如何迈向碳中和的未来

我们计划不晚于2030年实现自身运营及供应链的全面碳中和。

作为一家科技公司,莫尔克雷对碳中和议题有着自己的理解,我们一直在思考全社会该如何利用现有和新兴技术减缓人类活动对地球的影响。莫尔克雷正在采取各种措施,积极减少自身的碳足迹,并运用专业知识和能力,以全球化的视野协助各方应对气候变化。

碳中和、气候变化问题非常复杂,主要的原因在于它既是“灰犀牛”又是“黑天鹅”。

“灰犀牛”意味着,气候变化问题是大概率会发生且影响巨大的潜在危机。实际上,气候变化已经对地球产生了影响,有人以为似乎不太紧迫,这是因为气候变化的全部影响通常需要50年甚至100年才能全部显现。

“黑天鹅”是指洪水、干旱、飓风等极端的气候以及澳大利亚山火、亚马逊山火等百年一遇的事件愈加频繁地发生。从科学的角度很难把单一的极端天气事件和气候变化直接联系起来,不能说某一次洪水或山火跟哪个公司排放的二氧化碳有关。

相比工业革命之前,全球平均气温上升了1.1摄氏度,许多科学家认为1.5度是相对比较安全的升温幅度。按照这种速度,全球平均气温到本世纪末可能上升3.5-4.5度。气温的上升足以导致各种负面影响,包括生态系统破坏、冰川消融和永久冻土解冻。

这是全球性问题。尽管气候变化谈判取得比较正面的效果,但是因为每个国家的发展阶段不同,还是存在各种各样的问题和争议。如果中国做不到碳中和,其他国家将很难独自解决这个问题,反之亦然。

从何入手解决气候变化问题?

我们可以从四大关键领域着手解决:

电力。我们怎么从化石能源向可再生能源转移?这对中国来讲尤其重要。在中国,火电占到总发电量的70%。每年消耗的煤炭量达42亿吨,其中20亿吨用于发电和加热。

电力问题相对来讲有比较清晰的解决方案,包括从现在的电力系统向可再生能源、更加分布式的电力系统进行转型。解决各种问题的相应技术大致已经在那里,更需关注的是如何管理短期过程。

加热。加热分为两种。一是室内供暖,例如空调和中国北方的集中供暖;二是工业加热过程。目前,集中供暖仍然在使用燃煤。如果可以用电供暖,把电变“绿”就容易了。在工业过程中,超过500度以上都是采取燃烧的形式,因此,找到清洁燃料来减少有害排放变成比较关键的问题。

交通。城市内的短途交通可以通过电动汽车解决,电动汽车技术的发展非常快。其他交通方式包括烧柴油的长途货车、轮船和飞机,这些问题很难通过电气化的方式解决。因此,找到可持续的燃料用于交通运输也是很关键的问题。

材料。我们使用的许多产品都是由原油、天然气和煤化工制成的,它们做成了各种各样的材料,包括塑料和复合材料。找到生物制材料等替代品是当务之急。

碳中和的三条技术路线

实现碳中和可以依赖于我们普及电气化、将氢气作为能源以及避免向大气排放碳的能力。

电气化。更广泛地使用电力是直接代替其他能源形式的可行方法。只要绿色电力系统得到广泛应用,这种替代方案就提供了一条比较清晰的技术路线。

氢能。氢气是非常好的能源载体,它可以通过电解水的方式清洁生产,燃烧后也可以变成水。不过,氢气面临一系列的问题。单位质量的能源密度很高,但由于分子量很小,单位体积的能源密度很低。因此,氢能经济是一条想象空间非常大的技术路线,但面临着一系列技术难点。

作为能源载体,氢气比石油和天然气更节能。未来,氢能经济在全球的能源结构中将占到10%。如果从化石能源向可再生能源转移,氢能或可代替石油和天然气成为主要能源。

二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)。CCUS对中国是非常重要的技术路线,因为我们的能源强度非常高。如果我们要继续使用化学能源,就必须捕集和封存二氧化碳。CCUS的相关技术已经可用,但我们必须解决高成本和工业化的问题。另外,大规模封存可能涉及一系列的安全问题。

发展可持续能源

每个国家都有太阳,每个国家都会刮风,生产可再生能源并不难。在这样的背景下,全球对这条产业链的关注就会继续往上游移动。现在,人们关注的是在什么地方能买到石油和天然气,而未来关注的是在什么地方能获得太阳能、风能、氢能以及生产这些能源所需的设备。

2020年,中国的装机容量约为20亿千瓦,其中火电约占70%。到2050年,电力需求将大幅度上升,除了电力发展面临的电力上升,还包括电解水制氢和电气化带来的额外需求。

