減碳戰略將把中國送上世界的巔峰

來源: 朱頭山 2021-04-18 05:42:57 [] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀: 次 (30962 bytes)

在中美更新劍拔弩張之際,美國氣候代表克裏訪華,商談不久後的世界氣候峰會事宜,這是一件雙方有可能合作,而且必須合作的事。但北京高級外交官員說,北京不太可能在美國總統拜登下周召開的氣候變化峰會上做出任何新的承諾。美國的中國問題專家認為,如果中國不做新的承諾,那與中國談氣候變化就毫無意義了。當然,這是一種外交姿態,中國即使從自己的利益出發,也需要積極加入改善氣候進程,實現習主席作出的在2060年實現碳中和的承諾。

“碳中和”是中國能源安全和經濟轉型的內在需求,也是世界各國利益對立和統 一。其中對立體現在“碳排放權”背後發展權的博弈,統一體現在全球應對氣候 變化政策的一致。相比發達國家,中國實現“碳中和”的年限更短,碳排放下降 的斜率更大。

基於碳排放來源的燃燒、非燃燒過程,中國構建了“碳中和”的實現路徑:1)供給側提高可再生能源比例,構建零碳電力為主、氫能為輔的能源 結構,同時大力發展儲能以保障電網平衡;2)需求側從工業、交通、建築三個 部門著手,全麵推廣終端電氣化、源頭減量、節能提效;3)改良工業過程,針 對工業原料的氧化還原、分解采取針對性的原料替換。

六大路線:源頭減量、能源替代、節能提效、回收利用、工藝改造、碳捕集

1)源頭減量:短期減排壓力下,政府可能通過“能耗”等措施進行供給側改革, 需要關注是否發生階段性衝刺,引發大宗商品價格進一步上漲。噸產品能耗大戶:電解鋁、矽鐵(鋼鐵)、石墨電極、水泥、銅加工、燒堿、滌綸、黃磷、鋅等;

2)能源替代:以風光、儲能、氫能、新能源汽車為代表的的新能源行業,包括 供應鏈上下遊、製造端、運營端在內的全產業鏈都將受益於碳中和對投資的拉動;

3)節能提效:工業節能、建築節能及節能設備將受益;

4)回收利用:再生資源的回收利用可以有效減少初次生產過程中的碳排放,如 廢鋼、電池回收、垃圾分類及固廢處理;

5)工藝改造:主要集中在電池技術升級、智慧電網、分布式電源、特高壓、能 源互聯網、裝配式等方麵;

6)碳捕集:部分路徑碳減排的難度較大,二氧化碳捕集、利用與封存可能作為 “兜底”技術存在。目前來看成本處於高位,不同路線成本在 700-1500 元/噸。

1)“碳中和”是中國經濟的內在需求——能源保障、產業轉型

在能源保障方麵:2020 年底,我國原油進口依賴度達 73%,天然氣進口依賴度 也在 40%以上;基於能源保障考慮,發展新能源具有必要性。與此同時,中國 已在新能源領域建立起全球優勢。根據麥肯錫測算,中國在太陽能電池板領域的 國家表現遠超美國,在所有行業對比中位列第一。

雖然“新冠疫情”對全球經濟的負麵影響正在逐步消除,但是仍有流動性泛濫、債務問題等未來潛在的風險點;中國經濟已經取得了長足的進 度,然而麵對比如貿易摩擦、技術封鎖等複雜的國際形勢,做好自己顯得尤為重 要,科技創新和產業升級將是未來重要的發展方向,加快新產業的戰略布局,產 業結構調整的力度前所未有,步伐明顯加快,在能源與資源領域、網絡信息領域、 先進材料與製造領域、農業領域、人口健康領域等出現科技革命的可能性較大。

“碳減排”作為重要的抓手,通過“碳成本”這一要素的流動,可推動中國產業結 構性改革。

2019 年中國碳排放量達 98.26 億噸位列全球第一(人均碳排放和碳排放 量/GDP 均相對較低),自 2005 年以來為全球碳排放總量最高的國家(加入世 貿組織後,全球產業鏈分工變化所致)。近年來中國碳排放增速已有所放緩,但 較為龐大的人口基數使得中國碳排放全球占比仍在持續提升,2019 年達 28.76%。

