双碳目标与六安工业经济
市绿色发展研究会第八课题组
2020年9月,习主席在联大会上代表中国提出要在2030年之前实现碳达峰、到2060年实现碳中和,简称双碳目标。这一承诺在国内外产生广泛影响。紧接着,2021年双碳领导小组成立,国家层面碳达峰碳中和的“1+N”顶层设计出炉,《2030年前碳达峰行动方案》发布。能源、工业、建筑、交通等重点领域和行业的实施方案也在陆续发布。这都充分表明,实现双碳将带来人类生产生活体系广泛而深刻的变革,引发经济社会的大变局。人们普遍意识到,双碳目标不是单纯的环境问题,而是根本性的经济问题;不是一个虚幻目标,而是我国的长期战略;不是少数行业的问题,而是整个经济结构的转型,工业是产生碳排放的主要领域之一,推动工业领域的绿色低碳发展对于实现双碳目标具有决定性意义。
双碳目标的实质是能源重塑
在双碳目标下推进工业的绿色发展,要对能源转型有个大体的认识。
历史上曾经发生过两次大的能源转型,分别是从木柴到煤炭,再从煤炭到石油。两次能源转型都是因为找到了能量密度更高的能源形式,转换起来顺理成章,无须干预。这次是第三次能源转型,是非化石能源对化石能源的替代,这种替代是复杂而艰巨的过程。
人类的幸福程度与能源消耗成正比。由于人们对幸福生活的追求没有尽头,对于能源的需求同样也没有尽头。问题在于,目前人类能源消耗的总量中80%以上来自化石能源,这是不可持续的。原因有三:
首先是温室“魔咒”。二氧化碳排放导致全球气候变化,当地球进入失控状态,气候变化超过了5℃临界阈值,地球将由“温室”变成“热室”,北极全年无冰,南极格陵兰冰盖将完全融化,海平面升高60米,上海、香港、伦敦、纽约、东京将沉入海水之中,把人类生态系统推向崩溃边缘。历史上发生的气候变化都以万年相计,而现代却以百年甚至十年为单位计算,大部分生物难以适应如此剧烈变化,人类已经站在生存与文明延续的十字路口。为此,全世界几乎所有国家都在《巴黎协定》上签了字。各国政府陆续公布了减排承诺,中国有了自己的双碳计划。所有这些承诺,相当于宣判了化石能源的死刑,现在只是缓期执行而已。
其次是资源约束。化石能源是有限资源,本身是不可再生的。根据最新统计数据,全球石油已探明储量只够再用53年,天然气是48.8年,煤炭更久一些,但也只够139年。我国的资源禀赋是“富煤、缺油、少气”。时至今日,我国70%以上的石油、40%以上的天然气依赖进口,双双全球第一。有人根据以往的经验,相信人类总能开发出新的化石能源储备,比如页岩气和可燃冰。但是,化石能源本质上是由埋于地下的古代生物遗骸形成,其总量肯定有限,而且开采难度大,极易污染。另外,石油和天然气等化石能源还有一项难以替代的功能,就是化工材料,如果用完了,那么塑料和化纤等人类的化工产品就没有来源。
第三是能源安全。化石能源分布不均,这就导致了能源垄断的局面,很多国际冲突因此而起。三种化石能源中,煤炭情况稍好一些,石油和天然气问题更为严重,因为前者在交通领域的作用暂时很难替代,后者又被当作是奔向双碳目标的过渡能源,同样很难替代。因此,即使不考虑气候变化和储量限制,仅从国家能源安全的角度考虑,依赖化石能源也不是长久之计,必须尽快找到替代品。目前已经找到的化石能源替代品大都不受先天资源条件的限制,只和技术水平有关。不仅以多种形式存在,比如热能、势能、动能、化学能、原子能等,而且有很多不同来源,比如太阳能、风能、核能等等,这些不同能源形式之间可以互相转换和替代。
因为以上的原因,要把人类活动导致的碳排放尽快降到零,实现碳中和,能源结构必须转型,彻底摆脱化石能源的束缚,进而实现两个替代,即能源生产清洁化替代和能源消费电气化替代。
工业经济转型是能源变革的关键
双碳目标下,工业体系在未来20年将发生翻天覆地的变化。不仅能源生产彻底转向零碳的可再生能源,而且使用能源的交通、建筑、钢铁、化工等产业体系都要在技术路线和生产装备上发生重大变革,实现经济和产业的循环发展。能源是工业的粮食和血液,能源转型了,工业必须随之转型,没有选择。
一是使命所系。根据统计,目前人类活动所消耗的初级能源按照不同用途分为三大类:居住、交通和工业生产各占三分之一。与发达国家一样,我们的工业体系也是建立在高强度的碳排放之上的,这是自然禀赋、技术发展路径、社会组织方式和市场机制等综合因素作用的结果。高碳经济的特征是追求低成本、高效率、高利润,这也是我们之前的发展动力,但是高碳经济的负外部性得不到有效的校正。双碳目标下的低碳发展首先聚焦的是工业领域,除了其具有显现性和直观性外,最主要的是碳排放三分天下有其一,工业系统不能适应新的生产能力,双碳目标就成为空话。
