在冠状病毒大流行期间，每个人都正确地关注于保护生命和生计。我们能同时努力避免下一次危机吗?答案是肯定的——如果我们做的话更大的环境适应力这是我们未来复苏规划的核心，重点关注与投资气候适应型基础设施和向低碳未来过渡相关的经济和就业机会。
适应气候变化是至关重要的，因为麦肯锡全球研究所最近的一份报告这表明，随着未来十年全球变暖不可避免，自然灾害和非线性社会经济动荡的风险正在上升。减轻脱碳导致的气候变化是挑战的另一半。科学家估计，将气候变暖限制在1.5摄氏度将降低引发气候变化最危险和不可逆转影响的几率。
虽然一些分析观点解释了温室气体（GHG）排放是如何进化以实现1.5度的途径，但很少涂料全球业务可能需要采取的行动清晰综合了解。而且很少奇迹：变量范围及其复杂的交互使得任何难度的建模。作为正在进行的研究努力的一部分，我们试图通过分析，分析，全球经济部门所需的变化程度来削减复杂性，以达到1.5度途径。在技术上可行的碳缓解机会 - 在哪些组合和在多大程度上可能让我们呢？
在麦肯锡多行业专家的帮助下，我们还评估了关键的压力点——比如汽车电气化的速度，以及全球能源结构向清洁能源转变的速度。然后，我们构建了一组情景，旨在展示这种权衡:如果一个转变(如可再生能源的崛起)滞后，需要什么补偿性的转变(如增加再造林)才能达到1.5度的路径?
好消息是技术上可以实现1.5度的途径。坏消息是数学是令人生畏的。这样的途径需要在未来十年开始时减少戏剧性排放。本文旨在将其分析调查的输出转化为一系列离散的业务和经济变量。我们的意图是澄清一系列突出的换档 - 包括食品和林业，大型电气化，工业适应，清洁发电和碳管理和市场 - 这需要发生迅速进入1.5-程度途径。
科学家们估计，将全球变暖限制在1.5摄氏度以内，将降低引发气候变化最危险、最不可逆转后果的可能性。
接下来的一切都不是预测。要想达到1.5摄氏度的温度，企业就需要采取重大的经济激励措施，以便迅速大规模地投资于脱碳工作。它还要求个人在一些基本领域做出改变，比如他们所吃的食物和他们的交通方式。为支持所需的资本形成，可能需要一个明显不同的监管环境。因此，我们的分析展示了一幅可能的世界图景，清晰的现实检查了我们离实现这一目标还有多远，并提供了一幅路线图，帮助商业领袖和政策制定者更好地理解和引导未来的挑战和选择。
虽然这看起来很直观，但一开始就值得强调:经济的每一个部分都需要脱碳来实现1.5度的路径。如果任何排放源拖延了行动，其他国家都需要通过进一步减少温室气体来进行补偿，才能达到1.5度的标准。
没有简单的答案
严酷的现实是，延迟是很有可能的。麦肯锡全球能源展望2019:参考案例例如，该报告描绘了基于当前趋势到2050年世界能源系统的面貌，是对可再生能源和电动汽车(EV)采用潜力的最积极展望之一。然而，尽管该报告预测全球石油需求将在2033年见顶，二氧化碳量将大幅下降2排放量，它指出了“1.5度甚至2度的场景仍然很远”（展览1）。同样，麦肯锡未来移动中心（MCFM） - 预示着戏剧性的转折点我们的分析发现，到2030年，要实现1.5度路径，电动汽车的渗透率将达到一定水平。MCFM的分析也强调了一个相关的挑战:需要从“井到轮”的角度来考虑，不仅要考虑车辆的动力源，还要考虑这种动力源的可持续性。
鉴于这些不确定性和相互依赖性，我们创建了三种潜在的1.5度路径方案。这使得我们可以在不具有预测性的情况下，考虑到一些最大的温室气体来源(例如，发电和运输)脱碳速度的灵活性(见侧栏“关于研究”)。我们发现，所有这些情况都意味着需要立即采取全面行动，以大幅减少温室气体排放。第一种设想是全面、深入地削减所有部门的排放;第二种假设是，石油和其他化石燃料将在更长的时间内继续在交通运输中占据主导地位，积极的植树造林将吸收多余的排放;第三种情况假设煤炭和天然气继续发电的时间更长，而更有活力的重新造林可以弥补赤字(见下文互动)。
在不确定性紧迫性
