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技术变革促进了能源成本的下降，同时每单位能源服务产生的排放量减少。Kaya分解的分析表明，人口和经济增长是增长排放的驱动因素，而技术变革则是减少排放的主要驱动因素（Peters et al ., 2017）。中英气候变化专家委员会对气候变化风险的评估中使用“交通灯”分类来表示关键技术对未来排放路径的影响。这一系统首先对每个关键技术指标的历史发展进行分析，并考虑世界各地近期的投资决策、宣布的政策、监管、商业目标和战略以及研究、开发和部署进展等，并对未来进行外推。然后基于外推的结果，使用以下定性描述将每个指标分配到特定的“交通灯”颜色下（表1–1）。
表1–1 能源部门关键技术指标发展趋势
这一分析表明，在12个选定的指标中，只有可再生能源（如陆上风能和太阳能光伏）在往预期的方向发展。所有其他分部门都没有取得足够的进展。12个指标中有5个指标显示近期有一些改善，但仍需加大政策执行力度。这些部门和领域包括：客运、工业部门燃料消费排放强度、住宅和服务建筑能效，以及核电装机容量的部署。
在客运方面，需要出台政策来增加保有和运营高排放汽车的成本，同时鼓励购买更高能效汽车甚至零碳汽车。此外，也需要增长对节能公共交通方式的投资，引入提高车辆能效的法规，以及实施鼓励采用和开发低碳燃料的措施。从工业部门来看，近期的工作重点应放在实施最佳可用技术并继续提高能效上。长期减排需要政策支持，以激励试点和商业规模的创新与跨公司、部门和国家的合作。从建筑部门来看，需要付出更多努力，使终端电器尽可能高效，在建设新建建筑时确保建筑接近零能耗，对既有建筑进行深度改造，并且更多地使用零碳能源来为建筑供暖。最后，虽然一些国家在开发和规划核电装机容量方面取得了积极进展，但许多其他情况导致这方面的进展仍然十分滞后。既有核电装机容量和鼓励新增核电装机容量都需要明确而一致的政策支持。其中包括努力降低许可和选址阶段产生的投资风险，并使获得最终批准或决定之前所需的资本支出水平降至最低。
有6项指标显著偏离轨道，需要重新调整政策重点。包括：碳捕集和储存、货运、先进生物燃料生产和消费水平、能效提升和工业部门零碳燃料份额，以及建筑部门零碳燃料消费水平。碳捕集与封存（CCS）对电力和工业部门的减碳至关重要。虽然近年来全球大型CCS项目组合有所扩大，但目前缺乏足够的政策支持，严重阻碍了必要的进展。先进生物燃料对交通部门（特别是航空）的减碳至关重要，但目前的部署速度严重偏离轨道。有必要出台相关政策加快先进生物燃料的部署，同时辅以财政去风险措施（包括税收激励措施），以促进技术创新和商业化，特别是在成本居高不下的情况下。在所有情况下，大规模扩大公共和私人清洁能源研究、示范和开发项目投资，对于实现可持续、可负担且安全的能源部门转型至关重要。
能源基础设施通常具有较长的寿命，并且这些基础设施包括建筑物和道路网共同锁定了交通方式的选择、出行距离、住房选择和行为等。高碳的能源基础设施将社会锁定在能源密集型的排放途径上，而未来这些途径将很难改变，或者需要高昂的转换成本。因此，这种基础设施可以在很长一段时间内锁定二氧化碳排放（Banister et al ., 1997；Makido et al ., 2012；Seto et al ., 2016；Creutzig et al ., 2016a）。关于与基础设施有关的碳锁定的文献很多，这些文献侧重于不同的部门和不同的地理范围，从城市到全球范围（Fisch et al ., 2020）。现有研究基于有限的数据对电力、工业、交通以及住宅、商业建筑等现有能源基础设施的承诺二氧化碳排放进行了估计。估计表明，现有能源基础设施的承诺二氧化碳排放分别为7 150（5 460～9 090）亿吨和6 580（4 550～8 920）亿吨（Smith et al ., 2019；Tong et al ., 2019）。与全球碳预算相比，现有基础设施锁定的二氧化碳排放已经超过了1.5摄氏度的碳预算。这些研究表明，除非现有能源基础设施的使用寿命或利用率大幅下降，或者通过CCS技术对现有化石燃料基础设施进行大规模改造，否则全球温升目标可能无法实现（Smith et al ., 2019；Tong et al ., 2019）。
2015年12月巴黎气候大会上通过的《巴黎协定》，是新一轮气候谈判中多边合作的重要成果。依据《巴黎协定》各个国家提交了本国的国家自主贡献减排目标（NDC）将成为气候治理过程中新的行动指南。大量的研究表明，《巴黎协定》以及NDC目标将较好地促进各个国家的气候治理进程的发展。然而，也有研究指出NDC目标距离把温升控制在2摄氏度甚至1.5摄氏度的目标相距甚远。全球排放路径除了受到关键技术进展的影响，也受主要国家气候政策变动的影响。本节以美国退出巴黎协定为例，分析其对全球排放路径的影响。