而針對“新冠疫情”源頭問題,經常有部分西方國家和人員因政治原因公開抹黑 中國。而加速推動“碳中和”將助力中國樹立負責任的大國形象,在國際氣候法 律秩序構建中爭取獲得“話語權”,並掌握未來全球“遊戲規則”的主動權和製 定權。

目前,全人類氣候目標競賽已經開啟,根據 EnergyClimate 機構推出的淨零排 放競賽計分卡,目前中國已處於第四梯隊,位列全球第 28 位。

1.2、 中國的碳減排將是一段艱苦的曆程

 

盡管全球越來越多的政府正在將碳中和目標納入國家戰略,但就具體目標而言, 仍有區別。如歐盟在 2020 年 3 月提交《氣候中性法》,旨在從法律層麵確保歐 洲到 2050 年成為首個“氣候中性”大陸。美國加州和中國分別製定了 2045 年 和 2060 年“碳中和”目標。加州的目標包括削減所有溫室氣體排放,包括二氧 化碳、甲烷等,並抵消其無法削減的排放量,而中國的目標僅針對二氧化碳。

中國碳排放下降斜率更大。由於發展階段的不同,發達國家已普遍經曆“碳達峰”, 為達到 2050 年“碳中和”,更大程度上隻是延續以往的減排斜率。而中國碳排 放總量仍在增加,需要經曆 2030 年前“碳達峰”,然後走向 2060 年前“碳中 和”。從實現“碳中和”的年限來看,比發達國家時間更緊迫,碳排放下降的斜 率更大。

煤電資產擱淺的問題,表明了轉型需經曆陣痛。一方麵,從能源結構和自身稟賦 來看,中國的能源消耗以煤為主,煤電發電量在 2019 年占總發電量的 65%,遠 超發達國家;另一方麵,中國煤電機組的平均服役年限僅 12 年,而發達國家普 遍達到 40 年以上。更快的碳排放量下降斜率,意味著將會有大量的未達到退役 年限的煤電資產提前“擱淺”。

根據牛津大學 2017 年研究,在不同的情景假設下,中國煤電擱淺資產規模估算 可能高達 30,860-72,010 億元(合 4,490-10,470 億美元),相當於中國 2015 年 GDP 的 4.1-9.5%。由於近年來中國仍在新建煤電機組,實際擱淺規模可能更 大。

1.3、 “碳中和”對中國意味著什麽?

在碳排放量結構方麵,目前發電已成為占比最高的部門。2019 年中國碳排放量 115 億噸,其中發電碳排放量 45.69 億噸 CO2,占比 40%;工業燃燒碳排放量 33.12 億噸 CO2,占比 29%。各大碳排放重點國家中,除美國外,碳排放占比最高的均為發電部門(美國為交 通,占比 45%)。因此,要實現“碳中和”,能源轉型首當其衝。

廣義的能源板塊包括能源的產生、轉換、消費過程,用途包括驅動、產熱等,是 大多數溫室氣體排放的根源。除此之外,交通、工業過程和農業也是溫室氣體排 放的主要來源。

2、 六大碳減排路線:供給側改革、能源革命與產業升級

我們從“能源碳”和“物質碳”兩方麵出發,構建了“碳中和”的實現路徑。

一、能源碳

1)能源供給側:提高可再生能源比例,構建零碳電力為主、氫能為輔的能源結 構,同時大力發展儲能以保障電網平衡。

2)能源需求側:分行業看,主要是工業、交通、建築三個部門;按實現路徑劃 分,主要有終端電氣化、源頭減量、節能提效三種途徑。

二、物質碳

物質碳與工業過程息息相關,因此涉及到大規模的工藝改變和原材料替換。

2.1、 源頭減量:碳減排驅動的供給側改革

2021 年 1 月 26 日,國務院新聞發布會披露,工信部與國家發改委等相關 部門正在研究製定新的產能置換辦法和項目備案的指導意見,逐步建立以碳排放、 汙染物排放、能耗總量為依據的存量約束機製,確保 2021 年全麵實現鋼鐵產量 同比的下降。

 

