中国碳中和雄心:烧炭的炼钢炉也要改烧电?

来源:观察者网

2022-09-08 15:05

新能源、数字化、能效提升、低碳环保,它们正成为新时代中国工业的“关键词”。

2020年9月,中国首次提出2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。此后两年来,中国在能源等领域持续发力。据国家能源局网站昨日(9月7日)消息,日前召开的8月份全国可再生能源开发建设形势分析视频会指出,我国可再生能源发展持续保持平稳快速增长。会议同时要求,要进一步推动大型风电光伏基地建成并网。

据悉,今年1-7月,全国可再生能源新增装机6502万千瓦,占全国新增发电装机的77%;全国可再生能源发电量1.52万亿千瓦时,占全国发电量的31.8%。全国主要流域水能利用率98.6%、风电平均利用率96.1%、光伏发电平均利用率97.9%。

在我国实现“双碳”目标的过程中,风电光伏等可再生能源的蓬勃发展带来了什么机遇?与发达国家相比,中国实现“双碳”目标时,会选择一条什么样的道路?这对中国的现代化绿色低碳工业,以及从业企业而言,又将意味着什么?

海上风电 图源新华网

中国“双碳”要抓工业,但工业“双碳”并不靠产业转移

在日前埃克森美孚主办的“2022美孚创赢峰会”上,中国能源研究会常务理事李俊峰指出,在中国实现双碳目标的过程中,工业领域的节能降碳非常重要。从总量上看,工业领域能源消费量占全国总体消费量的65%左右,因此工业实现碳达峰、碳中和,是我国实现“双碳”目标的一个重要基础。

与此同时,工业要率先实现碳达峰,为交通业和建筑的碳达峰“留出空间”。

随着生活水平的提高,我国的交通运输环境、住房生活条件在不断地改善。但作为一个发展中国家,中国和发达国家仍然有差距,未来我们还要大幅度地提升交通运输环境和民众生活质量。因此在这些领域,短期内实现“双碳”是比较困难的。

相反,历经多年的努力和发展,中国已经步入工业化后期,这也是工业能够率先“达峰”的一个条件。据人民日报此前报道,自2010年以来,我国制造业增加值已连续12年世界第一。我国是全世界唯一拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家,有220多种工业产品产量居世界第一位。

在山东港口青岛港全自动化码头,货轮在装载外贸集装箱 图源新华网

中国实现“双碳”的路径,和发达国家有什么不同?

在峰会上李俊峰指出,有一个特征需要我们明确:“中国工业的碳达峰、碳中和,不能像发达国家一样。”发达国家在70年代中后期普遍达峰,原因就在于他们把一些所谓的“高耗能工业”向发展中国家,特别是向中国进行了转移。

上观新闻援引的资料显示,欧美日发达国家大多在1970年-2013年实现了碳达峰。例如上世纪的瑞典(1970年)、英国(1971年)和瑞士(1973年);比利时、法国、德国和荷兰则在1979年实现了碳达峰。

在2000年以后,又有更多国家实现了碳达峰。例如葡萄牙(2002年)和芬兰(2003年);在2005年,西班牙、意大利、奥地利、爱尔兰和美国实现碳达峰;希腊、挪威、克罗地亚、加拿大在2007年实现碳达峰;新西兰、冰岛、斯洛文尼亚在2008年实现碳达峰……中国东边的日本,也在2013年实现了碳达峰。

基于中国工业发展的现实情况,李俊峰表示,中国没有办法像其他发达国家一样通过这种产业转移来实现碳达峰、碳中和,“我们只能通过技术进步、能源转型。”

钢铁、水泥、化工,这三大行业是我国工业碳排放的大头,也是我们实现双碳目标的关键。因此在我国双碳的行动方案里,一个重点就是构建清洁低碳、安全高效的能源体系,推动能源转型。

我国正从化石能源走向非化石能源,而非化石能源大部分都是电力,因此未来中国将会构建以新能源为主体的新型电力系统,包括工业、建筑、交通领域,都会实行电气化的改造。这也给中国带来了很多挑战和机遇。

