數(shù)字化領(lǐng)航 | “雙碳”與數(shù)字化融合 催生產(chǎn)業(yè)變革和投資機會
“雙碳”目標一方面將改變行業(yè)的供需、產(chǎn)業(yè)鏈等,另一方面也會促進企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展模式以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。作為“雙碳制造中嚴格執(zhí)行國家相關(guān)要求,積極參與綠色標準的制定。
當今人類活動所導(dǎo)致的溫室氣體排放與日俱增,致使全球氣候變暖,由此給人類的生存環(huán)境帶來極大的不確定性。減少人類活動的碳排放,實現(xiàn)碳中和,已經(jīng)成為全球各國的主流共識。在碳中和的趨勢下,世界各國又一次站在了能源革命的轉(zhuǎn)折點,相關(guān)產(chǎn)業(yè)將迎來深刻變革和轉(zhuǎn)型發(fā)展。
為什么要強調(diào)“雙碳”
“雙碳”是“碳達峰、碳中和”兩者的簡稱。碳達峰就是指碳排放達到峰值,一個經(jīng)濟體(或地區(qū))二氧化碳年排放量達到最大,之后年排放量進入平穩(wěn)期,并逐步進入負增長。碳中和是碳排放量等于碳吸收的量,并不是指我們從此以后不再排放碳。
工業(yè)革命以來的短短200多年時間里,人類通過燃燒化石燃料,向大氣層釋放了地球經(jīng)過數(shù)億年才累積在地殼內(nèi)部的碳資源。隨著大量的二氧化碳等溫室氣體被釋放到空氣中,地球的平均溫度越來越高。相比工業(yè)化之前,全球平均溫度因人類行為升高至少1攝氏度。地球變暖導(dǎo)致各種災(zāi)難更加嚴重,例如炎熱的天氣將會增加;冰川融化,海平面逐漸上升;颶風和暴雨將越來越猛烈;山火變得更頻繁更具破壞性;生物的多樣性遭到毀滅性破壞等等,在人類生活的時間尺度上,這些劇烈變化將嚴重影響人類的生存。
全人類對溫室氣體導(dǎo)致氣候變化的問題越來越重視,減少溫室氣體的排放以應(yīng)對氣候變暖已逐步成為世界范圍內(nèi)的共識,美國、日本和歐盟提出2050年前達到碳中和。
控制全球溫升關(guān)乎全體人類的共同利益,是“碳中和”的根本目的。對于中國,把握雙碳戰(zhàn)略的主動權(quán),不僅關(guān)乎提升能源安全性,還將驅(qū)動制造業(yè)升級、綠色可持續(xù)發(fā)展,從而改善我們的生活環(huán)境。
圖1 世界主要國家(地區(qū))碳排放量圖
實現(xiàn)雙碳目標是我國未來幾十年的重大戰(zhàn)略任務(wù)?!疤歼_峰”是實現(xiàn)“碳中和”遠景目標的關(guān)鍵性節(jié)點,如圖1所示,碳達峰的時間和峰值高度直接影響碳中和實現(xiàn)的時間和難度,碳達峰時間越早,留給實現(xiàn)碳中和的時間域量越大;碳峰值越小,實現(xiàn)碳中和難度就越小。因此碳達峰是碳中和的先導(dǎo),降碳將貫穿在整個過程中,所以,我們需要直接將目標集中在碳中和上。
“雙碳”引起廣泛產(chǎn)業(yè)變革
“雙碳”戰(zhàn)略目標展示了中國綠色發(fā)展的決心,也對國家未來能源消費的結(jié)構(gòu)提出了巨大挑戰(zhàn),必然倒逼高碳產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行變革和升級,將推進能源生產(chǎn)、能源消費向著清潔低碳的方向轉(zhuǎn)變,推動工業(yè)革命、能源革命、技術(shù)革命和消費革命四大革命實現(xiàn)持續(xù)突破,形成新的產(chǎn)業(yè)循環(huán)發(fā)展體系,進而影響到社會經(jīng)濟體系的全面深刻轉(zhuǎn)型。
全球每年向大氣中排放的溫室氣體總量大約有510億噸。這里指的510億噸為二氧化碳當量CO2e 。突破能源聯(lián)盟將產(chǎn)生溫室氣體的人類活動分為5大類,即生產(chǎn)和制造、電力生產(chǎn)和存儲、種植和養(yǎng)殖、交通運輸、取暖和制冷(注:不同機構(gòu)分類方式不完全相同),如圖2所示。
圖2 源于人類活動的溫室氣體排放量占比
目前,生產(chǎn)和制造產(chǎn)業(yè)的二氧化碳排放量在全球總排放量占比31%,是5個分類中最高的,主要原因是傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程會產(chǎn)生大量的二氧化碳?,F(xiàn)代化城市離不開水泥、鋼鐵等材料,但水泥、鋼鐵的生產(chǎn)制造過程中產(chǎn)生了大量的二氧化碳。如生成1噸水泥大約會產(chǎn)生1噸二氧化碳,生產(chǎn)1噸鋼鐵大約產(chǎn)生1.8噸二氧化碳。這就需要通過科技創(chuàng)新,研發(fā)出低碳或者零碳的制造工藝,以及通過開發(fā)成本低的碳捕捉方案,來解決生產(chǎn)和制造領(lǐng)域的降碳問題。