1)雖然碳減排是一場“馬拉鬆”,但是指標的設定、路徑的選擇具有顯著的政 策因素,而目前在其他減排路徑經濟技術較為一般或時間成本較高的情況下,短 期壓減產能或許是一條行之有效的措施;

2)目前,生態環境部主管碳減排相關事宜,從環保督察手段來看,曆史已證明 其有效性;

3)各地、各行業都將製定自己的減排目標和減排路徑,不可避免有排名、比較 的因素。 綜上所述,我們對通過壓減落後產能來降低能耗進而減少二氧化碳排放的政策手 段持樂觀態度。當然具體仍需要待政策最終落地,具體評估減排指標與減排路線。

(2) 2021 年 2 月 4 日,內蒙發布《調整部分行業電價政策和電力市場交易政 策》,對部分行業電價政策和電力市場交易政策進行調整。嚴格按照國家規定對 電解鋁、鐵合金、電石、燒堿、水泥、鋼鐵、黃磷、鋅冶煉 8 個行業實行差別電 價政策,繼續對電解鋁、水泥、鋼鐵行業執行階梯電價政策。

2021 年 2 月 24 日,甘肅省發布《高耗能行業執行差別電價管理辦法通知》, 要求 2021 年 3 月 31 日前完成本地區首次執行差別電價企業確認工作。針對鋼 鐵、鐵合金、電解鋁、鋅冶煉、電石、燒堿、黃磷、水泥等八個高耗能企業,按 照允許類、限製類、淘汰類,執行差別化電價。

從近期政策來看,以碳排放、能耗總量、汙染物排放為依據的存量約束機製正在 收緊。

電網企業因實施差別電價政策而增加的加價電費收入全額上繳省級國庫,納入省 級財政預算,實行“收支兩條線”管理,統籌用於支持經濟結構調整和節能減排 工作。對水泥行業、鋼鐵行業因實施差別電價政策增加的電費收入,10%留電網 企業用於彌補執行差別電價增加的成本;90%上繳省級國庫,納入省級財政預算, 統籌用於支持行業技術改造和轉型升級,促進經濟結構調整。

在“碳達峰”、“碳中和”目標的倒逼之下,“能耗指標”將成為重要的抓手, 2021 年全球經濟複蘇,大宗商品價格上漲動力較強,疊加“碳中和”目標下的 產能壓降手段,高能耗產品供給側約束後,價格有可能進一步提升。

2.2、 能源替代:新能源長期發展的盛宴

現有的能源係統中,煤、石油是主要力量。據統計年鑒數據,2019 年中國能源 消費總量 48.7 億噸標煤,其中煤炭、石油、天然氣、一次電力及其他能源占比 分別為 57.7%、18.9%、8.1%、15.3%。

從用途來看,石油主要用於終端消費(交通、工業),煤炭主要用於中間消費(火 力發電),天然氣主要用於終端消費(交通、工業、建築部門)。

回顧人類對能源利用的探索曆程,實際上是從利用核外電子到利用核內電子的過 程,但這恰是宇宙、物質、能源發展的逆過程

二次能源中,對電能的利用是一項偉大的革命,現已成為能源利用的樞紐,從曆 史上看,“電”也引發了多次生產技術革命。而氫能同作為二次能源,具有可存 儲的優勢,但也因製備和使用效率稍遜而經濟性較差,但從能量循環的角度看, 可以有助於碳的減排。

鋰、氫能同作為可行且具有前景電子存儲載體,其重要的原理特點在於,Li+與 H2 都是小粒子,有助於提升物質/能源轉換便利性。

碳中和的最重要目的就是減少含碳溫室氣體的排放,采用合適的技術固碳,最終 達到平衡。

為達到碳中和,我們預計到 2060 年,清潔電力將成為能源係統的配置中樞。供 給側以光伏+風電為主,輔以核電、水電、生物質發電;需求側全麵電動化,並 輔以氫能。

2.2.1、能源供給側:可再生能源主導

總量層麵:

核心假設:

(1)我們采用“自上而下”的測算方法,假設未來 GDP 增速和發電量增速從“十 三五”末期的 5%逐步下降到 2.5%;而由於節能降耗的原因,未來單位 GDP 能 耗逐步下降,電力消費彈性係數將小於 1。