这些场景代表了严格的、数据驱动的脱碳挑战快照，而不是预测；现实可能会完全不同。不过，这一隐含的权衡突显出，1.5度的路径与全球经济目前的轨迹有多么明显的背离。保持在1.5摄氏度将要求从2018年起将所有未来的二氧化碳净排放量限制在570亿吨（Gt），到2050年达到净零排放(图2)。这是一座多大的山?按照目前的速度，到2031年，全球将超过570亿吨的目标。尽管570 - gt碳预算的“过度”是常见的许多分析,我们避免了这些场景:过度的温度的影响,从而引发气候反馈,以及负排放,降低温度的效果,unknown-multiplying不确定性在任何这样的场景。
和CO2只是图片的一部分。尽管从1850年归因于二氧化碳，但自1850年以来的75％的观察变暖，其余的变暖与甲烷和一氧化二氮等其他温室气体有关。事实上，甲烷的效力是CO的86倍2在20年的驾驶温度上升过程中，尽管它在大气中停留的时间要短得多。因此，我们的分析涵盖了所有三种主要的温室气体:二氧化碳、甲烷和一氧化二氮。我们的设想意味着净二氧化碳排放量将减少50%以上2到2030年(相对于2010年的水平)在该时间框架上减少了其他温室气体的约40％。
所有这一切的含义是，要达到1.5度的路径，需要迅速采取行动。我们的设想反映出，在未来10年里，全球温室气体排放量必须出现最大幅度的下降。如果没有全球的、全面的和近期的行动，1.5度的气候变化路径可能无法实现。
无论如何，向1.5度路径的转变将以五大商业、经济和社会转变为基础。每一次转变就其本身而言都是巨大的，而且它们之间的相互依赖关系将是错综复杂的。这使得理解这些权衡对商业领袖至关重要，他们可能会比其他人更多地参与其中，但很可能体验过所有这五种。
尽管人类造成的气候变化的开始通常可以追溯到工业革命，但要成功应对它，就需要认真审视一切，包括基本要素，如覆盖地球的树木，以及我们所吃的食物以及种植和供应这些食物的系统。
改变我们吃什么，如何耕种，以及我们浪费了多少
世界粮食和农业系统的生产力非常高，这在很大程度上要归功于始于上世纪60年代的绿色革命，它通过机械化、施肥和高产作物品种提高了产量。然而，现代农业实践已经消耗了二氧化碳2在土壤中，尽管一些CO2被作物和植物吸收，农业仍然是CO的净排放国2．此外，农业和食品系统产生有效的温室气体甲烷和氧化物 - 这意味着这一关键体系的占全球温室气体排放的20％每年。此外，人口增长，新兴市场的人均食品消费量，以及各地的饮食中的肉类持续份额意味着农业排放量达到2050年增加约15％至20％，全球饮食和食品生产实践的变化缺席．
牲畜的困境。农业排放的最大来源——近70%——来自反刍动物肉类的生产。来自牛肉和羊肉的动物蛋白是温室气体最密集的食物，与生产有关的排放是家禽或鱼类的10倍，是豆类的30倍。罪魁祸首吗?肠内发酵牛、羊等动物消化过程中固有的肠内发酵事实上，如果把世界上的奶牛在排放数据中划分为一个国家，奶牛的温室气体排放(以甲烷的形式)的影响将超过除中国以外的其他国家。
实现1.5摄氏度路径所需的减排，将意味着巨大的饮食转变:将反刍动物蛋白质在全球蛋白质消费结构中的份额减少一半，从目前预测的2050年的约9%减少到2050年的约4%。
即使算上正在进行的植树造林工作，每年毁林的面积也接近希腊的大小。
改变系统。农业系统本身也需要改变。即使食用动物蛋白质急剧下降，在1.5度世界中，剩余农业生产的排放也需要下降。
新的种植方法会有所帮助。以大米为例，大米目前占农业总排放量的14%。间断性的淹水灌溉稻田是一种常见的传统种植方法——淹水可以防止杂草导致大量甲烷排放当有机物腐烂时。要达到1.5度的升温路径，新的种植方法必须得到普及，到2050年将水稻种植产生的甲烷排放强度减少53%。
最后，目前全球约三分之一的粮食产量在生产中损失或在消费中浪费。要实现1.5度的路径，到2050年这一比例不能超过20%。控制浪费可以减少与种植、运输和冷藏食物相关的排放，而这些食物最终会被浪费，同时也可以减少被浪费食物中有机物分解时释放的甲烷。
停止砍伐森林
砍伐森林——通常与农业生产有关，但也不完全如此——是最大的二氧化碳排放源之一，占全球CO的近15%2排放。滥伐森林的巨大影响源于这样一个事实:砍掉一棵树补充.对大气的排放(今天大多数森林砍伐涉及清除和燃烧)和删除这棵树有可能成为碳汇。
