无毒环保的全球首枚液氧甲烷火箭发射入轨,我国自主研发的漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”投入试运行……低碳环保技术越来越多地融入未来重大基础设施建设中。“双碳”战略实施两年多来,开辟出氢能源、锂电池以及新型储能等绿色低碳领域新赛道,同时推动钢铁、电力、化工等传统行业革新技术,实现绿色低碳转型。
使用清洁能源,我们需要哪些关键技术?传统行业低碳转型有哪些路径方案?低碳治理目前取得了怎样的进展,面临怎样的挑战?日前举行的首届浦东新区绿色低碳产业发展大会上,学术界、产业界分别从技术、产业、政策角度展开热烈讨论。
换挡绿色能源,
关键是发展储能装备
根据国家知识产权局最新统计数据,2016年至2022年,全球绿色低碳技术发明专利授权量累计达55.8万件,其中,中国专利权人获得授权17.8万件,占比达31.9%,年均增速达12.5%,明显高于全球2.5%的整体水平。
中国科学院上海技术物理研究所研究员褚君浩院士表示,“双碳”目标的直接指向是改变能源结构,即从主要依靠化石能源的能源体系,向零碳的风力、光伏和水电转换。加快能源结构调整,大力发展光伏等新能源是实现“碳达峰、碳中和”目标的必然选择。
据他介绍,当前低碳技术包括三个方面:减碳技术,指节能减排,如LED照明、煤的清洁高效利用、油气资源和煤层气的勘探开发技术等;无碳技术,包括核能、太阳能、风能、生物质能等可再生能源技术;去碳技术,如二氧化碳捕获与埋存。
据悉,2023年我国光伏行业继续保持良好发展态势。装机规模快速增长,连续10年位居全球第一,新增总装机容量连续8年位居全球第一,今年上半年新增装机达到7842万千瓦,累计装机规模超过4.7亿千瓦。光伏发电已成为我国装机规模第二大电源。
需要注意的是,以太阳能、风能为代表的清洁能源利用虽然是很有效的降碳方式,但清洁能源的存储仍然存在波动性、间歇性、随机性等特征。而钢铁、有色、石化、化工、建材、船舶、电力,这些传统高耗能行业是受到双碳影响最多、影响程度最深的行业,也是实现低碳转型的主战场。
上海电气集团新能源发展部王德元指出,可再生能源稳定可靠供应是上海电气在绿色低碳转型中面临的巨大挑战,需要加快发展多元储能业务,构建起新旧能源组合的新型电力系统。“而在新型储能技术方面,光热源储能、压缩空气储能等技术是从现有传统装备基础上发展起来的。”因此他认为,新旧能源组合可以通过传统制造业转型实现。
据了解,上海电气也正从风、光、储、氢等领域进行布局,着力发展新型能源装备。其中在储能领域,上海电气近年来积极布局压缩空气储能、抽水蓄能、飞轮储能、锂电储能、液流储能等多元储能技术路线,依托综合装备优势构建多元储能产业协同发展生态,全面支撑新型电力系统构建。
根据中关村储能产业技术联盟数据,截至2022年底,中国已投运电力储能项目累计装机规模59.8GW,而抽水蓄能累计装机占比首次低于80%,新型储能继续高速发展,累计装机规模首次突破10GW,达到13.1GW,同比增长128%。新型储能中,锂离子电池占据主导地位,压缩空气储能、飞轮储能、液流电池、钠离子电池等技术路线的项目在规模上也有突破,应用模式逐渐增多。
制造业龙头企业带动
产业链上下游低碳技术升级
能源安全和经济转型需求倒逼企业进行技术升级革新低碳转型。在生产过程中,降低化石能源占比、提高能源利用效率以及实施碳捕捉技术,都是在能源上实现节能减排的有效手段。而制造业的低碳转型不仅体现在生产制造过程中节能减排,也贯穿于原材料生产、供应链体系、终端产品等各个环节。
