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国际能源署的分析显示，全球二氧化碳排放量增加了20多亿吨，以绝对值计算是历史上最大的，超过了前一年大流行导致的下降。
2021年，恶劣的天气和能源市场条件(尤其是天然气价格的飙升)加剧了能源需求的复苏，尽管可再生能源发电实现了有史以来最大的增长，但这导致了更多的煤炭燃烧。
全球二氧化碳排放量和能源需求数据基于 IEA对各个地区和燃料的详细分析得出的，这些分析依据的是最新的国家官方数据以及公开的能源、经济和天气数据。结合IEA上月发布的甲烷排放估计，以及一氧化二氮和燃除相关的二氧化碳排放估计，新的分析表明，能源领域的总体温室气体排放在2021年上升到有史以来的最高水平。
2021年，煤炭占全球二氧化碳排放总量增长的40%以上，达到153亿吨的历史最高水平。天然气的二氧化碳排放量反弹至75亿吨，远远高于2019年的水平。由于 2021 年全球运输活动（主要是航空业）的复苏有限，石油产生的二氧化碳排放量为 107 亿吨，远低于大流行前的水平。
尽管煤炭使用量出现反弹，但2021年可再生能源和核能在全球发电中所占份额高于煤炭。基于可再生能源的发电量达到了历史新高，2021年超过了8000太瓦时(TWh)，比2020年的水平高出了创纪录的500太瓦时。风能和太阳能光伏发电量分别增加了270太瓦时和170太瓦时，而水力发电由于干旱的影响而下降，尤其是在美国和巴西。
由于天然气价格创纪录高位，2021年煤炭发电的使用量有所增加。在2021年的大部分时间里，美国和许多欧洲电力系统现有燃煤电厂的运营成本大大低于天然气电厂。天然气转煤炭使全球发电的二氧化碳排放量增加了1亿吨以上，尤其是在美国和欧洲，天然气和煤炭发电厂之间的竞争最为激烈。