即使算上正在进行的植树造林工作，每年毁林的面积也接近希腊的大小。实现1.5度的路径将意味着大幅减缓这一速度。到2030年，如果所有化石燃料的排放都迅速减少(就像我们的第一种设想)，经济的所有部门都在快速脱碳，森林砍伐仍需要减少75%左右。在另外两种情况下，减少森林砍伐有助于抵消其他地区较慢的脱碳速度，森林砍伐最早需要在2030年几乎停止。任何一种结果都需要一系列超出我们分析范围的行动(包括监管、执行和激励措施，如向农民支付机会成本)。
电气化对交通和建筑来说是一个巨大的脱碳驱动因素——它本身就很强大，再加上诸如增加公共交通使用和建造或改造更高效的建筑这样的辅助性变化。
电气化的道路运输
道路运输部门——客车、卡车、公共汽车以及两轮和三轮车辆——每年排放的二氧化碳占总量的15%。如今，该行业使用的几乎所有燃料都以石油为基础。为了脱碳，这个行业需要迅速转向更清洁的能源，在我们模拟的场景中，主要是电力，并利用可持续生产电力的电池或可持续生产氢的燃料电池为电动引擎提供动力。(生物燃料还将促进公路运输。这些燃料的作用将在后面讨论。)
在我们的第一种方案(快速减少化石燃料)中，通过向混合电池和氢燃料电池驱动的电动汽车的快速迁移，并通过深入的可再生能源渗透来支持，道路交通可以达到1.5度的路径。到2030年，内燃机汽车的销量将不到全球销量的一半，到2050年将完全淘汰。
这些转变反过来又会促使电池需求快速增长，挑战该行业更快地扩大规模，提高其可持续性。
平稳过渡的一个杠杆是通过政策减少个人车辆的总行驶里程，这些政策鼓励私人车辆的使用，例如禁止在市中心开车，对每英里行驶的车辆征税，以及鼓励使用公共交通工具。到2030年，这些措施将使乘用车的行驶里程减少约10%。
可以肯定的是，这种情况下的变化速度是惊人的(电动乘用车的销量，例如，在2016年到2030年之间，需要每年增长近25%)。尽管如此，这项任务的范围对全球oem厂商来说是熟悉的，它们自己也一直在优先考虑转移到电气化．
如果道路运输的电气化仍然是积极的，但更为渐进的，具体地说，如果内燃机车的销售在2030年仍占到总销售的一半以上，正如我们在第二个场景中所假设的那样，该怎么办？在这种情况下，达到1.5度的路径将需要惊人的一氧化碳水平2这意味着需要以前所未有的水平重新造林，以弥补差异，我们将在后面说明。
电气建筑
电气化还可以帮助建筑物脱碳2排放量约占全球总量的7%。通常依赖天然气、燃油和煤炭等化石燃料的空间和热水是主要的排放源。到2050年，在那些可行的住宅和商业建筑中通电这两个过程将使他们2016年的热量排放减少20%(如果电力来自清洁能源的话)。通过扩大使用集中供热而将氢气或沼气混合到用于烹饪和取暖的燃气网络中，建筑部门可能会减少近40%的排放。在我们快速减少化石燃料的设想中，两者都需要达到1.5摄氏度的路径。
在这三种情况下，使用电力供暖的家庭比例必须从目前的不到10%增加到2050年的26%。为了充分利用电供暖，建筑需要用更新、更高效的技术取代传统的供暖设备。改善绝缘和家庭能源管理也将是必要的，以最大限度地发挥电加热的好处，并使2050年进一步减少排放。
好消息是，电力技术已经有了规模，而且它们的经济效益往往是积极的。然而，较高的前期成本、较长的回报时间和市场效率低下的组合往往阻碍消费者和公司采取行动。此外，目前安装的(但效率较低的)设备的平均寿命可以长达几十年，这使得惯性对许多资产所有者具有吸引力，而广泛转向电加热更具挑战性。
电气化的作用不能仅限于建筑和汽车。它需要扩展到广泛的行业，作为一系列运营适应的一部分，这将是实现1.5度路径的一部分。
电气行业
建筑业、食品业、纺织业和制造业等需要中低温热能的工业子部门需要相对快速地加快其业务的电气化。到2030年，中低温工业90%以上的减排依赖于清洁能源发电。总的来说，到2050年，这些行业将需要两倍于当前水平的电力化（从2016年的28%到2050年的76%），才能实现1.5度的通道。有关工业电气化经济的更多信息，请参阅“混合设备:工业电气化的第一步。“
