脱碳防御:势在必行和机遇
  • 发布机构:麦肯锡
  • 发布人:麦肯锡
  • 发布时间:2022-03
  • 报告类型: 综合
  • 关键词:脱碳,国防,碳排放
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  • 报告摘要:

    气候变化在全球议程中占据重要位置。在格拉斯哥举行的第26届联合国气候变化(COP26)会议之前,世界各国政府和公司正在宣布雄心勃勃的新脱碳目标,以在2050年实现净零排放。虽然气候变化是国家安全问题,但众所周知,关于如何调整国防来解决这个问题几乎没有共识。

    对于国防来说,气候变化带来了广泛的风险,从破坏军事资产到破坏社会稳定再到引发资源冲突。国防通常至少占政府碳排放量的50%,可以通过采取重大行动脱碳和减少排放来帮助预防这些风险。

    由于具有关键任务能力、较长的设备生命周期,并且更加关注高排放强度的利基市场,例如太空发射。因此,到2050年完全消除所有国防排放是不可能的。因此,净零国防部队需要找到补偿这些剩余排放的方法,例如在气候变化风险高的国家寻求抵消或推动用于除自身排放之外的脱碳。

    对于国防供应链,整个供应商格局的复杂性对量化和直接管理排放提出了挑战。国防拥有独特的供应商和独特的产品。这阻碍了在国防及其供应商之间建立生态系统来实现互惠互利,类似于汽车行业中开发的生态系统,可以帮助电动汽车(EV)取代内燃机汽车。因此,通过为所有供应商设定与国家目标一致的脱碳要求,而不是直接量化排放并积极尝试减少排放,解决供应链排放问题可能是最有效的。

    在可能的情况下,国防应受益于现成的低碳民用技术,例如可持续航空燃料、燃料电池和电动汽车。他们还应该在特定领域利用这些技术来开发更可持续的能力,例如电动发动机的超音速飞行。完成这些任务后,国防可以利用他们的资产,包括他们的房地产,在某些领域进一步脱碳,例如,通过在基地产生绿色能源或捕获碳。

    本文重点了解当前的排放基线,并概述国防领导人如何在2050年之前最大限度地减少排放并提供净零国防。它提出了一种对排放进行分类的方法,以帮助国防领导人解决国防组织特有的权衡问题,比如需要平衡对气候变化的担忧和拥有关键任务能力的固有优势。

    一、国防和碳排放

    国防对政府二氧化碳排放量的贡献很大。据估计,美国国防部每年排放超过5600万公吨二氧化碳当量。其中,60%来自车辆、飞机、船舶和客机的排放;25%是购买的电力;10%是联邦设施的现场燃料消耗;5%来自其他来源。随着政府提高气候优先事项并强调净零排放的必要性,他们已经开始认识到与国防相关的脱碳所带来的挑战。对于许多国家来说,在不依赖昂贵的补偿的情况下,使国防脱碳可能是实现政府目标的重要一步。

    有了新的动力,可持续性已成为国防的重要议程项目。2021年6月,北约领导人确认了他们共同的政治承诺,即减少国防排放,将气候变化标记为“我们时代的决定性挑战”。同样,德国联邦国防部长Annegret Kramp-Karrenbauer表示,气候变化的后果“对全球稳定和安全构成了重大挑战”。认识到气候变化的威胁,德国国防在2008年至2018年间将供暖和电力的二氧化碳排放量减少了33%。在其2020年可持续发展报告和实施计划中,美国国防部提供了有关如何将可持续发展融入其使命和运营的详细信息。最近,美国国防部长劳埃德·奥斯汀将气候变化称为“生存威胁”,并指出提高平台和设施的能源效率、部署清洁的分布式能源发电和存储以及使车队电气化的重要性。

    着眼于与美国正在考虑的杠杆类似的杠杆,英国国防部正在为政府承诺到2050年实现温室气体净零排放做出贡献。法国已承诺其武装部队采用三支柱战略,旨在到2050年实现气候中和,德国也启动了国防可持续性目标。虽然目标是一个很好的起点,但这些政府还没有一个完全全面的公共计划,其中涉及艰难的选择、花费金钱并需要大量创新。

    二、需要在不做出不可接受的权衡的情况下降低碳水平

    为了确定脱碳的优先级,国防可以通过将排放归类为他们直接负责的排放(归类为范围1和2)和来自整个供应链的排放,包括直接供应商和次级供应商(范围3)。对于这些类别,可以根据它们是否与关键任务能力相关联来进一步评估与国防相关的排放。使用这种分类系统,出现了三类与国防有关的排放:

    (1)可以减少的排放,就像在任何其他行业一样,因为它们与关键任务能力无关。对于范围1和2,示例包括总部运营以及住宅或民用车辆(“白色车队”)的电力和暖气产生的排放。范围3排放的示例包括非必要人员运输的排放(例如可以使用视频会议的通勤或会议旅行)。大多数国防会在这里找到一系列可行的减排机会。

    (2)与关键任务能力相关但可以在不影响任务的情况下解决的排放。范围1和范围2的排放示例包括可以电气化的战车、可以提高燃油效率的海军舰艇的排放,或在不需要峰值性能的出击中使用化石燃料的飞机所产生的排放。此类别中的范围3排放包括与设备维护或处置相关的排放。对于这一群体,评估必须得出结论,无论是通过优化、提高效率还是替代,都不会对能力造成损害,并且整个国防社区必须对这些发现感到满意。

