDR目标2-12 GtCO2
/年),研究团队发现:当nCDR贡献偏离市场最优解(7 GtCO2
/年)时,虽然排放与清除价格出现分化,但额外经济成本仅增加2.6%-4.5%。更重要的是,适度限制nCDR(如设定4 GtCO2
/年目标)可降低16%累积排放,同时减少42%地质封存需求。

关键技术方法包括:1) 构建双碳市场机制,独立核算排放税与nCDR补贴;2) 采用Hotelling价格路径模拟碳价演变(年增长率5%);3) 整合四种nCDR技术(BECCS、DACCS、EW、工业CDR)的成本曲线;4) 设置100 EJ/年的生物质可持续供应上限;5) 通过反事实情景分离目标分离效应与累积排放效应。

主要研究结果

排放路径与碳价分化
当nCDR目标从2Gt提升至12Gt时,2050年碳价从610骤降至120/tCO2
,而nCDR价格仅从200升至410/tCO2
。这种非对称响应源于技术特性:低需求情景仍需高价BECCS(因生物质竞争),高需求情景则受益于DACCS的规模效应和学习曲线。

技术组合演变


增强岩石风化(EW)在多数情景中占比30-40%,因其基础设施成熟可快速部署;DACCS仅在>8Gt目标时出现,但会引发价格跳升;生物质需求始终接近100 EJ上限,揭示独立目标无法缓解土地压力。

风险-收益权衡


高CDR目标(10-12Gt)使碳市场价值缩水35%,但累积排放增加26%;低目标(2-4Gt)虽降低气候超调风险,却需承受610$/tCO2
的高碳价,可能引发政治阻力。

讨论与展望
该研究首次证实:分离排放与清除目标产生的经济效率损失远低于预期,这动摇了"统一碳价必然最优"的传统认知。更重要的是,它揭示了政策设计的多维权衡——适度限制nCDR(如4-6Gt)既能避免高CDR依赖的风险锁定,又不致引发剧烈经济震荡。

研究建议将"预防性原则"融入气候目标设计:通过立法固定减排目标下限来防止减缓懈怠,同时为nCDR设定弹性区间以适应技术突破。这为正在制定的欧盟CRCF法规提供了关键科学依据,也为其他地区完善碳清除治理开创了先例。未来研究需结合区域差异,探索目标分离对公正转型的影响,特别是对生物能源依赖型发展中国家的补偿机制。

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