2021-4-5 11:33 來源: 南方能源觀察 |作者: 廖宇
突然一下火起來的碳中和,點亮了中國的股市。上一次能源電力板塊這么興奮的時候,還是2015年3月電改9號文發(fā)布,帶出的“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念。
碳中和不是某個行業(yè)的改革,也不是一個國家的頂層設計,而是全世界當下重金構建的話語體系。
目前各國都在積極展開“宣告”,美國、德國和日本宣告的都是2050脫碳。
那么他們的碳中和計劃和中國有什么不同呢?
我們先來看看各自的表述:
美國:到2035年,通過向可再生能源過渡實現(xiàn)無碳發(fā)電;到2050年,讓美國實現(xiàn)碳中和。為此投入2萬億美元。
德國:到2038年,德國不再擁有火電。到2050年,德國實現(xiàn)溫室氣體零排放。
中國: 2030年碳達峰,2060年碳中和。
讓我們先把幾個不同的概念捋一捋。
碳達峰
二氧化碳排放不再增長,達到峰值之后再慢慢消減
碳中和
二氧化碳排放通過二氧化碳去除技術應用達到平衡
凈零排放
所有溫室氣體排放量與溫室氣體清除量達到平衡
氣候中性
一個組織的活動對周圍氣候系統(tǒng)沒有產(chǎn)生凈影響
這里,我們還要追加一個概念,什么是溫室氣體?
溫室氣體
大氣中吸收和重新放出紅外輻射的自然和人為的氣態(tài)成分,包括二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、氫氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)和三氟化氮(NF3)。
平心而論,氣候中性是最頂級、最嚴苛的概念,近似于天空中飛過的一只鳥,不呼吸、不排泄,還不帶來一絲風。
僅從字面上看,似乎很難發(fā)覺德國、美國與中國碳中和的差別,但是最近玩命漲停的股市卻讓這個問題變得非常妖嬈:為什么漲停的都是高排放企業(yè)?
難道這些企業(yè)不是即將被“摁死”在2030年前嗎?參股碳交易中心,設立碳管理公司,購買了碳排放配額,他們就可以拿到“免死金牌”?
同樣是排碳大國,世界公認的資源浪費大國美國,其實與中國的碳中和最大的不同就在于:他們回避了碳高峰這個問題。
美國的能源結構里,煤電大概只有不到四分之一,所以要達到宣布的2035年全部使用新能源發(fā)電的目標,其實并沒有那么艱難。即使是新能源已經(jīng)超過50%的德國,因為和中國同樣擁有很多煤電,也不得不把火電完全退出設置在2038年。從理論上來講,碳達峰實際上代表的是和碳中和完全不一樣的邏輯路徑。
碳達峰的意思是,如果只設置時間點但不設置峰值,那么這個“到達”其實是一種延遲,但是如果設置了峰值卻沒有時間點,那么這個到達就是一種緩沖。換句話說,在時間點和峰值這兩個維度取得的最優(yōu)設置,會讓整個系統(tǒng)的變化更加凸顯必然性而回避突然性。
在2030年碳達峰以前,其實人們要做的就是不斷地安裝新能源,甚至是不計代價地完成增長。這就如同當年使用計劃生育基本國策來控制人口高峰類似,雖然準備時間倉促,對復雜性缺乏耐心,中國的碳達峰計劃還來不及制定明確的排放系數(shù),甚至無法在總量上分門別類地設定邊界,但至少給一個板塊帶來了前所未有的機遇:數(shù)字化。數(shù)字化可以幫助建立碳達峰模型,對如何描述、控制碳排放建立起可量化的模型描述,在提前時間達峰和消減峰值總量兩個維度進行優(yōu)化決策,智能化實現(xiàn)能源生產(chǎn)系統(tǒng)的交互。