    (3)与关键任务能力相关的排放以及排放减少会影响这些能力的排放。范围1和范围2排放的示例包括在需要峰值性能的基本飞行和与太空发射相关的飞行中使用化石燃料。范围3排放包括与从制造场所到运营场所的设备运输相关的排放。这些排放将是最难脱碳的。可用于此类排放的解决方案包括抵消或增加对创新的关注(例如,在国防领域生产可再生电力)。

    根据排放源及其与关键任务能力的关系,国防有多种减少排放的选择,如图所示。

    尽管脱碳的挑战可能令人生畏,但在不影响其有效性的情况下,国防可以做很多事情。事实上,实现脱碳的一些变化还可能带来其他运营或能力改进,例如减少对化石供应链的依赖或提高利用当地可再生能源的能力。

    三、了解减排机会

    通过关注前两种类型的国防排放:与关键任务能力无关的排放和与关键任务能力相关的排放,目前范围1和2排放量可减少约60%,但可以在不影响任务的情况下解决。这个机会是基于对电力和设施、车辆、飞机和船舶的潜在减排量的评估,这些排放量现在约占美国国防部总排放量的95%。虽然不太可能完全消除排放,但可以抵消任何剩余的排放。

    电力及设施

    电力和设施现在约占美国国防部范围1和范围2排放量的35%。8麦肯锡的研究着眼于欧洲各行业的排放,表明到2050年,可再生能源可以满足80%以上的一次能源需求。国防领导人可用的示例杠杆包括:(1)提高国防产业和基地的效率。这可以通过隔热、最大限度地减少用水量的系统和改进的废物管理系统来实现。(2)向可再生供暖过渡。这包括使用由可再生电力驱动的生物燃料或热泵。(3)使用可再生能源。这包括太阳能系统,它们可以利用可用的大面积(例如,屋顶或基地上的土地)来实现脱碳。绿色能源也可以卖回电网。一个典型的基地可以用40到50英亩的太阳能电池板产生其每年的电力需求,相当于一个中型场地的屋顶面积。(4)安装碳捕获技术,因为它变得更高效、更实惠。基地可能是安装此类技术的合乎逻辑的地点,尤其是在国防建设、运营和占据其大部分资产的情况下,因此将充分利用任何导致未来成本降低的前期成本收益。

    车辆、飞机和船只

    战斗车辆、飞机、海军舰艇和民用舰队现在约占美国国防部范围1和2排放量的60%,但到2050年这一比例可能会减少约50%。一些抓住这一机会的举措包括以下这些:(1)由于一些国家已经开始在试验中进行评估,因此将直接生物燃料用于船舶和某些飞机用于特定任务。荷兰、瑞典和美国都在选定的空中平台上测试了生物燃料,例如F-16和JAS 39,而意大利启动了一个项目,以促进生物燃料和非化石船用燃料的广泛使用。瑞典空军的试验已经测试了一种含有高达50%的可持续航空燃料的燃料混合物,与传统的喷气燃料相比,它有可能在生命周期内减少多达80%的碳。(2)使用更高效的发动机、轻质材料和更多的空气动力学或流体动力学设计。假设电气化程度最低,预计飞机效率将在2020年至2050年间提高36%。(3)向重型车辆和海军舰艇的替代燃料过渡。如果这涉及一种新兴技术,例如氢或电子甲醇,而其基础设施目前尚不存在,则国防可能需要开始投资来开发它,并指出这也可能影响私营部门资金的流动方向。如果可持续地生产替代燃料,这可以减少100%的排放。(4)将电动汽车用于非战斗车辆的“白色车队”。这可以在今天实施并导致这些排放量减少100%(如果结合使用可再生能源)。(5)引入电动无人驾驶飞行器(UAV),对于电力合适的任务,可能会导致几乎完全消除范围1和范围2的排放。在这种情况下,转向低碳技术甚至可以升级关键任务能力,因为与化石动力替代品相比,它可以提高隐身性。但是,财务成本很高。任何额外成本都可以与能力和可持续性收益相平衡。

    四、计划和行为

    其他脱碳机会涉及计划和行为的改变。例如,国防当局可以通过增强空中交通流量或提高后勤效率来改变训练中的实时或综合平衡或改进规划。他们还可以考虑在可持续性问题上培训员工或推广更环保的运营模式,例如通过实施尽可能减少旅行的政策。

    寻求补偿选定地区的排放。很明显,在不影响关键任务能力的情况下无法减少某些排放。在这种情况下,国防当局可以努力补偿剩余的排放量。他们还可以考虑通过碳捕获和储存从源头捕获二氧化碳,或尝试通过抵消计划从大气中提取二氧化碳。可以直接从国防预算或其他政府资源中找到支持此类举措的资金。当国防当局考虑他们的选择时,记住如果他们今天决定不追求低碳选择,他们未来的抵消成本将会更高,这可能会影响他们未来的关键任务能力。

    在不影响能力的情况下使国防可持续发展的挑战将是艰巨的。然而,国防人员接受过培训,可以利用手头可用的工具克服巨大的挑战,而且他们处于能够进行战略规划的特权地位。现在是国防领导人将可持续性纳入其议程的时候了。


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