有“百业之母”之称的化工行业,其低碳发展战略将会对上下游行业起到良好的带动和辐射作用。全球领先的化工公司巴斯夫通过负责任的采购、可再生能源的利用、采用全新的技术和工艺等多种措施减少生产运营中的碳排放。“以我们中国的业务为例,与6年前相比,巴斯夫在中国的销售额增长了60%,但我们在运营中产生的碳排放量减少了19%。”巴斯夫(中国)有限公司首席代表何新源表示。
巴斯夫还开发了一套数字化解决方案,可以计算出45000款在售产品从摇篮到大门的产品碳足迹。为了推动整个化工价值链产品碳排放的透明度和标准化,巴斯夫与供应商客户公开分享了产品碳足迹的计算方法。去年,推动化工供应链可持续发展的全球倡议组织——“携手可持续发展”发布了《产品碳足迹指南》,巴斯夫对该“指南”的制定做出了重要贡献。
值得注意的是,以欧盟碳关税为代表的“碳边境调节机制”也在国际贸易中产生巨大影响。钢铁作为我国制造业31个门类中碳排放量最大行业,其碳排放量占全国碳排放总量的15%左右。全球钢铁产业龙头宝钢股份在今年年中发布的《2021年气候行动报告》中提到欧盟碳关税的影响,按照80欧元/吨二氧化碳征税,公司预估每年会被征收4000万-8000万欧元的碳边境税。
记者了解到,中国钢铁工业龙头企业宝武集团近年来深入推进“双碳”行动,在极致能源效率提升、高炉热态熔渣余热回收技术开发、湛江零碳工厂建设、富氢碳循环氧气高炉研发示范等方面取得了新的进展。
根据《工业和信息化部办公厅关于开展绿色制造体系建设的通知》,绿色制造体系主要包含了4个“绿色”,即绿色工厂、绿色产品、绿色供应链以及绿色园区。记者从首届浦东新区绿色低碳产业发展大会获悉,“十三五”以来,浦东累计创建了39家绿色工厂、8家绿色供应链、22种绿色产品、3个绿色园区,在全市名列前茅。此外,浦东已创建4家零碳工厂、2家零碳园区、1家零碳数据中心,位居全市第一。
碳交易市场、碳排放标准……
低碳治理还在路上
7月16日,全国碳排放权交易市场正式启动上线交易满两周年。截至目前,全国碳市场运行整体平稳有序,减排成效逐步显现,累计成交额超110亿元人民币。
从成效来看,促进企业减排温室气体和加快绿色低碳转型的作用初步显现。根据中国电力企业联合会统计分析,2022年,全国单位发电量二氧化碳排放约541克/千瓦时,比上年降低3.0%;全国单位火电发电量二氧化碳排放约824克/千瓦时,比上年降低0.5%。
据了解,碳排放市场的运作方式,是通过限制企业排放的二氧化碳量创造竞争,以鼓励企业提高能源效率,采用清洁技术。成功减少碳排放的企业可以出售未使用的污染配额;超过排放限制的企业可能就必须得购买更多配额或支付罚款。通过拍卖配额和逐步减少企业被允许排放的污染量,政府可以推动企业主动采用碳减排技术。
专家指出,与发达国家相比,我国减污降碳协同、碳足迹和碳标签在标准建设方面仍不完善。在政府层面,政府一方面可以为技术改造提供一定的资金支持,另一方面可会同相关行业,制定“双碳”目标行业标准,如只有经过技术改造、达到碳排标准的产品,才拥有市场准入权。由此,从引导和限制两方面,促进传统产业的低碳技术升级。
日前,上海市2023年度首批工业通信业碳管理试点名单新近出炉。首批名单中35项试点,涵盖了碳足迹评价与碳标签、数字化碳管理平台、碳管理体系、供应链碳管理、碳标准建设及应用、碳金融产品创新等六大领域。其中,在碳标准建设及应用领域,上海环翼环境科技有限公司的产品分类规则标准建设与应用,可支持数十个行业近万种产品开展产品碳足迹工作。
利用自身信息化产业的优势,浦东还在发力智慧双碳。目前,浦东已推出可整合电力、水务、燃气、政府、社会等多方系统平台数据的“智慧能源双碳云平台”,可实现在线“观碳”“算碳”,并逐步探索双碳评估、零碳园区、绿色金融等应用服务场景。另外,浦东围绕绿色生态相继制定了《上海市浦东新区绿色金融发展若干规定》《上海市浦东新区固体弃物资源化再利用若干规定》《上海市健全浦东新区生态环境保护制度若干规定》等新规。