實現(xiàn)碳達峰的途徑主要包括電力生產(chǎn)清潔化,發(fā)展智慧城市提高能源利用率,交通和工業(yè)的電動化、氫能化等綜合能源利用,以及碳捕捉等。從電源側來看,新能源主要轉(zhuǎn)化為電能使用,要實現(xiàn)碳達峰,就要大力發(fā)展清潔能源的高效利用。從用能側來看,隨著分布式能源系統(tǒng)、電動汽車等交互式能源設施廣泛接入,各種新型能源需求不斷涌現(xiàn)。此外,儲能技術發(fā)展迅速,未來也將從源網(wǎng)荷各個環(huán)節(jié),深刻影響電力系統(tǒng)運行。而數(shù)字化是由數(shù)字化模型、方法和工具構成的綜合系統(tǒng),包含仿真和3D虛擬現(xiàn)實可視化,通過連續(xù)、不中斷的大數(shù)據(jù)管理集成系統(tǒng)。智能生產(chǎn)是在數(shù)字化的基礎上,利用物聯(lián)網(wǎng)技術和監(jiān)控技術加強信息管理服務,提高生產(chǎn)過程可控性、減少生產(chǎn)線人工干預、優(yōu)化生產(chǎn)決策。通過人與智能機器的合作,去擴大、延伸和人機智能一體化。數(shù)字化和電氣化基本上是碳達峰前最重要的實踐邏輯。
這就讓我們能更好地理解能源企業(yè)近期為何要傾盡所有投資新建云平臺、數(shù)字電廠、AI區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)中臺——借助碳達峰來促進中國的制造業(yè)完成一場不啻于辛亥革命的信息化改造。
但到了2030年之后,人們的邏輯就要發(fā)生很大的一個變化。
走向碳中和的后30年,人們不再考慮如何處理二氧化碳及其他廢棄物,而是將其所有產(chǎn)物均視為可交易的用于創(chuàng)造經(jīng)濟價值的資源,去形成新的合作伙伴關系和市場。由此,用數(shù)字化的方式去形成一個更加清潔、循環(huán)的全新數(shù)字經(jīng)濟模式。從這里引申開來,碳中和不僅僅是中和碳,數(shù)字電網(wǎng)因此也不僅僅是電網(wǎng)的數(shù)字化,而是借用碳和數(shù)字化來構造一個全新的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
所以在未來的數(shù)字化電網(wǎng)中電腦、機器和電器之間可以互相交流。他們每一個都可以通過建立的網(wǎng)址被單獨控制。這里所有基本的電器和機器,從光伏設備到電動汽車,都必須使用共同的語言。數(shù)字電網(wǎng)是以云技術等新一代數(shù)字技術為核心驅(qū)動力,以數(shù)據(jù)為關鍵生產(chǎn)要素,以現(xiàn)代電力能源網(wǎng)絡與新一代物聯(lián)網(wǎng)、信息網(wǎng)絡為基礎,通過數(shù)字技術與能源企業(yè)業(yè)務、管理深度融合,不斷提高數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化水平而形成的新型能源生態(tài)系統(tǒng)。數(shù)字技術的深入應用,可實現(xiàn)對可再生能源出力及供電負荷精準預測,實現(xiàn)分布式能源供需就地平衡,提高可再生能源消納能力。數(shù)字電網(wǎng)與智慧城市對接,還可發(fā)揮電力數(shù)據(jù)在城市治理、政策制定、宏觀經(jīng)濟等方面的作用。同時,儲能產(chǎn)業(yè)的應用也將提升電網(wǎng)對新能源的消納能力,并降低電力傳輸損耗。
之后在一個智能的能源系統(tǒng)中,參與者測量自己的電力需求并傳達給系統(tǒng),他們了解自己目前和預計使用的電力產(chǎn)品,還會把不斷更新中的電價做比較——而且盡可能是自動的。
這樣的一個未來能源系統(tǒng),我們可以用一句話來描述:風光氫儲充一體化。靈活性、移動性、分散性成為基礎,能源安全不被認為再是重要的外交措辭,因為這一切必然是跨國界超主權的,就如同比特幣會在后面幾十年對金融界做的改造一樣。難道數(shù)字化只能為中心化服務嗎?