(2)假設未來我國總發電量和 GDP 保持同步增長態勢且增速一致,假設 GDP 和總發電量增速分別為 2021-2030 年 4%、2031-2040 年 3%、2041-2060 年 2.5%。

根據我們的上述假設,以 2019 年發電量 7.22 萬億千瓦時為基礎,2030 年發電 量達到 11.9 萬億千瓦時(和部分機構的預測數據基本一致),2060 年發電量進 一步達到 32.71 萬億千瓦時。

結構層麵:

在總發電量預測的基礎上,我們將進一步對不同發電方式未來的發電量及相應的 裝機需求進行拆分。

核心假設:

(1)火電:裝機量方麵,在 2030 年碳達峰基礎上,在經濟發展的過程中 2020-2030 年仍需要有一定規模的火電裝機支撐發電量增長,因此我們假設火電 裝機在 2020-2030 年間每年仍將維持增長態勢,但增量逐步減少直至 2030 年無 新增火電裝機;2030-2060 年,火電裝機每年將逐步退出電力市場,直至 2060 年碳中和時存量火電裝機清零。利用小時數方麵,隨著火電裝機的逐步減少,未 來火電將更多用於調峰平抑發電曲線,因此我們假設火電利用小時數從 2020 年 的 4080 小時逐步降低至 2030 年的 3080 小時,後續則保持平穩。發電量方麵, 在裝機量和利用小時數假設的基礎上,火電的發電量占比將從 2020 年的 68%逐 步減少至 2060 年碳達峰時的 0%。

(2)水+核能+生物質:假設未來水+核能+生物質整體的發電量情況保持穩定, 2020-2060 年,在 1.7 萬億千瓦時的基礎上每年增長 2%。

(3)光伏+風電:在火電發電量逐步減少,水+核能+生物質發電量保持相對穩 健增長的背景下,光伏和風力發電將逐步成為未來最重要的發電方式。發電量占 比方麵,我們假設光伏+風電發電量中光伏發電的占比維持在 40%;利用小時數 方麵,假設風電、光伏年利用小時數分別維持在 2400h、1300h;裝機量方麵, 在總發電量發展、其他發電方式發電量、光伏發電量占比、以及光伏和風電利用 小時數等預測的基礎上,我們測算得出2030年風電、光伏新增裝機量分別為1.53、 1.88 億千瓦,2060 年風電、光伏新增裝機量進一步達到為 2.19、2.7 億千瓦。

(4)儲能:由於光伏、風電的不穩定性,必須輔以必要的儲能以平抑發電波動。假設儲能容配比從 2020 年的 10%逐步提升至 2060 年的 100%,備電時長從 2020 年的 2h 逐步提升至 2060 年的 4h,則儲能每年的新增容量將從 2020 年的 0.24 億千瓦時增長至 2060 年的 19.55 億千瓦時。

需要注意的是,我們對光伏、風電新增裝機量的預測源自對部分關鍵變量的核心 假設,如果其未來發生變化(如火電利用小時降低超預期、水+核能+生物質發 電量降低、儲能配套設施建設超預期等),則未來光伏、風電每年的新增裝機量 或將超預期增長。

氫能

 

在能源供給側脫碳的過程中,氫能與電能同為重要的二次能源,扮演著重要作用, 如重工業(高溫-超高溫環境)、道路交通(氫燃料汽車)、大規模儲能、船運 等

目前,電解水製氫的成本仍較高。根據能源轉型委員會的預測,隨著電解槽成本 下降,未來電解水製氫將成為主流方法。要實現“零碳”排放,電解水所需的電 力也必須來自於可再生能源,由此產生的氫氣稱為“綠氫”。

海上風電製氫(直接在風機附近製氫)是海上風電未來發展的重要方向,主要有 兩個原因:

1)隨著海上風電離岸越來越遠,外送電纜投資成本也逐步攀升,而利用風機所 發電力將水電解產生氫氣後,通過比電纜便宜得多的管道將氫氣送到岸上,甚至 有些海域有現成的天然氣管道可供使用;