圖3 世界電力結(jié)構(gòu)
電力生產(chǎn)造成的溫室氣體排放量在全球總排放量中所占比例為27%,但它所代表的解決方案的作用遠超過27%。目前化石能源給全世界提供約三分之二的電力,圖3所示為世界電力結(jié)構(gòu)。如果用綠色清潔能源替代化石能源,就可以大幅減少二氧化碳排放量。清潔能源包括風能、太陽能、水能、以及裝備有碳捕獲設(shè)施的化石能源電廠。風能和太陽能是間歇性的,如夜間沒有太陽能,而冬天太陽能不足,這就需要電能的儲存。而大規(guī)模的電力儲存是非常困難的,成本高昂,所以間歇性能源的儲存需要技術(shù)的創(chuàng)新來支持。
在交通運輸、取暖和制冷方面,由于使用化石能源而產(chǎn)生的碳排放共占比23%,使用清潔電力可以解決大部分碳排放問題。比如電動汽車、電動公交車,電力動車組,取暖和制冷的空調(diào)用電等。另外還可以使用清潔燃料來降碳,如氫燃料,目前也需要技術(shù)創(chuàng)新來壓低成本。
種植和養(yǎng)殖活動涵蓋農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他土地利用,包括動物飼養(yǎng)、農(nóng)作物種植、樹木采伐等人類活動。該領(lǐng)域包括了多種溫室氣體排放?;适褂弥袝a(chǎn)生一氧化氮,每年由此導(dǎo)致的溫室氣體超過13億噸。全球范圍內(nèi)牛的養(yǎng)殖規(guī)模約10億頭,每年打嗝和放屁所排放的甲烷,相當于20噸二氧化碳。種植和養(yǎng)殖同樣需要技術(shù)創(chuàng)新來降碳。有些公司已經(jīng)在開發(fā)化肥添加劑,減少溫室氣體的排放。另外通過改良牛的品種,減少甲烷的排放,同時也有的公司研制人造肉滿足人們對肉類的需求。
而實現(xiàn)碳中和意味著所有這些產(chǎn)業(yè)的碳排放之和為零。通過梳理主要產(chǎn)業(yè)碳排放的來源,可以看出清潔能源和技術(shù)創(chuàng)新是實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵;清潔能源的轉(zhuǎn)化、存儲,同樣需要科技的創(chuàng)新來提高效率和降低成本,從而真正發(fā)揮關(guān)鍵作用;同時,節(jié)能和數(shù)字化技術(shù)在碳中和的路徑中也必不可少。這些產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新必然會帶來新一輪的產(chǎn)業(yè)變革。
首先,溫室氣體排放主要是化石能源消耗帶來的,能源結(jié)構(gòu)的改變是碳中和的必由之路?;茉磳⒅饾u被清潔能源替代,風電、光伏、水電等能源電力將逐步增加。在這一過程中,清潔能源電力技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵。儲能系統(tǒng)通過負荷管理進行電網(wǎng)調(diào)峰可以有效提高可再生能源發(fā)電的可靠性和穩(wěn)定性,所以當前需要可再生能源發(fā)電與儲能技術(shù)結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新。
其次,生產(chǎn)和制造產(chǎn)業(yè)降碳面臨挑戰(zhàn)。鋼鐵行業(yè)脫碳會提高鋼鐵生產(chǎn)成本,而降碳主要圍繞兩個途徑,一是降低碳排放,降低能源消耗總量,提高窯爐熱效率,提升能源轉(zhuǎn)換和利用效率;二是使用新工藝,提高清潔能源使用比例,加大太陽能、風能、水能等可再生能源利用,發(fā)展以氫氣還原代替焦炭燃燒的煉鐵技術(shù);針對現(xiàn)有高爐排放的廢氣,研發(fā)使用二氧化碳捕集、存儲與利用技術(shù)。水泥行業(yè)中的脫碳同樣也充滿挑戰(zhàn),包括研發(fā)使用天然氣、水電等清潔能源,發(fā)展替代燃料,窯爐協(xié)同提高燃料替代率,增加生產(chǎn)流程中的碳固定技術(shù),研發(fā)新型低碳混凝土等。