未來的能源系統(tǒng)是由風光氫能構成的零碳能源生產(chǎn)體系和綠氫綠氨用電戶構成的儲充用一體數(shù)字化控制的消費體系。
來源:BEDW2021年會Enertrag公司年報
因此我們可以清晰地判定,美國的碳中和路徑更多地需要放在用能這一側,而中國似乎需要更加艱巨的面對能源供給側帶來的挑戰(zhàn),德國則不得不在保證強大的制造力的同時,以忽略核電、水電的方式為需求側的能效管理帶來強大的互動性。
毫無疑問,碳中和這樣的政策會給全行業(yè)帶來巨大的變化和挑戰(zhàn)。一些美國、德國、日本的公司正在樹立實現(xiàn)碳中和的信念。
來源:蘋果公司網(wǎng)站
2020年7月,蘋果公司宣布他們已經(jīng)在全球的運營中取得碳中和。同時公司計劃到 2030 年,為整個業(yè)務、生產(chǎn)供應鏈和產(chǎn)品生命周期實現(xiàn)碳中和。Apple 目前在全球公司運營方面已經(jīng)實現(xiàn)了碳中和。新承諾意味著到 2030 年,每一部售出的 Apple 設備都不會造成任何氣候影響。
很顯然,因為碳中和,蘋果將來會為了它的數(shù)據(jù)中心和工廠而成為全球最大的新能源投資運營商。而蘋果的客戶和供應商們也會因此而成為零碳計劃的追隨者,這個時候只要蘋果宣布提供某一個區(qū)塊鏈碳足跡服務,這些人的所有生存環(huán)節(jié)都將被數(shù)字化記錄和監(jiān)測。
蘋果不會把自己變成一個種樹的公司,但它一定會用它的系統(tǒng)讓這件事被它的客戶們做掉——比如通過蘋果上周發(fā)布的47 億美元綠色債券項目。
在這件事上,蘋果的確是美國公司的表率,但是很顯然還不夠直接。
更直接的是一家德國公司,也是德國首富旗下的企業(yè)——德國最大的連鎖超市ALDI阿迪超市。這家擁有2000家分店的德國企業(yè)用最簡單的方式實現(xiàn)碳中和:在自己的超市屋頂安裝光伏,停車場里安裝充電樁,采取虛擬電廠運營自己的儲能和冰柜,讓物流車被氫能和電動卡車取代。
來源:德國Aldi公司網(wǎng)站
在不開門的周日,阿迪超市就是附近村落的發(fā)電廠和充電站。
來源:德國Aldi公司網(wǎng)站
阿迪超市為這種商業(yè)模式買單的理由只有一個:因為這樣其實降低了它的能源費用,提升了公司管理效率。當然,這是在運營能力和碳中和的執(zhí)行力到達了一定水平之后才能實現(xiàn)的。
像這樣的德國公司還有很多,但是從示范效果來講,還是一家日本公司更值得鑒賞。
來源:日本武田株式會社網(wǎng)站
武田藥品工業(yè)株式會社2019財年在價值鏈上實現(xiàn)了碳中和。為達成此重要成就,武田采取了多種行動:在公司內(nèi)部持續(xù)推行能源節(jié)約措施;倡導綠色能源采購;投資可再生能源認證;積極參與高質(zhì)量碳補償項目并通過驗證。
武田能實現(xiàn)上述目標,一個重要原因是:該公司在12個國家資助了超過30個可再生能源和碳補償項目。這些項目的目標包括鼓勵利用風能和太陽能、確保清潔水供應、保護森林和生物多樣性等。在聯(lián)合國的17個可持續(xù)發(fā)展目標中,上述項目共覆蓋了15個。這些項目不僅讓當?shù)厣鐓^(qū)受益,同時將協(xié)助打造一個更加可持續(xù)化的未來。所有碳補償項目都需要滿足嚴格的評估標準,包括附加性、可衡量性、透明度、注冊和第三方驗證等。
武田資助的項目包括:
馬拉維清潔飲水項目——通過鉆探新水井及修補破損的舊水井,為社區(qū)提供安全飲用水,減少用于燒水和凈化水的木柴用量。
美國工作林地計劃(Working Woodlands Program)——保護位于美國田納西州東北角的8600多英畝林地,改造為私人公園,吸引人們前來美國的這一低收入地區(qū)開展休閑旅游。
日本森林管理項目——在日本通過可持續(xù)林業(yè)管理實踐,支持自然碳匯并提升本地空氣質(zhì)量。
中國太陽能灶項目——資助偏遠地區(qū)農(nóng)戶安裝太陽能灶,替代用于做飯和燒水的煤燃料,幫助改善室內(nèi)空氣質(zhì)量。
印度太陽能項目——支持發(fā)展太陽能照明和熱水采暖,替代印度各邦普遍使用的化石燃料。
與很多喜歡回購股份、投資地產(chǎn)、并購整合的會賺錢的公司不同,武田這家生物制藥公司最讓人佩服的其實是:它已經(jīng)240歲,但是依然沒有以傳統(tǒng)公司自居,在環(huán)保領域的創(chuàng)新令人嘆為觀止。
碳中和真正的發(fā)力之處,是在用戶消費側,在于對話語體系的堆砌,在于數(shù)字化模型的構建。
在2020年到2050年間,將有70萬億元左右的基礎設施投資被直接或間接地撬動,包括發(fā)電側大量的光伏和風電裝機、容量持續(xù)增長的跨區(qū)輸電通道、數(shù)量在千萬量級的5G基站建設、物聯(lián)網(wǎng)相關基礎設施、交通領域加氫站和電動車充電站的加速布局,以及高鐵、城際鐵路的大規(guī)模擴展等。
這一切真正的改變,從某個能耗企業(yè)愿意拿1000萬出來投光伏儲能能效平臺,愿意在網(wǎng)站上每年更新環(huán)境責任報告,愿意設置首席能源官,愿意給每個員工配電動車充電樁開始。
邁向2030,中國的改變必然讓世界矚目。