一、前言
隨著極端天氣事件造成巨大的經濟損失和嚴重災情，發生頻率也愈來愈高，全球正與時間賽跑加速實現氣候中和（Climate Neutral）。世界最大的溫室氣體排放國－中國、美國和歐盟，正致力於實現淨零排放（Net Zero Emissions）。在此背景下，研究報告中將德國的相關設備使用壽命、投資週期等因素納入分析，並兼顧成本效益和公眾接受度，提出具可行性的氣候中和解決方案。

根據研究分析結果，德國最早在2045年就可能實現氣候中和。2030年後德國的能源發展重點包括擴大使用再生能源、工業領域脫碳、擴展氫能市場與應用、運輸部門電氣化、提高建築綠色改造率等。文章中先摘述德國實現氣候中和的3個階段性步驟，以及各個領域的能源發展方向，最後再列出加速德國實現氣候中和的3個重點。

二、德國實現氣候中和的3個步驟
（一）2030年前的國家總體氣候政策對在2045年實現氣候中和至關重要
德國實現氣候中和的中期目標為到2030年減少65%溫室氣體排放量，根據相關氣候政策措施與法規，德國在2018年（溫室氣體排放量為858 Mt CO2e）到2030年（預計溫室氣體排放量為438 Mt CO2e）期間，可減少420 Mt CO2e的溫室氣體排放量。

1.能源部門
到2030年，透過逐步淘汰燃煤發電以及提高再生能源發電比例，以及增加氫能於發電廠和熱電聯產（Combined Heat and Power , CHP）的應用，預計能源部門將可減少207 Mt CO2e的排放量。

而隨著各個行業電氣化程度越來越高，預計2018- 2030年間用電量將增加9%（相當於51 TWh）。到 2030年，再生能源將占總電力需求的70%，其中離岸風電將增加至25GW，陸上風電將增加至80 GW，太陽光電則將增加至150 GW。

2.工業部門
工業領域的發展重點為開發效率更高的工業材料以及加工技術，也需要擴大投資、研發綠色氫氣相關技術，例如：建置相關基礎設施確保工業氫氣供應的數量與穩定性。另外，擴大碳捕獲與封存（Carbon Capture and Storage, CCS）技術或生物能源與碳捕獲與儲存（Bioenergy with Carbon Capture and Storage, BECCS）等技術規模，在水泥、石灰產業、鋼鐵、化工等產業的應用。

3.建築部門
透過改變建築供暖系統的能源組成，並擴大區域的供暖網路，將減少建築領域的排放量。其中，安裝住宅熱泵的市場需求將會提高，預計到2030年住宅熱泵的總安裝量將達到600萬台。此外，在2025年之後，有必要採取相關政策或法規限制安裝燃油或天然氣的建築供暖系統。

4.運輸部門
到2030年，德國將有1400萬輛電動汽車，包括插電式混合動力車（Plug-in Hybrid Electric Vehicles, PHEVs）。此外，預計未來貨物以電池、高架電纜或燃料電池驅動的鐵路或卡車運輸，將占道路運輸市場的三分之一。

5.農業部門
透過改變農業生產方式，可減少溫室氣體排放，包括擴大有機農業、改種含氮量較低的作物，以及減少牲畜數量等等。上述農業生產方式的變化將隨著市場需求改變，因此消費者若能減少消費動物性產品（例如肉製品與乳製品）亦有助於實現氣候中和。


（二）實現2045年-減少95%的溫室氣體排放量
2030年實現減少65%溫室氣體排放量的氣候目標之後，要再減少30%的溫室氣體排放量，需要加速推動各領域的脫碳項目，從政策實施、技術開發和部署，以及基礎設施投資的時間都必須加速推動。實務上，在各部門的供給面採取實現氣候中和的措施會比需求面的措施更容易推動，因此電力需求也將隨之成長，CCS技術也將發揮更大的作用。

1.能源部門
由於電氣化程度提高和增加了製氫量，預計在2030-2045年期間電力需求將增加 60%，達到 1000 TWh。因此，德國擴大部署再生能源發電，預計2030年後的再生能源發電仍將著重於風能和太陽能。此外，氫能的重要性將越來越高，並在2040年之後取代天然氣，成為最重要的發電能源。

