实现碳中和的路径是什么?

实现碳中和的路径是什么?

最佳答案 匿名用户编辑于2022/10/14 10:54

我来概括一下,内容都来自报告《中国企业低碳转型与高质量发展报告2022》,如果想要更多了解低碳转型,可以前往原报告查看。

实现碳中和,企业需要通过上述三大支柱——能源体系、经济体系和生态系统赋能。根据企业经营 活动的能量流和物质流,按照来源、转化、利用和处置四个过程,报告归纳了 2021 和 2020 年 100 家企业所采取的脱碳举措,概括为以下六大路径(简称“六化”)。

电力脱碳化:

发电部门即是中国当前主要排放源,也是“双碳”目标下的降碳主战场。

2020 年,中国发电行业排放的二氧化碳约为 54 亿吨,占全国能源体系总排放量的 47% 左右。“双碳”目 标情景下,通过大力建设新能源、非化石能源为主体的新型电力系统,2020-2060 年间中国可再生能源发电 量预计将增长 6 倍,到 2060 年发电总量占比将达到 80% 以上。发电行业排放量可在 2025 年前后达到峰值, 然后在 2055 年之前实现零碳排放,期间累计减排量在各行业中占比 55% 以上(IEA-CNZ,2021)。

中国能源体系转型为实现“电力脱碳”提供了最巨大确定性。

2020-2060 年间电力系统单位隐含碳排放(电力平均二氧化碳排放因子)将以年均 3% 的速度下降,速度显著 高于过去十年。电力脱碳的确定性,为各行业降低能源消费隐含碳排放提供了有力支撑(IEA-CNZ,2021)。

电力市场改革为各行业持续释放参与“电力脱碳”红利的机遇。

伴随着电力市场化改革持续深化,市场规模逐步扩大,为绿电成为新的交易品种并通过市场交易奠定了基石。 对用能企业而言,短期内绿色电力既包含了“绿色溢价”,也有来自市场化购电的“改革红利”——受燃煤 发电市场交易价格浮动扩大及工商业目录销售电价取消影响,上浮后的火电价格有可能高于绿电的溢价部分。

该路径下,企业典型行动通常包括:

签署协议采购绿电(PPA)

采购绿色电力证书(REC)

安装屋顶光伏等分布式可再生能源供电

投资光伏、风电等可再生能源项目作为电源

 

 

用能电气化 :

基于高确定性的“电力脱碳”趋势,推动能源利用方式电气化,提升电力在终端能源消费占比成为重要的脱 碳路径。

2020 年电力在中国终端能源消费总量中的比重只有 25%,预计在 2060 年将超过 50%。通过在工业、建筑和交 通领域持续推进“再电气化”改造,2021-2060 年间电力占各部门用能总量的比重上升,二氧化碳累计减排量 贡献占比为 13%,其中约 1/3 贡献来自交通运输行业推广新能源载具、实施“油改电”(IEA-CNZ,2021)。

基于可再生能源,发展可再生能源发电 - 电解水制氢(“绿氢”),是当前基于天然气制氢(“灰氢”)进 行替换进而实现脱碳的路径。在“双碳”目标情景中,至 2060 年,利用可再生能源和电网电力的水电解技 术将贡献总产量的 80%,煤炭和天然气结合 CCUS 的制氢产量将分别占 9% 和 7%(IEA-CNZ,2021)。

该路径下,企业典型行动通常包括:

营运车辆、通勤车辆以及物流运输车队采用新能源车辆

工程机械和车辆采用氢燃料电池或纯电驱动

机场提供地面供电、码头提供岸电,以替代飞机或船只燃料供电

采用电锅炉、热泵技术供热;工业过程电气化改造,例如动力设备由蒸汽驱动改为电力驱动

燃料脱碳化:

对于航空、航运、长距离公路货运这些难以电气化的领域,需要采用新的零碳燃料—―通常是基于生物质、 绿氢及氢衍生合成燃料(绿氨、绿色甲醇)。

“双碳”目标情景下,到 2060 年,中国氢产量预计占全球的 30% 以上,生物天然气产量占全球的 30%, 绿氢和氢基燃料在中国终端能源用量中的比重共计将接近 10%(IEA-CNZ,2021)。

工业是拉动氢能需求增长的主要部门,2060 年工业需求将占氢能总产量的 40%,交通运输领域占 25% 左右, 另外 20% 是将其转化为其他燃料(主要是航运用氨和航空用合成煤油)。 在“双碳”目标情景中,氨将会越来越多地作为海上交通运输的一种低碳燃料使用,2060 年预计 67% 的氨 将用于航运业。对航空业而言,2030 年以后,氢衍生合成煤油的用量将迅速提升,至 2060 年将满足中国航 空燃料需求总量的 1/4(IEA-CNZ,2021)。

该路径下,企业典型行动通常包括:

用生物质废弃物作燃料替代燃煤

用生物质燃油、绿氨、绿色甲醇等绿氢衍生合成燃料替代柴油、煤油(例如 SAF 替代航油)

用绿氢、生物质天然气替代传统天然气或煤气做燃料

原料脱碳化:

通过循环经济模式,可以降低多个工业领域过程碳排放和原料隐含碳足迹。金属(钢铁和铝)、石化产品(例 如塑料、纤维、橡胶)、水泥熟料都有较高隐含能耗及碳排放。提升再生资源占比,将提升基础原材料生产 的低碳化水平。通过在钢铁与铝生产中增加废钢和废铝使用比重,或降低熟料 - 水泥比例,可以推动 2020- 2030 年间单位增加值能耗下降 32%。对一般制造业、商业消费领域,通过循环经济提升包材的再生率,也 将明显减少终端消费带来的碳足迹(IEA-CNZ,2021)。

