تحولات سبد انرژی جهان در پرتو سناریوی انتشار صفر خالص

مقدمه

انرژی یکی از مهمترین نهاده‌های تولید و عرضه تقریبا تمامی کالاها و خدمات در جهان مدرن به حساب می‌آید. حفظ و ارتقای استانداردها و کیفیت زندگی نیز مستلزم دسترسی پایدار به منابع انرژی است. از این رو، بسیاری از صاحب‌نظران، انرژی را به عنوان مایه حیات برای اقتصاد معرفی می‌کنند. در طول دهه‌های گذشته، سوخت‌های فسیلی منبع اصلی تامین انرژی مورد نیاز بشر بوده است. مروری بر اطلاعات منتشرشده از سوی آژانس بین‌المللی انرژی نشان می‌دهد که از ابتدای دهه 1980 تا اواخر دهه 2020، هر ساله بالغ بر 80 درصد از انرژی مورد نیاز جهان از محل سوخت‌های فسیلی تامین شده است. دسترسی به سوخت‌های فسیلی، نسبتا آسان است و این گروه سوخت‌ها از تراکم انرژی فوق‌العاده بالایی برخوردار هستند؛ به این معنا که سوزاندن یک پوند از آن‌ها مقدار انرژی بسیار بالایی را آزاد می‌کند. شاید بتوان اصلی‌ترین دلیل سهم بالای سوخت‌های فسیلی از سبد انرژی جهان را در طول سال‌های گذشته به این دو ویژگی آن‌ها نسبت داد. به هر حال، اتکای زندگی بشر به استفاده از انرژی سوخت‌های فسیلی، تبعات نامطلوبی نیز به دنبال داشته است. تمامی مراحل استخراج، حمل‌ونقل و مصرف سوخت‌های فسیلی، آسیب‌های جدی زیست‌محیطی و پیامدهای منفی مستقیمی با خود به همراه دارد. بالغ بر دوسوم انتشار گازهای گلخانه‌ای جهان به بخش انرژی نسبت داده می‌شود. موضوعی که سبب شده است تا متوسط دمای جهانی اندکی افزایش یابد و زمینه پدیده تغییرات اقلیمی فراهم آید. این مسئله بسیاری از کشورها را بر آن داشت تا به منظور کنترل گرمایش جهانی، کنوانسیون سازمان ملل متحد در زمینه تغییرات اقلیمی را امضا و سیاست‌های خود را در راستای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای سامان‌دهی کنند. این موضوع، بدون تردید ابعاد گسترده‌ای خواهد داشت و منجر به سوگیری‌های جدید در حوزه‌ها و رشته فعالیت‌هایی می‌شود که به طرق مختلف محیط‌زیست را تحت فشار قرار می‌دهند. در این راستا، می‌توان به سناریوی انتشار صفر خالص در افق زمانی 2050 اشاره کرد که شامل یک دگرگونی اساسی به لحاظ سرعت و گستره در سیستم انرژی جهانی است.

روند مصرف انرژی در جهان  

بحران اقلیمی کنونی، در حال تغییر روندهای قبلی تقاضای انرژی و در نتیجه تغییر در ترکیب سبد انرژی جهان است. اکثر دولت‌ها بر کاهش سهم سوخت‌های فسیلی و در عوض جایگزین کردن آن با انرژی‌های پاک در سبدهای انرژی خود متمرکز شده‌اند تا از این طریق بتوانند حداقل در 3 دهه آتی میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را در حد ظرفیت جذب این گازها توسط محیط کاهش دهند.

آمارها نشان می‌دهد که مصرف نهایی انرژی جهان در سال‌های اخیر از مرز 500 اگزاژول نیز عبور کرده است. این در حالی است که طبق چشم‌انداز تعریف‌شده در سناریوی «انتشار صفر خالص»، مصرف نهایی انرژی باید تا سال 2050 به میزان قابل توجهی کاهش یابد و به حدود 340 اگزاژول در سال برسد. این کاهش عمدتا ناشی از نفوذ هرچه بیشتر فناوری‌های نوین در بخش انرژی و در نتیجه بهبود بهره‌وری در این بخش و همچنین تغییر الگوهای مصرف در دهه‌های آتی خواهد بود.