交通運輸行業(yè)低碳化主要依靠清潔電力普及替代。除了普及電動車外,人們會盡可能選擇清潔能源公共交通工具出行,共享汽車等新模式逐漸增長。交通運營模式應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)可以實現(xiàn)公交轉(zhuǎn)地鐵等聯(lián)運模式;通過飛機更新?lián)Q代、機體減重等實現(xiàn)油耗節(jié)省。交通運輸行業(yè)低碳化需要建立在電力清潔化的基礎(chǔ)上,而電氣化將會帶動基本金屬(例如銅)的需求提升。
“雙碳”下的投資機會
雙碳目標是我們實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展這一根本目的的政策工具。有遠見的國家或者企業(yè),必然會抓住新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的歷史性機遇,推動疫情后世界經(jīng)濟“綠色復(fù)蘇”。
當前中國的年碳排放總量大約100億噸。據(jù)多個不同機構(gòu)測算,我國實現(xiàn)碳中和目標所需的總投資規(guī)模在90至140萬億元之間,投資和市場空間巨大。高盛預(yù)計中國到2060年的總體投資機會為16萬億美元:其中9萬億美元將投向發(fā)電領(lǐng)域,包括電網(wǎng)和電力儲存升級;1.2萬億美元將投向新能源交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施;約1.2萬億美元將投向碳封存(碳捕集和自然碳匯);2.6萬億美元將投向交通運輸系統(tǒng)、工業(yè)和供暖領(lǐng)域的氫能基礎(chǔ)設(shè)施。
企業(yè)的發(fā)展投資方向需要緊密貼合清潔電力和相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新。中國80%以上的碳排放來自于兩大排放行業(yè):發(fā)電、工業(yè),這意味著中國的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變是脫碳進程的決定因素之一。所以產(chǎn)業(yè)變革下投資機會主要在可再生能源、清潔氫能和碳捕集技術(shù)等領(lǐng)域,涉及的主要技術(shù)方面如下:
電能替代技術(shù)。電能將成為最主要的能源利用形式,生產(chǎn)制造領(lǐng)域電熱替代,交通領(lǐng)域電動汽車與氫燃料電池汽車技術(shù),建筑領(lǐng)域電采暖技術(shù)等,以及電制氫等電制燃料與原材料技術(shù)等。同時通過技術(shù)創(chuàng)新,提高用電效率。這些配套設(shè)備和集成設(shè)施將帶來巨大投資機遇。
清潔能源技術(shù)。通過技術(shù)創(chuàng)新,使太陽能、風能為代表的清潔能源發(fā)電成本不斷下降,未來與化石能源相比具有市場競爭力。氫能作為清潔能源對構(gòu)建綠色、低碳、經(jīng)濟、多元化的能源供應(yīng)體系具有重要意義。氫能利用在靈活性發(fā)電、氫能交通、工業(yè)替代、以及建筑采暖等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。有數(shù)據(jù)預(yù)計2060年我國氫能產(chǎn)量將達到6000萬噸,在能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)中占比將超過10%。
碳捕捉、利用與封存技術(shù)(CCUS)。在生產(chǎn)過程中將二氧化碳從排放源中分離,然后捕捉、直接加以利用或封存以實現(xiàn)二氧化碳減排的過程。暫時無法實施零碳的產(chǎn)業(yè),通過安裝碳捕捉設(shè)施降碳,技術(shù)創(chuàng)新使碳捕捉的成本達到可接受程度是關(guān)鍵。
能源互聯(lián)網(wǎng)是清潔能源大規(guī)模優(yōu)化配置的基礎(chǔ)。能源互聯(lián)網(wǎng)以智能電網(wǎng)為基礎(chǔ),通過新能源、儲能、智能調(diào)控和多能轉(zhuǎn)換等技術(shù),實現(xiàn)清潔能源廣泛接入與終端供能網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)通。通過數(shù)字信息技術(shù)對傳統(tǒng)能源系統(tǒng)進行智慧賦能,實現(xiàn)能源的精準配置和高效利用。通過智能調(diào)度實現(xiàn)電力供給側(cè)和需求側(cè)的縱向靈活互動,利用綜合能源服務(wù)實現(xiàn)不同能源品類的橫向動態(tài)互補??傊磥黼娏ο到y(tǒng)離不開廣覆蓋、低延時、高可靠的先進通信技術(shù)的支撐。