德國在2030年之後需要更快速擴展風能和太陽光電，並預計到2045年達到陸上風電145GW、離岸風電70GW的總裝機容量；太陽光電的總裝機容量則須達到385GW。需面臨的挑戰則包括離岸風電開發的規劃週期非常長，以及陸上風電和太陽光電的土地運用問題。

2.工業部門
2030年開始，化學原料逐漸由不含化石碳的綠能原料，藉由化學回收及合成所取代，且工業部門對電力、氫能和生質能的依賴將日益增加。此外，2035年起二氧化碳網絡將快速擴建，預計2030-2040年，可捕捉3000萬噸/年工業產生的碳，2045年則增加至5200萬噸/年。

3.建築部門
德國在2025年之後，只有在特殊情況下才會例外允許安裝依賴化石燃料的建築供暖系統，隨著綠色供暖系統（Green Heating Systems）的發展以及擴大區域供暖網路，將大幅減少建築領域的碳排放。在2030-2045年間，平均每年將新安裝92萬個住宅熱泵，使2045年住宅熱泵的安裝總數增加至1400萬台。

4.運輸部門
研究中假設客運的人均里程將保持不變，而貨運預計將因經濟成長而增加。到 2045年，德國境內車輛幾乎將完全由電動汽車組成，公路貨運、公車和鐵路也將完全電氣化或由燃料電池供電。

5.農業部門
到2045年，主要透過利用大部分農家肥發酵作用的沼氣廠，以及牲畜的轉化。而預估未來將對植物性和合成肉類及牛奶替代品的需求持續增長，2030-2045年可占市場的15%。

（三）透過CCS以及負排放(Negative Emissions)技術，以抵換（Offset）溫室氣體的殘餘排放量（Residual Emissions）
溫室氣體的殘餘排放量係指無法透過減排措施進一步減少的排放，主要由農業使用化學肥料、工業製程和廢棄物所產生。這些殘餘排量將藉由直接或間接從大氣中去除二氧化碳，並進行長期儲存的相關技術來抵換。

1. BECCS技術
燃燒生質物產生的CO₂可透過BECCS技術進行捕獲和地質封存，由於可用的生質物數量有限，BECCS技術將集中應用於工業部門中。

2.直接空氣碳捕獲和封存（Direct Air Carbon Capture and Storage, DACCS）技術
DACCS係直接從空氣中捕獲二氧化碳，然後將其封存到適合的地質構造中。與BECCS相比，DACCS的能源需求和成本相對較高。

3. 綠色原料/材料結合綠色聚合物中的CO2
利用空氣或生物質中捕獲的CO2與綠氫結合，產生化工輕油或是其他碳氫化物的材料，並可進一步加工為綠色塑料。此外，採取土地利用、土地利用變化及林業 (Land Use, Land Use Change and Forestry, LULUCF)措施作為BECCS以及DACCS技術措施的補充，預計到2045年將減少11 Mt CO2e的排放量，2050年則可減少16 Mt CO2e的排放量。

三、小結：加速德國實現氣候中和的3個重點
研究中除了提出德國實現氣候中和的3個階段性步驟之外，也列出加速德國實現氣候中和的3個重點：
（一）提高能源效率，並降低能源需求
2030年以後能源轉型速度加快，並減少使用一次性能源，轉向利用再生能源發電(主要為風電和太陽光電)，預計2045年再生能源占比將從2030年的36%上升至85%。

（二）擴大再生能源發電，加速重點領域的電氣化
未來電力將是德國於2045年實現氣候中和的主要能源，而隨著電氣化及綠氫的生產促使電力消耗快速增加，預計於2045年將達1000 TWh。而電力消耗主要來自運輸、製氫、工業領域，建築則因電器及照明能效的改進，使用電量略為下降。

（三）發展氫能應用，推動氫經濟
在德國實現氣候中和的政策中，氫能主要用於發電，部分用於熱電聯產(CHP)。在工業部門主要應用於直接還原鐵、基礎化學原料或產生製程蒸氣；在運輸部門則主要應用於燃料電池卡車或拖車。預計到2045年，對氫氣及合成燃料/原料的需求將高達427 TWh，其中有331 TWh為進口。