2017年6月1日，美国宣布退出《巴黎协定》，拒绝履行《巴黎协定》规定的义务，以及拒绝支付气候援助基金，使得本来就有所欠缺的NDC目标雪上加霜。美国退出《巴黎协定》之后，一部分的研究者对美国退出《巴黎协定》可能的影响进行了定性分析。有些研究认为退出《巴黎协定》对美国减排政策和行动的实际影响有限，因为美国大部分的州和城市都已制定了气候政策，34个州已形成了有雄心的减排计划，而且虽然特朗普政府颁布政策激励煤炭等化石能源行业的发展，但天然气和可再生能源在美国已逐渐具有成本优势，美国的排放仍然将会下降。部分研究则认为美国退出《巴黎协定》会明显减缓美国减排的进程。虽然美国大部分州已制定了减排计划，但即使他们都完成了自己的减排目标，加总起来依然未达到《巴黎协定》的要求。
也有研究者用定量的方法研究了美国退出《巴黎协定》之后，将会导致美国的温室气体排放的影响，抑或是研究美国退出之后将会导致到21世纪末全球温升的影响，但是这些研究都仅仅局限于美国自身受到的影响，并没有对其他地区所受的影响进行定量分析。
目前已有许多的研究分析了美国在退出《巴黎协定》之后的排放路径。根据国际能源署（International Energy Agency, IEA）的预测，美国由于废除了“清洁能源计划”等一系列积极的气候政策，其与能源相关的碳排放从2017年以后很难再有下降的趋势，将基本稳定在5 300Mt左右，30年之后甚至略有上升趋势。根据美国环境保护署（Environmental Protection Agency, EPA）的数据，荣鼎咨询（Rhodium Group）分析表明，美国在现有政策下，净温室气体的排放将基本稳定，到2025年二氧化碳排放量将达到53.88亿～55.85亿吨，仅相比于2005年下降15%～18%，与26%～28%的目标有着较大缺口。根据气候行动追踪组织（Climate Action Tracker）的预测，在废除清洁能源计划的情况下，美国2020年，2025年，2030年的总温室气体排放量（不包括土地利用变更和森林（Land Use，Land Use Change and Forestry, LULUCF））分别将达到67.20亿吨二氧化碳当量，67.60亿吨二氧化碳当量和67.40亿吨二氧化碳当量。加上碳汇的影响，美国未来15年的净温室气体排放量，将稳定在60亿吨二氧化碳当量左右。研究指出，虽然在现有政策的情景下，即使考虑到各个州、城市积极的气候治理政策以及各个非政府组织的作用，2025年美国的温室气体排放也仅仅会在2005年的基础上下降12%～14%（Kuramochi, 2017）。联合国环境规划署（United Nations Environment Programme, UNEP）的研究同样表明美国在特朗普政府的政策之下，在2030年的排放将达到57亿～68亿吨二氧化碳当量，与其NDC情景下41亿吨二氧化碳当量的目标相距甚远。同样根据荷兰环境评估署（PBL）在2015年的预测，在没有清洁能源计划等一系列政策的支持的情况下，美国的温室气体在2030年的净排将放达到52.50亿～64.65亿吨二氧化碳当量，较于按照NDC目标顺延下的41亿吨有11亿～25亿吨二氧化碳当量左右的差距。
美国退出《巴黎协定》将会使得其本国的化石燃料相关二氧化碳的排放在2030年前基本稳定，相比于2005年，2025年和2030年的碳排放量仅下降13.8%，对于总温室气体排放而言，其下降比例则更少，仅为8%左右。考虑到美国碳汇的影响，美国的净温室气体排放量在2025以及2030年约为60亿吨二氧化碳当量，仅仅相对于2005年的水平下降9%左右，大大背离了其之前提交的NDC发展目标。通过美国Current-Policy情景与NDC情景的比较可知，美国退出《巴黎协定》的自身效应将会导致美国2025年和2030年的化石燃料相关二氧化碳排放量分别上升13.31亿吨和18.53亿吨，总温室气体排放量分别上升15.21亿吨和21.54亿吨二氧化碳当量，净温室气体排放量上升14.71亿吨和20.16亿吨二氧化碳当量。如果特朗普政府的政策一直维持下去，到2100年其自身效应的影响将进一步扩大到净温室气体排放量上升36.88亿吨二氧化碳当量的程度。对于累计排放而言，美国退出《巴黎协定》的自身效应将会使得美国在2030年之前累计多排放144.14亿吨二氧化碳当量的温室气体。