李俊峰表示,工业电气化的难度非常大,我们要进行工艺的升级换代,比如过去是高炉炼钢,以后可能变成电炉炼钢,甚至在一些冶金部门可能要出现氢冶金。很多人认为,碳中和的过程就是一个能源转型的过程。此外智能化、数字化改造也很重要。因为电是最容易数字化、最接近数字化的一种能源形式。

氢冶金技术取消了烧结、球团、焦化等污染严重的造块工艺 图源人民网

工业绿色转型任重道远:挑战依然存在,需要协同合作

不难发现,技术进步和能源转型是中国实现双碳目标的两大发力点。

但对中国而言,现实充满了机遇,也不乏挑战。

以风电为例。中国农机工业协会风力机械分会常务副会长兼秘书长祁和生在峰会上指出,风电行业的最大机遇,就是未来40年中国风电产业发展的方向非常明确。但是在跨度长达40年的发展过程中,不同阶段会有不同的挑战。

近期挑战首先是并网消纳问题,中国风电资源都在西北地区,但是用电量的大头却在东南沿海、南部地区,以新能源为主的新型电力系统如何建造?这些问题需要不断去解决;此外随着风电装机量越来越多,“土地利用问题”也会被提上日程。未来风电产业的长远发展,需要统筹和协调好它与生态红线、林业农田等各方面的关系。

风电的发展需要风电技术装备来满足,这就要不断进行技术创新。目前某些风电重要部件和风电设计软件需要进口,这是我们下一步要解决的问题——包括随着风电资源的不断开发,低风速区将越来越多,如何满足低风速区的发展需要,这也会带来一系列技术问题,它们都需要我们去解决。

某风电设备公司车间一景 图源新华社

在近日由埃克森美孚主办的“2022美孚创赢峰会”上,埃克森美孚中国润滑油业务董事总经理岳春阳表示,“随着国家‘双碳’政策的逐步落实,中国工业领域的减排任务正日益紧迫,企业也正在经历着前所未有的挑战。”

“任何产业重大转型的完成都需要整个行业的深度沟通与协同合作。因此,通过美孚创赢峰会这一平台,我们也迫切希望联合工业生态圈企业、行业专家及各界伙伴们,一同碰撞多元化的观点,挖掘更多可持续发展潜力,携手共筑低碳未来。”

中国工业走向绿色转型是一个庞大的课题,“合作”将成为未来的另一个关键词。

对于中国企业而言,技术进步会带来挑战、压力,也会带来重大机遇。

上海电气风电集团有限公司副总裁王明军在峰会上表示,新能源的一个典型特征是不稳定。从用户侧来看,能源使用端存在着季节性等波动,比如夏天和冬天是高峰;每天晚上5-9点前后,用电也比较多。但是新能源光伏的最大处理和发电量在中午前后,而风力发电最大处理量通常在午夜前后——尤其是凌晨。这就会带来挑战。

对整个产业链来讲,新能源的不稳定会冲击整个电网的传输和输送。中国企业从“源网荷储”一体化等角度解决问题,面对挑战,整个行业就要通过技术去应对,去研究、化解和突破问题。那么对于企业们而言,这就是机会。

“现有电网传送以及能源消纳,现在是新能源发展面临的第二个大的挑战。”

我国“三北”地区和一部分沙戈荒地区,新能源资源非常丰富;沿海地区的海风等资源也非常丰富,但是它消纳起来相对要容易得多。那么三北地区就要输电外送。这背后也蕴藏着机遇:西北地区新能源资源禀赋好,体量非常大,矿产资源也很丰富,那么我们就可以把矿产资源跟新能源的消纳做一个很好的结合。

察尔汗盐湖是中国重要的钾肥生产基地和盐湖循环经济产业基地  图源新华社

王明军指出,能化共轨是新能源就地消纳的重要解决方案之一,需要研究机构、政府和企业的深度协同,也需要技术上游高校到下游企业在研究和具体应用上突破,这都蕴藏着巨大机遇。

“我想所有的企业,包括我们对应的研究机构,持续地在这个领域进行发力、持续的探索,终归会为整个中国未来实现2060年碳中和这个目标贡献自己的力量,并在发展当中找到自己的机会。”

(专家观点系圆桌论坛资料整理,发言未经本人审订确认)

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责任编辑:周毅
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