二是生存所迫。当下,延续既往的经济发展思路难以为继。一方面,全球气候环境问题要求中国必须改变高碳的能源结构和工业体系。全球主要经济体已经开始对碳排放进行定价,我们的工业产品将面临碳关税壁垒。欧盟到2021时碳排放成本已经达到56欧元每吨的高位,且还在上涨之中。欧盟即将出台碳边境调节机制对进口商品征收碳差价税。美国英国等西方国家也都在酝酿类似的机制。如果我们的产业尤其是制造业不实现零碳转型,贸易出口将为此付出巨大的成本并失去竞争力。另一方面,国内市场工业产品的“绿色通行证”制度即将推行,如果产品含碳量高,同样不被市场认可。实际上,国内一些颇具慧眼的企业已经着手战略转移,角逐已经开始了,跑在前面的生存发展,落在后面的淘汰出局。
三是大势所趋。我国已经成为第三轮国际能源转型的主力军,在诸多清洁能源领域拥有全球领先技术、优秀制造企业和强大的生产能力,特别是在风电、光电、动力电池、储能、核能、特高压电网等未来电能时代主导的核心领域都占据相当优势。这些都是构建零碳工业体系的基础。事实上,零碳工业从不同的领域已经悄然兴起。在北方区域,政府开始兴建低碳、零碳产业园,有的地方开始兴建专业性的低碳工业园区,吸纳周边绿色产业入园,零碳工业体系建设呼之欲出。
在构建零碳工业体系中实现换道超车
与全国的情况大体相仿,工业在我市国民经济份额中一度占据半壁江山,尽管比重从2011年的31.2%降至2021的27.3%。工业作为全市经济的顶梁柱,过去是,现在是,今后仍然是。因此,建立零碳新工业体系,乃是全市发展适应国内外形势所必须。从现在起到2030年不到9年的时间,是关键而宝贵的机遇期,我们务必把握目标,创造条件,在这场新的工业革命中实现换道超车。
一是着手现有企业新旧动能的转换。很显然,绿色低碳转型在近20年里将成为经济社会发展的全新驱动力,必将引发工业领域颠覆性变化。企业要在其中立于不败之地,零碳技术将是最重要的投入和发展方向,这就是新的生产力。我们必须认识清醒,积极应对。政府的责任在于趋势引导、政策支持和服务协调,让全社会都关注双碳目标下的经济社会大的走向。要警醒上下:未来已来,将至已至,形成共识,付诸行动。企业要在技术进步、流程改造和管理优化上用力。未来碳核算就像财务核算一样,成为每个企业的标配,所以要尽早培养一批懂得温室气体的监测、统计和核算的碳排放管理人员。减排压力大的全市六大高耗能行业还要特别注意对碳交易市场的研究。因为在碳交易市场启动后,国家会给部分企业一定的碳排放配额,且以后逐年递减,这是对企业过重压力的缓冲。争取配额就是争取效益,不能失去生存的机会。
二是努力培植新能源产业。国务院《2030年前碳达峰行动方案》已经明确:到2030年,风电、太阳能发电装机容量将达到12亿千瓦以上。这是目前已有的4倍,也就是说在今后9年的时间里每年平均增加7500万千瓦以上,有专家认为很可能还要加倍。为此,有关方面估算,实现这一目标全社会对清洁能源的投资将超过百万亿元。这预示产业暴发的临界点已经到来。作为投资,发展新能源产业具有政策性和普惠性,不能不争;作为产业,新能源项目应当视作工业经济的新项目,追踪落地。
光伏发电我们有经验有基础,金寨县还创造了具有特色并且可复制的模式。光伏发电两大难题现在都有了新解。一是投入成本高的问题有明显缓解。由于技术突破,单晶硅综合成本下降三分之一,其性价比优势带来市场需求呈几何级增长。其核心部件光伏逆变器领军企业在我国,他们推动技术迭代和成本下降。国内公司研发的IBC电池板的光电转换率达25%以上,项目的单位千瓦平均造价下降了75%,用其发电无须补贴也可望平价上网。二是用地难的问题探索到解决的新路径。已有尝试在鱼塘和农田上方安装太阳能电池板,意外发现不仅降低水面和土壤的温度减少蒸发,还提高了鱼粮的产量。若经济技术可行,不妨试点把农民的土地租给光伏电站,探索实现农民、电站、消费者和环境“双叒叕赢”的局面。