2)氫氣可以儲存,而電力難以儲存。

2.2.2、能源需求側:終端電氣化

由於能源供給側向綠色電力轉變,所以需求側的脫碳首先意味著終端電氣化。根據國網能源研究院 2019 年 12 月的研究成果,終端電氣化率在 2050 年達到 50%以上其中工業、建築、交通部門分別達到 52%、65%、35%。

工業部門電氣化

鋼鐵、電解鋁、水泥等行業是能耗大戶,也是碳排放大戶。

鋼鐵行業的電氣化路徑主要是從高爐轉向電爐,電爐及其設備、耗材仍具有較好 的投資機會。根據鋼協數據,2019 年我國鋼鐵行業 90%以上的產能采用高爐 (BOF)技術,而電爐技術(EAF)僅占生產總量的 9%。特別是以廢鋼為原料 的短流程煉鋼技術,碳排放量僅 0.4 噸二氧化碳/噸鋼,若使用綠色電力為電爐 供能,則碳排放量可降為 0。

水泥的生產過程中需要將水泥窯加熱到 1600 攝氏度以上,目前電爐的使用尚未 商業化,投資成本較高。目前較為可行的方法是用沼氣、生物質替代化石燃料。

建築部門電氣化

從建築屬性來看,可以分為公共建築、城鎮居民建築和農村居民建築。從用途來 看,供熱、製冷、烹飪是中國建築部門的主要能源消費來源。建築部門的電氣化 率仍較低,2017 年僅為 28%。

目前,製冷、照明、家電已經實現了 100%電氣化,供暖和烹飪的電氣化推進較 為緩慢。我國北方城鎮普遍實行集中供暖,主要熱源為燃煤熱電聯產和燃煤鍋爐。自 2017 年以來,我國北方地區推行“煤改氣”、“煤改電”,對建築部門的電 氣化有一定的推動作用。

炊事方麵,根據清華大學建築電氣化接受程度調研,一方麵,住宅炊事用能逐漸 向公建轉移,應關注公建餐廳電氣化;另一方麵,住宅炊事電氣化最大難點在於 改變用戶習慣。

總之,建築部門電氣化需綜合考慮公共部門與居民住宅,也要考慮南北方氣候差 異。隨著人民生活水平提高,家用電器的數量和使用強度呈上升趨勢。未來采暖 電氣化應逐步替代燃煤鍋爐,炊事電氣化應重點關注餐廳電氣化和住宅炊事習慣 引導。

交通部門電氣化

交通部門的電氣化具有三個方麵的含義:

1)道路交通(小型、輕型):綠色電力為基礎的電動車(電池),配套充電樁、換電站;

2)道路交通(重型)、鐵路或海運:氫能(或氨氣),配套加氫站

3)航空:生物航空柴油為主要方向。

2.3、 回收利用:綠色低碳的循環經濟

 

再生資源的回收利用可以有效減少初次生產過程中的碳排放。目前來看,市場潛 力主要集中在三大領域:

1)高耗能行業(鋼鐵、水泥、鋁和塑料)的產品再生;

2)廢棄物(秸稈、林業廢棄物、生活垃圾)的能源化利用;

3)動力電池回收利用。

廢鋼利用:

據世界鋼鐵協會預測,從中長期來看,過去二十年中國鋼材消費量的迅速增長, 將帶動中國國內的廢鋼資源快速增長。在未來數年裏,中國國內的廢鋼供應量可 滿足中國的煉鋼需求。

鋼鐵行業的電氣化趨勢(電爐代替高爐)與廢鋼的利用屬於同一路徑。對比發達 國家,我國的電爐鋼產量占比處於較低水平。

再生鋁:

電解鋁的碳排放來源主要包括:電力消耗、碳陽極消耗、陽極效應導致全氟化碳 排放。再生鋁可以有效減少初次生產的能耗與碳排放,目前我國的再生鋁產量占 比同樣處於較低水平。

塑料循環利用:

在化工行業的數千種產品中,僅氨、甲醇和 HVC(高價值化學品,包括輕烯烴 和芳烴)三大類基礎化工產品的終端能耗總量就占到該行業的四分之三左右。

據上海市再生資源回收利用行業協會披露,2019 年我國產生廢塑料 6300 萬噸, 回收量 1890 萬噸,回收率僅 30%。

根據能源轉型委員會研究,2050 年,中國的塑料需求中 52%可由回收再利用的 二次塑料提供,初級塑料產量與國際能源署的照常發展情景中的回收率水平下的 產量相比減少 45%,HVC 和甲醇的需求分別較照常發展情景大幅減少 40%和 18%。

動力電池回收:

磷酸鐵鋰電池回收後兩大利用途徑:梯次利用與拆解回收,這兩個途徑並不是排 斥關係,而是互補關係。

三元正極材料回收與再生的技術路線主要分以下兩種形式:

物理修複再生,對隻是失去活性鋰元素的三元正極材料,直接添加鋰元素並通過 高溫燒結進行修複再生;對於嚴重容量衰減、表麵晶體結構發生改變的正極材料, 進行水熱處理和短暫的高溫燒結再生;

冶金法回收,主要有火法、濕法、生物浸出法三種方式。其中火法耗能高,會產 生有價成分損失,且產生有毒有害氣體;生物浸出法處理效果差,周期較長,且 菌群培養困難;相比之下,濕法具有效率高、運行可靠、能耗低、不產生有毒有 害氣體等有毒,因此應用更普遍。

對於磷酸鐵鋰電池,我們預測:

 

1)2030 年,報廢鐵鋰電池將達到 31.33 萬噸;

2)隨著梯次利用逐年上升,預計 2030 年可梯次利用的鐵鋰電池達 109.93GWh, 共 25.06 萬噸;其餘 6.27 萬噸進行拆解回收,可回收鋰元素 0.28 萬噸;

3)2027 年梯次利用的磷酸鐵鋰電池將在 2030 年達到報廢標準,此時拆解回收 8.604 萬噸,可回收鋰元素 0.379 萬噸。二者總計可以回收鋰元素 0.65 萬噸。

2.4、 節能提效:低碳社會的護航者

 

工業節能:

2020年噸新型幹法水泥熟料綜合能耗已下降至85kg標煤,較2005年下降35%。噸鋼綜合能耗下降至 552 克標煤,較 2005 年下降 20%以上。

中國鋼鐵行業還有一定的節能技術推廣、能效提高的空間。如餘熱回收(TRT 等技術)、高級幹熄焦技術(CDQ)等。

對於水泥行業來說,2020 年底已有 80%的水泥窯利用餘熱發電,總裝機 4850 兆瓦。同時,現有的商業模式(DBB 模式、EPC 模式、BOT 模式)較為成熟, 將推動我國實現“2035 年熟料生產完全不依賴外部電力”的目標。

針對化工行業,由中國石油和化學工業聯合會主辦的石油和化工行業重點耗能產 品能效“領跑者”標杆企業評選已持續多年,2018 年行業單位能耗持續下降, 萬元收入耗標煤同比下降 10%,電石、純堿、燒堿、合成氨等重點產品單位綜 合能耗同比分別下降 2.18%、0.6%、0.51%和 0.69%。

建築能效提升:

根據國務院新聞辦公室《新時代的中國能源發展白皮書》,截止 2019 年底,我 國累計建成節能建築麵積 198 億平米,占城鎮既有建築麵積比例超過 56%。推 動既有居住建築節能改造,提升公共建築能效水平,是建築領域節能的重要途徑。在居民製冷、取暖領域,熱泵技術可以有效利用空氣熱能,較現有的壁掛爐、電 加熱等方式更節能。

節能設備

功率半導體 IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的應用,可以有效提升能效水平,尤 其是在家電(變頻家電)和工業(工業控製和自動化)領域,兩者占 IGBT 下遊 需求的 47%左右。

根據產業在線統計,2013 年變頻空調標準頒布實施,空調的變頻占有率提升超 過了 6 個百分點;2016 年 10 月份冰箱新標準實施,2017 年冰箱的變頻化率迅 速提高了 10%;洗衣機新標準在 2018 年 10 月推出,2019 年變頻洗衣機的市 占率較推出前大幅增加了 8 個百分點。