随着中国完成工业化的历史延续,本土再生资源储量也将持续积累。以钢铁为例,要实现发达国家以短流程 - 电炉炼钢,需要具有重组的废钢供给:2020 年,中国可统计废钢供应量约 2.6 亿吨,相比目前中国粗钢产 量 10 亿吨量级,废钢资源供应远未达到可以支撑高比例短流程炼钢的程度。冶金工业规划研究院预计,到 2050 年,预计钢铁行业废钢供给量 5.0 亿吨,此时再生钢生产对废钢的消费量占到总废钢供给的 80% 以上, 才能基本满足以废钢不断再生循环的需求(RMI,碳中和背景下中国钢铁零碳之路)。

在“双碳”目标下,塑料的回收再利用价值和潜力将提升。2030 年前,塑料回收利用潜力的释放主要来自 物理回收水平的提高,而化学回收在 2030 年后有望得到较大规模的应前。目前巴斯夫、科思创、陶氏等领 先企业均在塑料化学循环领域进行 了系列布局,在国内,中石油、中石化也一直密切关注相关领域。 中石 油在“十四五”期间,全面布局相关研究,包括单一化塑料材料回收利用技术、新型废塑料优化技术等;中 石化也已全面启动成套技术开发和工业应用,同时着手相关产品标准研究(RMI,中国化工零碳之路)。

该路径下,企业典型行动通常包括:

采用回收电池生产电极材料,采用回收金属原料,回收非金属材料,实现“闭环制造”

采用植物基包装,采用植物基染料,采用植物基纤维

采用捕集 CO2 为原料合成化工原料

采用 PET 等塑料再生原料

采用矿渣替代熟料或生料

采用绿氢或绿电金属原料

采用绿氢作为原料

采用再生原材料包材

采用植物蛋白原料

能源资源利用高效化:

效率,通常是能源和资源的第一生产力;信息技术与智能化,是提升效率的关键要素。 物质、能量、信息是世界构成的三要素,它们自身的动态流转,以及相互之间的协同约束关系,正在经历以 人工智能、云计算、大数据、物联网、5G 等为代表的数字技术变革,通过信息流提升物质流和能量流的效率, 从而达到减少碳排放的效果。放眼未来,数字技术将在各行各业推动能源结构转型、效率提升,是实现绿色 低碳化的重要途径和抓手。根据全球电子可持续发展倡议组织(GeSI)发布的《SMARTer 2030》报告显示, 未来十年内数字技术有望通过赋能其他行业贡献全球碳排放减少量的 20%,是自身排放量的 10 倍。“双碳” 目标下,仅能效一项就将贡献 2030 年二氧化碳减排量的 25% 左右(IEA-CNZ,2021)。

该路径下,企业典型行动通常包括:

智能制造提升资源和能源效率,提升生产工艺和成品率

智能绿色建筑提升能效

采用高效数据中心技术

余热回收,冷能回收,能源系统改进提升效率

生产过程节能技改,生产工艺升级提升效率

智能交通提升运输效率

改进产品设计提升产品能效

引导需求减少浪费

环境影响负碳化:

碳移除,尤其是 CCUS 在工业减排方面具有至关重要的作用,是少数可以用于减少水泥、钢铁和化工生产过 程排放的技术之一。 截止 2021 年,中国已投运或建设中的 CCUS 示范项目约为 40 个,遍布 19 个省份,捕集源的行业和封存利 用的类型呈现多样化分布。其中13个涉及电厂和水泥厂的纯捕集示范项目总体CO2捕集规模达 85.65 万吨/年, 11 个 CO2 地质利用与封存项目规模达 182.1 万吨 / 年,其中 EOR 的 CO2 利用规模约为 154 万吨 / 年,CO2 封 存及利用涉及咸水层封存、EOR、驱替煤层气 (ECBM)、地浸采铀、CO2 矿化利用、 CO2 合成可降解聚合物、 重整制备合成气和微藻固定等多种方式(中国 CCUS 年度报告,2021)。 “双碳”目标情景下,2030 年以后 CCUS 技术将加速部署,到 2060 年在电力、工业和石化部门可实现的减 排量将增加到 26 亿吨。此外,预计 2060 年通过 BECCS、DAC 结合二氧化碳封存,将有约 6.2 亿吨减排量, 占二氧化碳捕集总量的 25%,可完全抵消工业和交通运输部门的剩余排放(IEA-CNZ,2021)。

该路径下,企业典型行动通常包括:

CCS:配备 CO2 捕集与封存技术

CCU:配备 CO2 捕集与利用技术,配备 CO2 回收做耐用材料技术

开展或支持土壤固碳项目

开展或支持森林增汇项目

开展或支持其他 NBS 方案

 

参考报告REPORT

中国企业低碳转型与高质量发展报告2022.pdf

中国企业低碳转型与高质量发展报告2022。《中国企业低碳转型与高质量发展报告2022》深入领会中国“双碳”目标和“1+N”政策精神,从“初级资源”“工业制造”“商业消费”和“基础服务”四大板块,建立高质量低碳转型理论框架,遴选来自国民经济各行各业的百项企业案例,系统性呈现中国企业在“六大脱碳路径”下的创新行动,提炼了中国企业探索高质量发展与低碳转型中的优势策略,点亮“百舸争流、激荡40年”的中国企业脱碳之...

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