數(shù)字化技術(shù)。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、工廠數(shù)字化是未來趨勢,挖掘和利用大數(shù)據(jù)、機器學(xué)習(xí)等智能技術(shù)與設(shè)備替代人工,實現(xiàn)“黑燈制造”。通過智能化運維,可實現(xiàn)能源和設(shè)備的協(xié)同調(diào)度,大幅降低運維成本,延長設(shè)備壽命,節(jié)能增效。有研究表明,節(jié)能提效對我國實現(xiàn)2030年前碳達峰目標的貢獻將超過70%,數(shù)字化技術(shù)的普及可以帶來能源使用的系統(tǒng)化、智能化、協(xié)同化,通過數(shù)字化產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級,提高能效,實現(xiàn)技術(shù)節(jié)能。
而“雙碳”目標一方面將改變行業(yè)的供需、產(chǎn)業(yè)鏈等,另一方面也會促進企業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展模式以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
數(shù)字化是雙碳戰(zhàn)略實現(xiàn)的關(guān)鍵抓手
每個環(huán)節(jié)都離不開數(shù)字化,能源數(shù)字化、工廠數(shù)字化等當前已在進行中,通過利用數(shù)字化的技術(shù)來感知各節(jié)點,做到全流程監(jiān)測,節(jié)能增效實現(xiàn)減排,整體上用數(shù)字化來驅(qū)動碳中和的科學(xué)執(zhí)行。所以數(shù)字化是雙碳戰(zhàn)略實現(xiàn)的關(guān)鍵抓手。
新華三集團深耕通信行業(yè)數(shù)十載,擁有先進通信技術(shù),是數(shù)字化解決方案領(lǐng)軍廠商,對國家“雙碳”戰(zhàn)略有深度理解和研究,將從自身和賦能產(chǎn)業(yè)全面執(zhí)行“雙碳”戰(zhàn)略。
作為“雙碳”戰(zhàn)略堅定的踐行者,新華三集團在設(shè)計、生產(chǎn)和制造中嚴格執(zhí)行國家相關(guān)要求,積極參與綠色標準的制定。通過產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新,不斷降低新華三產(chǎn)品的能耗,使數(shù)字化技術(shù)產(chǎn)品本身節(jié)能增效。通過全面上云推動遠程辦公發(fā)展,降低通勤碳排放和社會能源消耗。新華三還啟動了公司內(nèi)部“雙碳”能源機房建設(shè)工程,預(yù)計每年節(jié)省電費近億元。
新華三集團通過持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新助力產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型,利用數(shù)字化技術(shù)賦能能源、建筑、交通、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等碳排放重點行業(yè),有效支撐多能互補、節(jié)能減排,提高能源使用效率,實現(xiàn)高碳產(chǎn)業(yè)向綠色低碳轉(zhuǎn)型。新華三通過參與數(shù)字政府、數(shù)字社會建設(shè),助力城市建設(shè)運營的碳排放規(guī)劃、管理和優(yōu)化。依托數(shù)字化解決方案,賦能城市與行業(yè)重構(gòu)發(fā)展模式,幫助產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)全面的提質(zhì)增效和綠色發(fā)展目標。另外,新華三在積極推動自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型的同時,還積極攜手產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴構(gòu)建“雙碳”戰(zhàn)略的社會責任共同體,將在未來繼續(xù)做好“雙碳”戰(zhàn)略的踐行者和賦能者,和百行百業(yè)的伙伴共建綠色產(chǎn)業(yè)體系,助力雙碳戰(zhàn)略實現(xiàn)。