بر اساس سناریوی «انتشار صفر خالص»، مصرف نفت و زغال‌سنگ در سال‌های آتی همواره در یک روند نزولی خواهد بود. طبق چشم‌انداز تعریف‌شده در این سناریو، مصرف زغال‌سنگ باید از حدود 5250 Mtce (میلیون تن معادل زغال‌سنگ) در سال 2020، به حدود 2500 Mtce در سال 2030 و به کمتر از 600 Mtce در سال 2050 برسد که کاهش تقریبا 90 درصدی را نشان می‌دهد. برآوردها حاکی از آن است که ظرفیت‌های تولیدی موجود برای پوشش تقاضای زغال‌سنگ تا سال 2050 کافی است و از این رو، هیچ‌گونه توسعه‌ای در ظرفیت‌های تولیدی جدید و حتی موجود صورت نخواهد گرفت.

در سال‌های آتی بخش انرژی جهان به علت آن که مشارکت بالایی در انتشار گازهای آلاینده دارد، روندهای جدیدی را تحت تاثیر سیاست‌های اقلیمی تجربه خواهد کرد، روندهایی که عمدتا بر استفاده از الکتریسیته از منابع تجدیدپذیر و سوخت‌های کم‌آلاینده اتکا خواهد داشت

میزان تقاضای نفت نیز باید از حدود 93 میلیون بشکه در روز در شرایط فعلی به حدود روزانه 72 میلیون بشکه در سال 2030 و روزانه 24 میلیون بشکه در سال 2050 برسد که کاهش تقریبا 75 درصدی را در طول 3 دهه آتی نشان می‌دهد. در مسیری که برای نفت در سناریوی «انتشار صفر خالص» روشن شده است، هیچ‌گونه سرمایه‌گذاری جدیدی به منظور توسعه میدان‌های جدید نفتی صورت نخواهد گرفت، در حالی که سرمایه‌‌گذاری در ظرفیت‌های موجود برای تولید نفت باید همچنان ادامه یابد. همانطور که گفته شد، متوسط تقاضای نفت در طول 3 دهه آتی، باید سالانه حدود 4 درصد کاهش یابد. در چنین شرایطی، چنانچه تمام سرمایه‌گذاری‌ها در حوزه نفت به صورت یکجا و فوری متوقف شود، سالانه حدود 8 درصد از عرضه نفت از دست خواهد رفت که این موضوع باعث ایجاد تلاطم‌های شدید در بازار نفت در سال‌های آتی می‌شود. این در حالی است که اگر سرمایه‌گذاری‌ها در حوزه نفت صرفا معطوف به حفظ ظرفیت‌های موجود باشد و صرف توسعه میدان نفتی جدیدی نشود، عرضه نفت سالانه حدود 4.5 درصد کاهش خواهد یافت. پویایی‌های عرضه و تقاضای نفت بر اساس سناریوی «انتشار صفر خالص» در روند قیمتی این کامودیتی استراتژیک در سال‌های آتی نمود خواهد یافت، به طوری که انتظار می‌رود قیمت هر بشکه نفت تا سال 2030 به حدود 35 دلار و تا سال 2050 به حدود 25 دلار کاهش یابد. برآورد می‌شود این کاهش قیمت عمدتا ناشی از کاهش تقاضا برای بنزین و گازوئیل به دلیل برقی شدن ناوگان‌ حمل‌ونقل باشد.

روند تقاضای گاز طبیعی حداقل تا پایان دهه 2030، تا حدی از روند تقاضای زغال‌سنگ و نفت متفاوت خواهد بود. برآوردها نشان می‌دهد که در سال‌های پیش‌رو، تقاضای گاز طبیعی تا حدود 4 هزار و 300 میلیارد متر مکعب افزایش خواهد یافت که در مقایسه با تقاضای 3 هزار و 500 میلیارد متر مکعبی آن در سال 2020، رشد 23 درصدی را نشان می‌دهد. اما در نهایت، تقاضای گاز طبیعی نیز باید در سال 2050 به زیر یک هزار و 800 میلیارد متر مکعب برسد که در مقایسه با سال 2020، کاهش تقریبا 50 درصدی را نشان می‌دهد. گفتنی است در طول 3 دهه آتی، تولید گاز طبیعی در مقایسه با تولید نفت و زغال‌سنگ به میزان کمتری کاهش خواهد یافت، به طوری که تخمین زده می‌شود در سال 2050، تولید گاز طبیعی حدود 70 اگزاژول باشد، در حالی که تولید نفت و زغال سنگ به کمتر از 50 اگزاژول برسد. از جمله دلایل این مسئله می‌توان به شکل‌گیری موجی از تقاضا برای گاز طبیعی برای تولید هیدروژن اشاره کرد.