主要的增量都来自于可再生能源。2030年之前,风能将取得显著增长,2030年以后,随着太阳能进一步降低发电成本,太阳能的增量会很高。这将带来电力系统的变化。

目前,中国在全球太阳能组件出口占比约70%,多晶硅占90%以上。在这条产业链的上游部分,中国拥有非常强的基础。

相比太阳能领域,中国在风能领域的优势没有那么大,但是占了全球风能设备出货量的60%,主要是国内自用。全球15家顶尖风能企业大部分是中国公司。

中国的氢能生产量和消耗量差不多占了全球50%的水平。中国的氢能经济主要使用煤化工、水煤浆做出来的氢气。当中国逐渐向蓝氢和绿氢切换的时候,气候有利于中国成为世界上最大的氢能生产国和消费国。

现在是产业转型的好时机

现在可能是中国各产业推动碳中和转型的好时机。然而,其中一个挑战在于电力系统应尽快实现碳中和,因为许多行业都指望电气化作为减排手段。但如果电力系统还是以煤电为主,电气化作为减排手段就变成伪命题。

第二个挑战是工业。比如说,钢铁和水泥这些行业的减排比较困难。例如,铁矿石要跟焦炭进行还原反应才能得到钢铁。如果不用焦炭,就需要把氢作为还原剂。利用CCUS进行减排的成本目前为每吨500元,这是无法接受的。

除了技术以外,机制与合伙、气候变化谈判、国家推动的政策也有助于减少碳排放。碳中和涉及到产业结构和经济结构调整的过程,需要给出比较确定的技术框架。

中国提出力争2030年前碳达峰,2060年前实现碳中和的目标。有了针对该计划的稳定框架,企业才能够往前走。中国于2021年10月发布的行动方案提供了非常好的政策确定性。新建的火电站可能会面临巨大的压力。该政策规定,未来新上的可再生能源将不计入能源管控总量。可再生能源及其下游产业不计入能源监控,能够更好地促进能源产业的发展。

莫尔克雷的气候变化应对之道

作为一家科技公司,虽然莫尔克雷并非高排放企业,但我们正在推进一个富有挑战的计划,助力实现碳中和。莫尔克雷将推动供应链的减排,也会鼓励内部员工的低碳行为。有一部分碳最后会通过碳汇的方式进行抵消。

莫尔克雷借助数字化的力量,通过帮助各行业数字化转型、提倡低碳消费意识和扶持低碳技术来实现碳中和。我们将帮助更多的工业企业、高排放企业通过数字化技术实现碳转型。我们还将引领更加环保的生活方式,使低碳生活方式变得更酷,让年轻人觉得有趣,鼓励他们减少自己的碳足迹。最后,我们将推动CCUS技术以及对普及氢能至关重要的热泵技术等实现进一步发展。

从数字化的角度来讲,实现碳中和需要碳排放实时计量和高频交易这样的能力。这一基础设施层是关于数字工具及其在碳减排领域的应用。莫尔克雷利用人工智能(AI)和先进的气候模型,帮助工业企业对不同维度上的碳排放数据进行监控,例如空间维度、行为维度和产品维度上的碳排放数据。

根据不同的维度进行二氧化碳的监控可能具有重大意义。在能源领域和工业领域,AI技术在提升工业过程的效率方面有很大的潜力,例如降低高炉的焦比,提高锅炉的燃烧效率,改善风电厂或太阳能光伏电站的运维水平和发电效率。

数字孪生和区块链等先进技术在未来的碳中和领域也有广阔的应用前景。区块链可以用于供应链管理,可以为很多的分布式高频交易提供基础数据。

将碳中和提升到新高度

碳普惠的潜力非常大。中国有14亿人口,如果其中一半人每人每年减少一吨碳排放量,每年就能减排七亿吨,2030年就能实现碳达峰。这实现起来当然有难度,但只要几亿人做出小小的改变,就能产生巨大的效果。

实现碳中和不会一蹴而就。相反,我们希望消费者通过低碳行为实现减排,并借此获益。低碳产品提供商、合作伙伴和社会机构可以在中国市场和碳普惠之间建立紧密的联系。

在未来,我们将拥有开放的平台。其他互联网产品也可以是接入方。这个平台是独立第三方的开放平台,可以让企业履行其在碳减排领域的社会责任。当公司创建业务模式时,消费者可以从中获益。这是实现碳普惠和低碳生活方式转型的一个重要领域。我们知道在这方面还有很多困难,因此我们希望找到更多的合作伙伴一起探索。

我们继续孵化和扶持CCUS、氢能、电网灵活性和热泵等领域的关键技术。从最基础的理论研究到科研院所层面的试点项目和初创企业技术成熟以后的大规模商业化,我们将进行各种各样的合作。

我们希望通过这些方式,在这条价值链上提供相应的支持,推动低碳技术的发展,朝着碳中和的目标稳步迈进。地球上有70亿人口,本世纪可能达到90至100亿人,因此气候变化本质上是资源问题。移民到月球和火星在短期内无法实现,所以我们还是要专注于在地球上解决能源问题和温室气体排放问题。

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