对于需要高温的过程工业，如钢铁或水泥，电气化将更加困难2发射器)。这些分部门，以及其他像化学、采矿、石油和天然气等同样具有挑战性和昂贵的脱碳工作，将重视效率的努力(包括回收和替代材料的使用)，并将严重依赖氢和清洁燃料的创新。
提高工业效率
全面来说，拥抱循环经济和提高效率将使各行各业都能减少温室气体排放，降低成本，提高性能(见侧栏“避免碳就是减少碳”)。例如，到2050年，近60%的塑料消费可以由回收的材料．类似地，钢铁制造商或许可以通过进一步利用废钢来减少温室气体排放，目前废钢占钢铁产量的近三分之一。与此同时，水泥制造商需要减少目前的CO2排放量占全球二氧化碳排放量的6%2通过一系列短期效率的提高，包括更多地使用先进的分析方法，到2030年，排放量将增加7%以上。
解决甲烷
另一项重大的适应措施是“逃逸甲烷”，即通过石油和天然气公司以及煤矿公司的活动释放的天然气(见表3)。每个公司都需要解决这个问题，以达到1.5度的路径。
对于石油和天然气公司来说，甲烷是温室气体的最大贡献者。正如我们的同事所写的那样，好消息是，尽管消除逸出甲烷是一项挑战，但许多减排方案都是可行的，而且往往具有良好的经济效益(更多信息，参见“应对大型石油公司的脱碳挑战”).
与此同时，煤矿在地下作业时也会释放这种气体。收集甲烷(并利用它发电)的解决方案是存在的，但通常没有实施。此外，对所有类型的地雷没有现成的解决办法，而且投资在许多情况下是不经济的。
广泛的电气化将对电力部门产生巨大影响。据我们估计，到2050年，电气化至少将使电力需求增加两倍，而如报告所述，电力需求将增加一倍2019年全球能源展望:参考案例。电力系统必须脱碳，以便下游用户——从工厂到电动汽车车队——能够充分发挥自身的脱碳潜力。因此，可再生发电是1.5度之谜的关键部分。但这并不是唯一的一块:考虑到氢分子作为一种能源的多功能性，扩大氢市场至关重要。扩大生物能源的使用也很重要。
可再生能源
用可再生能源替代热资产需要大幅提高风力涡轮机和太阳能电池板的制造能力。到2030年，太阳能和风能的年发电量将分别是目前水平的8倍和5倍。
它还需要大量减少燃煤和燃气发电。事实上，在我们快速减少化石燃料的情况下，要想保持1.5摄氏度的增长速度，到2030年燃煤发电需要减少近80%。即使是在煤炭和天然气发电时间更长的情况下，到2030年减排也需要达到约三分之二。这种转变的规模无论怎么强调都不过分。如今，煤炭占全球发电总量的40%左右。更重要的是，到2030年，天然气的发电量必须减少20%到35%。目前，全球近四分之一的电力来自天然气。
在我们快速减少化石燃料的设想下，要保持1.5摄氏度的气温，到2030年，燃煤发电需要减少近80%。
向可再生能源的快速迁移将带来独特的地区挑战，最明显的是需要在没有阳光和没有风的时候匹配供需。在短期内，现有方法的混合可以帮助实现日常和季节性的负载平衡，尽管最终需要氢、碳捕获和存储等新兴技术，以及更高效的远程传输，以达到1.5度的路径。
生物能源
增加使用可持续来源的生物能源——例如生物煤油、沼气和生物柴油——在任何1.5度的路径方案中都是必需的。我们的方案接近生物能源的保守性(减少约2%的二氧化碳2需要到2030年达到1.5度的路径)。在此期间，其最紧迫的任务将是在航空和海洋运输中取代石油基燃料，在此之前，可持续来源的合成燃料将占更大的份额。尽管如此，任何生物能源的扩大都需要承认土地使用的现实，也需要在对可持续能源的渴望和养活不断增长的世界人口的基本人类需求之间取得平衡。
氢
由可再生能源产生的氢气，也就是所谓的绿色氢气，在任何1.5度的温度下都会发挥巨大的作用。”“蓝色氢”，它是用天然气和由此产生的一氧化碳产生的2通过碳捕获和存储储存的排放也会发挥作用。这是因为约30％的能量相关的CO2跨行业的排放很难仅靠电力来减少——例如，因为炼钢等行业对热量的要求很高。氢的潜力在炼钢和化学工业中最强;运输部门的航空、海运和短途卡车运输;石油和天然气供暖的建筑;峰值发电。此外，绿色氢在水泥、制造业、乘用车、公共汽车和短途卡车以及住宅建筑等一系列其他领域至少有一些潜力。扩大氢市场的规模需要全面的努力，从建立储存和分发氢的配套基础设施到建立新的技术规范和安全标准。欲了解更多信息，请参见氢理事会2017年报告，氢缩放：全球能源转型的可持续途径．
