日本 2050 年實現碳中和之情境分析
2023/05/19 @國際
摘要
日本為實現2050年碳中和目標，讓能源生產過程中所排放的二氧化碳達到淨零，其中「再生能源及負碳技術」為整體目標計畫相當重要發展項目。
示意圖
研究概要
由於日本所排放的溫室氣體，多數是來自於能源生產的二氧化碳。因此，要達到碳中和目標，即須針對能源的供給、轉換、應用，進行深度探討。下圖即是根據情境設定後，使用回朔分析後得出，2050年能源生產的碳排放，一次性能源供應、最終能源消費、電力結構的相關變化。
日本產業技術總合研究所（簡稱產總研）針對此運用自行研發能源模擬系統的數學模型，建構出實現2050碳中和目標之情境分析。研究發現，為實現2050碳中和的淨零排放目標，導入再生能源和負碳技術勢必不可或缺。此研究成果已同步於2022年9月19日發表在《可再生與可持續能源評論》(Renewable and Sustainable Energy Reviews)的期刊上。
研究背景
2020年10月，日本政府宣布「 2050年溫室氣體零排放，實現碳中和」之目標。而在日本境內的溫室氣體之中，有85%是來自能源製造生產過程所排放的二氧化碳。
為了有效減少碳排放，就必須重新檢討「能源脫碳化」的改善途徑。然而，由於目前大幅減碳的新型技術都處於未成熟的階段，未來能否導入應用並且實現普及化的目標，仍然存在著許多的不確定性。
而為了因應上述的不確定性，最好的方式就是根據不同階段的條件，設定多種應對方案。因此，依照自身的碳排量變化，找出相關的變動因子所建構出的能源脫碳化數學模型，將會是整體過程中關鍵因素。
研究過程與研究內容
日本產總研開發出模擬日本能源系統的數學模型系統：「產總研MARKAL」，模型主要源自國際能源機構（IEA）所提供的能源模型軟體：MARKAL為基礎，並以分析日本能源為目的，所建置而成的系統。
系統只需輸入相關的能源條件設定，即可限制碳排放下，推演計算出一次性能源供給、最終能源消費、電力結構的最佳方案，並進行回溯分析。另外，系統也能透過調整條件設定，來模擬出各種不同的方案。
過去産總研MARKAL，以評估減少CO2排放所需的能源技術而開發出來的系統。而這項系統作為分析實現碳中和的可行性時，卻無法模擬出任何方案。其主要是因為依靠傳統的碳減排技術並不足以實現碳中和。
另一方面，在經濟產業省的綠色創新戰略會議中，同樣提出了要實現碳中和目標，最重要莫過於是負碳技術。（詳細內容請參照2021年12月24日舉行的第5次綠色創新戰略會議工作小組資料6）
預期效益
本次研究重點，主要是以評估再生能源與負碳技術將會如何影響碳排放量，透過評估結果，分析若為實現2050年碳中和的目標，推斷出可能的情境分析。未來則是會在持續進步的低碳技術與負碳技術的發展上，加入能源價格、經濟成長率、人口等社會經濟因素之後，提出新一輪的碳中和情境分析研究。
資料來源
文章摘譯