未來隨著能效要求的進一步提升,以 IGBT 為核心的變頻領域前景廣闊。

2.5、 工業過程脫碳與工藝變革

工藝變革

除了能源使用(主要是化石燃料燃燒及電力/熱力使用),工業過程碳排放也是 重要的二氧化碳來源,2017 年占比 13%。工業過程碳排放與各個行業采用的生產工藝直接相關。

(1)如鋼鐵行業:含碳原料(電極、生鐵、直接還原鐵)和溶劑的分解和氧化;

(2)電解鋁:碳陽極消耗、陽極效應導致全氟化碳排放;

(3)水泥:汙水汙泥等廢棄物裏所含有的非生物質碳的燃燒、原材料碳酸鹽分 解產生的二氧化碳排放、生料中非燃料碳煆燒。

相比於“能源碳”,“過程碳”的去除更加困難。原因在於:

(1)生產工藝深度整合,對工藝過程的某一部分的改變都伴隨著過程其他部分 的改變;

(2)生產設施的使用壽命很長,通常超過 50 年(定期維護)。改變現有場地 的工藝需要昂貴的重建或改造;

(3)大宗商品全球交易,水泥、鋼鐵、氨和乙烯是大宗商品,在采購決策中, 成本是決定性因素。除水泥外,這些產品都在全球範圍內進行交易。一般來說, 在所有四個部門中,外部性都沒有被考慮在內,而且還沒有為可持續或脫碳產品 支付更多費用的意願。

隨著“碳中和”的推進,短流程鋼的產量占比將逐步提升。對於剩餘長流程鋼來 說,可以采用基於工藝改造的脫碳路線,如基於氫氣的直接還原鐵(DRI)、電 解法煉鋼、生物質煉鋼、碳捕集與封存(CCS)。

水泥生產過程中,由於石灰石分解產生的二氧化碳排放占到總量的 60%,因此 將不可避免用到碳捕集與封存(CCS)。其次,原料替代(粉煤灰、鋼渣)等替 代品已被廣泛使用,其他如氧化鎂、堿/地質聚合物粘合劑等同樣具備潛力。

2.6、 CCUS:零排放“兜底”技術

由於工藝替代的困難,“物質碳”在一定程度上不可避免,特別是在水泥、鋼鐵、 化工等重工業領域。也即如果不采用 CCUS,這些行業幾乎不可能實現淨零排放。

二氧化碳捕集、利用與封存(CCUS)是指將二氧化碳從排放源中分離後或直接 加以利用或封存,以實現二氧化碳減排的工業過程。

碳捕集的主要應用領域包括:

(1)煤氣化製氫以及甲烷重整製氫過程;

(2)工業部門的化石燃料燃燒過程;

(3)化工原料相關碳排放和水泥生產的過程排放等;

(4)電力部門中的應對短期和季節性峰值的火力發電。

2019 年中國共有 18 個捕集項目在運行,二氧化碳捕集量約 170 萬噸;12 個地 質利用項目運行中,地質利用量約 100 萬噸;化工利用量約 25 萬噸、生物利用 量約 6 萬噸。

英國崛起是依賴煤,美國是石油,相對應會產生一個價值鏈,從而指數級地增加國家的財富,如汽車業就可以將原來沒有價值的橡膠樹等轉變為財富。綠色經濟崛起,煤和石油的價值鏈都要消失,誰在綠色經濟中掌握先機,比如掌握了電池和光伏的供應鏈,以及核心的綠色技術,那就像美英控製油煤核心一樣,爬上價值鏈的頂峰,這是符合邏輯的推理,並不是愛國。但美國並非沒有機會,它目前還是處於先進地位,但如果忽視,就可能淪落,在價值鏈產業上的淪落,比軍事上的失敗更一蹶不振。

以上基本概述了中國走向碳中和的技術路線。這對中國既是一個挑戰,也是一個機遇,如果成功實現碳中和,那也是數以千萬億計的巨大價值鏈工程,可以一舉把中國推向世界經濟生物鏈的頂端,以不容置疑的實力,無法撼動的地位,居於世界之巔!




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好文章!拜讀了。謝謝了! -panlm_- 給 panlm_ 發送悄悄話 panlm_ 的博客首頁 (754 bytes) () 04/18/2021 postreply 07:17:47

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