نمودار 1.  روند مصرف نهایی انرژی جهان طی سال‌های 2010 تا 2050

لازمه تحقق صفر خالص

دستیابی به هدف انتشار صفر خالص، مستلزم جایگزینی گسترده سوخت‌های فسیلی با سوخت‌های کم‌آلاینده (شامل سوخت‌های زیستی و سوخت‌های هیدروژنی و مبتنی بر هیدروژن) و انرژی‌های پاک است. در حال حاضر، سوخت‌های کم‌آلاینده تنها یک درصد از سبد انرژی را تشکیل می‌دهند که بر اساس سناریوی «انتشار صفر خالص» تا سال 2050 باید به بیش از 20 درصد افزایش یابد.

میزان تقاضای سوخت‌های زیستی مایع در سال 2021، اندکی بیشتر از 2 میلیون بشکه در روز بوده است، در حالی که انتظار می‌رود تا سال 2030، به حدود 5 میلیون و 700 هزار بشکه در روز برسد و تا سال 2050 در همین محدوده باقی بماند. علت متوقف شدن روند صعودی بازار جهانی سوخت‌های زیستی مایع در دهه‌های 2040 و 2050 آن است که برآورد می‌شود از سال 2030 به بعد، با برقی شدن ناوگان حمل‌ونقل جاده‌ای، تقاضا برای سوخت‌های زیستی مایع به شدت محدود شود. بر این اساس، در سال 2050، مصرف سوخت‌های زیستی مایع تنها معطوف به حوزه‌هایی خواهد بود که امکان برقی شدن در آن‌ها وجود ندارد.

میزان تقاضای نفت نیز باید از حدود 93 میلیون بشکه در روز در شرایط فعلی به حدود روزانه 72 میلیون بشکه در سال 2030 و روزانه 24 میلیون بشکه در سال 2050 برسد که کاهش تقریبا 75 درصدی را در طول 3 دهه آتی نشان می‌دهد. در مسیری که برای نفت در سناریوی «انتشار صفر خالص» روشن شده است، هیچ‌گونه سرمایه‌گذاری جدیدی به منظور توسعه میدان‌های جدید نفتی صورت نخواهد گرفت، در حالی که سرمایه‌‌گذاری در ظرفیت‌های موجود برای تولید نفت باید همچنان ادامه یابد

سوخت‌های مایع کم‌آلاینده مبتنی بر هیدروژن شامل آمونیاک، متانول و سایر هیدروکربن‌های مصنوعی ساخته‌شده از هیدروژن با شدت انتشار آلایندگی بسیار پایین می‌شود. این سوخت‌ها، جایگزین نسبتا مطلوبی برای نفت ارائه می‌دهند و از این رو برآورد می‌شود تا در برخی از حوزه‌ها به خصوص حمل‌ونقل‌های هوایی و دریایی کاملا جایگزین نفت شوند. در حال حاضر، بازار سوخت‌های مایع کم‌آلاینده مبتنی بر هیدروژن با یک چالش جدی ناشی از هزینه تولید بالا و ضعف زیرساختی در زنجیره ارزش روبه‌‎رو است که چشم‌انداز آن را با تردیدهایی مواجه می‌سازد. علی‌رغم محدودیت‌های موجود، اقدامات مثبتی هر چند به صورت محدود در مناطق مختلف جهان در راستای افزایش سهم سوخت‌های مبتنی بر هیدروژن از سبد انرژی صورت گرفته است که از جمله مهمترین آن‌ها می‌توان به مناقصه استفاده از 500 هزار تن آمونیاک به منظور کاهش 20 درصدی مصرف زغال‍سنگ در یکی از واحدهای تولید برق شرکت «JERA» (به عنوان بزرگترین شرکت تولید برق در ژاپن) و همچنین به‌کارگیری 19 کشتی کانتینری مبتنی بر سوخت‌های هیدروژنی کم‌آلاینده توسط شرکت «Maersk» دانمارکی اشاره کرد. طبق سناریوی «انتشار صفر خالص» در افق‌های زمانی 2030 و 2050، تقاضای سوخت‌های مایع کم‌آلاینده مبتنی بر هیدروژن به ترتیب باید به حدود یک میلیون بشکه در روز و 5 میلیون و 500 هزار بشکه در روز افزایش یابد.