风力发电也从高风速风力电场迈向低风速风力电场,本省的来安就是实例。要以空间来置换低效。有经验表明,农田上安装风电机组不会影响农业生产。外地成功经验是:考虑尾流影响,按照6倍风轮直径的距离进行机组间隔布置,若能采用桁架式塔架基础,几乎不会对农业生产造成任何影响。全市如有五分之一的村能在田间地头、庄前屋后、乡间道路等零散闲置土地上,开辟200平方米用于安装2台5兆瓦风电机组,就可实现180万千瓦风电装机。更重要的是,项目单位千瓦平均造价较10年前下降了30%,建成后发电成本更低。
三是积极抢占储能产业的上风口。在实现双碳目标的征程中,储能是一支主力军。在发电侧、电网侧和用户侧有广泛的应用空间。在储能的大家族中,我们应当注重选择抽水蓄能的挖潜扩张和电解水制氢的产能增加。
抽水蓄能技术成熟,电站可以按照任意容量建造,具有转换效率高、使用寿命长、运行费用低等优点。特别是随着新能源的比重增大,抽水蓄能可以弥补风光电在灵活上的不足,有效平衡电力系统,深受电网的欢迎。据统计,目前全国抽水蓄能电站已经投产32座,装机容量3100万千瓦。有关方面预计,到2035年,我国抽水蓄能装机规模可达3亿千瓦。本市有望在短期内再建3座抽水蓄能电站的同时,还要充分利用自身水源充裕、经验丰富的优势,继续勘察寻找抽水蓄能电站新址,把六安建成全国规模最大的抽水蓄能基地。
氢能作为一种清洁、高效、安全、可持续的新能源,是人类战略能源的发展方向。从应用角度看,一个是作为燃料直接替代汽油柴油,一个是作为化工原料替代石油和天然气,特别是绿氢可以有效助力在交通、工业、建筑领域的深度脱碳。交通领域的碳排放量是实现双碳目标的最大障碍,必须动手解决。据估算,到2030年,电动车份额必须达到60%以上才能实现2060年的碳中和;相应地燃油车在2035年之前必须全部停产,任其淘汰出局。为此,国家有两股强大的力量正在形成推动氢能产业与发展的合力,即政府自上而下的宏观政策和大型企业的自下而上全力探索应用场景。自此,大量的资本将迅速涌入氢能产业。我们市内已有电解水制氢企业明天氢能建成投产,产品已投放市场,这是最干净的“绿氢”。尽管目前成本较高,但氢是能源革命的突破口,所以国家的氢能战略正在规划之中,很快就会出台新政策,六安应早谋划快出手,争当氢能产业的先行地。
四是借助双碳的动力,加速“老树育新干”进程。“巩固现有的,加快在建的,争取上新的”是我们工业项目建设一贯遵循的工作思路。“老树育新干”工程涵盖这三个层面的内容。在零碳新工业体系建设中,重点选择一些产业在新的技术路线上育出新干。
双碳目标重塑的行业首推汽车产业。到2060年碳中和时,燃油车消失,取而代之的是电动车等新能源汽车。六安在汽车零配件产业上有基础、有规模,汽车齿轮还具有一定的市场份额。当汽车由燃油变化为新能源的时候,我们就要尽早研究二者的异同,校正方向,调整重心,特别是瞄准电动车的核心技术“三电”,尤其是电子器件和电机。这是六安制造业中的强项之一,极具扩张升级的优势。
核能是能量密度最高的能源形式,几乎没有碳排放,有望成为人类的终极能源之一。国家把发展核能放在重要位置上,电力系统把它作为基荷电站全力支持,预计将从现在的核发电量占比5%增加到2060年的20%。专家评估实现这个目标在未来不到40年里至少建设200座大型核电站,机会难得。我们应流集团既能生产出核电装备产品又有稳定的供货渠道,优势明显。现在要从品种的增加和量的扩张上用力,甚至要把眼光放远到跟随国家企业去海外建设第三代核电站。
五是在工业布局大调整中寻找商机。可再生能源作为新的先进生产力,正在主导新的生产关系,促使区域发展要素“重新分配”。早在改革开放初期,我国的工业重心向南转移,这种转移是人口红利使然。时隔40年后的今天,在双碳目标背景下,大量的中东部高耗能企业开始向西南西北转移,这是绿能红利的结果。因为“三北”地区已经和正在建设大规模的新能源基地,企业在这里可以降低用电成本,同时也摆脱了减排的压力。根据预测,未来钢铁、化工等产业将逐渐从中东部地区向西南和三北地区转移。这些产业的转移将进一步带动下游产业的转移,产业的地理格局将会随绿色能源的禀赋而重新排列组合。为此,我们要有远见卓识,提高应对能力。在宏观调控上,坚持绿色低碳发展战略,发挥自身优势,精准谋划产业布局和项目取舍;在微观操作中,既要捕捉新趋势带来的商机,又要避免被潮流裹挟,努力把握产业变革的宝贵机遇,推动构建零碳新工业体系,奋力实现全市工业的绿色振兴和赶超发展。
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