深度脱碳也需要采取重大措施，要么从产生碳的地方捕获碳(如氨生产设施或火电厂)，要么从大气中去除二氧化碳。目前，不可能绘制不去除CO的1.5度路径图2来抵消正在进行的排放。数学根本行不通。
碳捕获、使用和储存
开发新生的碳捕获，使用和储存（CCU）行业对剩余的1.5度途径至关重要。最简单的条款，这套技术收集了CO2在源头(比如，从工业地点)。CCUS将通过压缩、运输、或将二氧化碳储存在地下或将其用作产品输入来防止排放进入大气。
在第一种情况下，更快速的脱碳情景，CO的数量2到2050年，每年通过CCUS捕获的排放量必须比2016年的水平增加125倍以上，以确保排放量保持在1.5度的预算范围内。这是一个很高的要求，超过了麦肯锡研究人员一直在调查CCUS的挑战和潜力的相对乐观的预测，这表明需要更多的创新和监管支持才能发挥核心作用。
基于技术的二氧化碳的去除
同时减少有限公司2排放是达到1.5度路径的关键部分，它本身是不够的。额外的二氧化碳需要从大气中去除。二氧化碳去除包括捕获并永久封存CO2通过以自然为基础的解决方案或依靠技术的方法，这些已经被释放出来，这些方法虽然有希望，但还处于起步阶段。后者的例子包括直接空气捕获(这是在冰岛的一个试验工厂运作)．
在尺度上重新造林
然而，即使是这些技术的极其乐观的情景，我们仍然需要大规模，自然为基础的二氧化碳去除，这被规模证明：这是树木和植物一直在数百万年的时间。在未来十年中，需要大规模的全球动员来重新造林，以实现1.5度的途径。在我们的场景中，重新造林代表了弥补难以减少的扇区的关键杆，特别是对于2030年前的排放。
不排除二氧化碳以抵消持续排放的1.5度路径是不可能的。数学根本行不通。
从现在到2030年，我们模拟的所有情景都需要快速植树造林。在这一年的最高峰时期，一个面积相当于冰岛的地区每年都需要植树造林。到2050年，除了几乎避免砍伐森林和替换因火灾而失去的森林区域外，世界还需要重新造林3亿多公顷（7.41亿英亩），这一面积几乎是美国的三分之一。正如我们早些时候指出的那样，如果运输或发电部门的脱碳速度比我们设想的要慢，那么重新造林的速度就需要更快。在这种情况下，到2030年，每年所需的重新造林面积需要接近意大利的一半。
这有多可行?的必要的土地似乎可用。在中国的大规模重新造林中达成了更小的规模。碳偏移市场可以帮助催化重新造林（和创新）。也就是说，很难想象在规模上或在本文中描述的节奏中进行重新造林，缺乏协调的政府行动 - 在情景本身中描述的轮换之上。
这五个转变是否成为有序过渡到脱碳全球经济的建筑块？或者将对他们的进展缓慢成为一个警告标志，即气候在未来几年中迅速变化？在今天不可知的同时，这些问题的答案可能会在很短的时间内出现。And if the global economy is to move to a 1.5-degree pathway, business leaders of all stripes need knowledge of the shifts, clarity about each one’s relevance to their companies, insights into the difficult trade-offs that will be involved, and creativity to forge solutions that are as urgent and far-reaching as the climate challenge itself.
作者要感谢Sophie Bertreau、Suyeon Choi、Luc Oster-Pecqueur、Diana Ostos、Andres Palacios和Thomas Vahlenkamp对本文的贡献。