نمودار 2. سهم منابع مختلف از سبد مصرف نهایی انرژی جهان طی سال‌های 2010 تا 2050

بخش الکتریسیته در زمینه کربن‌زدایی و دستیابی به اهداف سناریوی «انتشار صفر خالص»، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این بخش، نخست، به دلیل آن که در طول دهه‌های آتی، فرایند برقی‌شدن به منظور جایگزینی بسیاری از منابع انرژی آلاینده با برق به عنوان یک اصل در دستور کار سیاست‌گذاران قرار می‌گیرد و دوم، به دلیل آن که در حال حاضر فرآیند تولید برق، خود منشا 36 درصد از کل انتشار آلایندگی مرتبط با بخش انرژی محسوب می‌شود، حائز اهمیت ویژه‌ای است. بر این اساس می‌توان گفت که شاه‌کلید محقق شدن سناریوی «انتشار صفر خالص» در دست بخش الکتریسیته قرار دارد. میزان تقاضای برق در مقیاس جهانی در سال 2020، معادل 23 هزار و 230 تراوات ساعت بوده است. به منظور دستیابی به اهداف صفر خالص در افق زمانی 2050 باید تقاضای جهانی برق به حدود 60 هزار تراوات ساعت در سال برسد که برآورد می‌شود حدود سه‌چهارم چنین رشدی ناشی از افزایش تقاضای برق از سوی اقتصادهای نوظهور و در حال توسعه جهان باشد. علاوه بر این، طی دهه‌های آتی، در زمینه تولید برق نیز تغییراتی اساسی در روند جهانی سال‌های اخیر صورت خواهد گرفت. مروری بر گزارش‌های ارائه‌شده نشان می‌دهد در سال 2020، تولید برق منجر به انتشار 12 میلیارد و 300 میلیون تن دی‌اکسیدکربن در مقیاس جهانی شده که حدود 74 درصد آن از محل نیروگاه‌های مبتنی بر زغال‌سنگ، حدود 22 درصد از محل نیروگاه‌های گازی و حدود 4 درصد آن نیز مربوط به نیروگاه‌های نفتی بوده است. طبق سناریوی «انتشار صفر خالص»، میزان انتشار یافتن گاز دی‌اکسید کربن از صنعت برق، با توجه به روند روزافزون سهم منابع تجدیدپذیر در تولید برق، در اقتصادهای پیشرفته تا سال 2030 و در اقتصادهای نوظهور در حال توسعه تا سال 2040 به صفر خواهد رسید. برآوردها حاکی از آن است که سهم منابع تجدیدپذیر در تولید برق، تا سال 2030 به حدود 60 درصد و تا سال 2050 به حدود 90 درصد افزایش یابد. نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک، بادی و آبی مهمترین منابع تولید برق در دهه‌های آتی خواهند بود، به طوری که در سال‌های 2030 و 2050 به ترتیب حدود 55 درصد و 80 درصد از کل برق تولیدشده جهان از محل این سه منبع خواهد بود.

نمودار 3. سهم منابع مختلف از سبد انرژی الکتریسیته جهان طی سال‌های 2010 تا 2050

چنان‌که اشاره شد، در سال‌های آتی بخش انرژی جهان به علت آن که مشارکت بالایی در انتشار گازهای آلاینده دارد، روندهای جدیدی را تحت تاثیر سیاست‌های اقلیمی تجربه خواهد کرد، روندهایی که عمدتا بر استفاده از الکتریسیته از منابع تجدیدپذیر و سوخت‌های کم‌آلاینده اتکا خواهد داشت. بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی و سناریوی «انتشار صفر خالص»، عرضه انرژی در سال 2050 حدود 550 اگزاژول خواهد بود که در مقایسه با عرضه آن در سال 2019، از کاهش 10 درصدی برخوردار است. این در حالی است که بر اساس تخمین‌های صورت‌گرفته، سبد عرضه انرژی جهان در این بازه، کاملا از یکدیگر متفاوت است، به طوری که برخی از آیتم‌های آن تغییرات چندده درصدی را نشان می‌دهند. در سال 2019، حدود چهارپنجم از عرضه انرژی جهان از منابع فسیلی تامین شده است، در حالی که پیش‌بینی می‌شود در افق زمانی 2050، این سهم به حدود 22 درصد کاهش یابد. مروری بر گزارش‌های ارائه‌شده بیانگر آن است که بخش قابل توجهی از سقوط سهم سوخت‌های فسیلی، از محل گسترش عرضه زیست‌انرژی‌های مدرن و انرژی‌های تجدیدپذیر جبران خواهد شد.

• تحلیل
• آسیا و اقیانوسیه
• آمریکای شمالی و جنوبی
• اتحادیه اروپا
• انرژی
• زیرساخت