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高耗能行业有哪些要求(企业如何实现低碳转型)

近年来,世界进入动荡变革期,新冠肺炎疫情影响深远,世界经济和全球产业链受到严重冲击,我国经济和企业发展环境面临深刻复杂变化。面对百年未有之大变局,中国向全世界做出庄严承诺,我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和。这既是我国应对气候变化提升国家自主贡献的需要,也是我国产业绿色发展和转型升级的有力抓手。

 

当前,我国产业结构整体偏重,高耗能企业所占比重过高的问题仍然比较突出,实现双碳目标首当其冲就是要调整和优化产业结构,实现企业低碳转型和高质量发展。

加快业务布局调整,优化供需关系

我国是全世界唯一拥有联合国产业分类当中全部工业门类的国家,近年来我国钢铁、建材、石化、高铁、电子、航空、航天等产业通过锻长板、补短板、强弱项,在迈向全球产业链和价值链的中高端方面取得了巨大的进步。

2020年,我国制造业增加值达到26.59万亿元,占全球比重接近30%,重点领域创新发展取得重大突破,一些前沿方向开始进入“并跑”“领跑”阶段,技术创新加快从量的积累向质的飞跃、从点的突破向系统能力提升转变。但总体上看,我国企业创新能力还不强,特别是关键核心技术受制于人,高端产品有效供给能力不足,产品结构性矛盾突出。低效和无效供给造成了大量的资源和能源浪费,增加了不必要的碳排放,必须大力调整产业和产品结构,通过提升供给质量实现减碳发展,要继续深化落实供给侧结构性改革,淘汰低效产能,落实好产能置换,严控新增产能;要优化原燃料和能源结构,优化工艺流程结构,淘汰落后工艺和设备,构建循环经济产业链。

有条件的高耗能企业要积极构建上下游紧密结合的一体化产业链,发展产业集群,形成聚集发展态势,探索有利于节能减排的发展模式。另外,还要不断推进产能布局优化。在坚持生态环境承载力的前提下,电解铝、工业硅、金属镁等碳排放量高的企业应该向可再生能源富集且消纳能力不足的地区转移;高耗能企业要通过提升与完善产业基地和产业园区的功能,继续向基地化、规模化、清洁化、一体化方向发展。

 

加快绿色低碳技术创新和应用

近年来,我国企业不断加大节能减排力度,着力加强生产过程管理,提高能源利用效率;不断优化能源结构,积极构建清洁低碳的能源体系。随着风、光等绿色能源的发电成本逐步下降,绿色电力比重增加的趋势更加明显,未来电能在终端用能结构中的占比将持续提升,终端电气化将是脱碳最直接的路径。

当前企业应该重点关注储能、智慧电网、高效电转蒸汽、大规模电制氢、高温电加热工艺等技术的发展,积极参与研发核心技术装备并推广应用。大企业要带头支持行业建立低碳创新联盟,建立标准体系,聚集合力研究辐射效应广、带动性强的低碳技术发展路线;抓紧部署低碳前沿技术研究,推广节能清洁降碳的用能设备,研发实现资源循环利用的链接技术。如,钢铁行业重点围绕氢冶炼、冶金渣余热回收及综合利用等低碳前沿技术,发展直接还原、熔融还原等非高炉炼铁技术,发挥非高炉炼铁与电炉短流程炼钢的协同减碳效应,实现产业化示范应用;有色行业重点围绕原铝低碳创新技术、铝电解槽余热回收,火法冶炼余热利用等开展研究,实施共性技术、前沿技术、低碳技术示范。

 

利用新技术赋能,强化智能化应用

新一代信息通信技术具有泛在感知、敏捷响应、自主学习、精准决策、动态优化等特点,已经深入应用到各行各业。在生产制造设备层面,通过迭代升级,提升制造设备单位作业量及作业精细度,可以实现能耗逐步降低,碳排放逐步减少;在制造工艺流程层面,可以对整个流程进行建模仿真,借助AI技术持续优化工艺流程,减少工序、提升工效,直接降低能耗及碳排放强度;在人员及工序管理层面,可以对人员管理、运营管理等方面实现综合管控,结合先进技术,减少人为因素导致的过多作业,进一步降低冗余能耗及碳排放。

5G+工业互联网对行业应用场景的深度开发,通过建设智能化平台,可以实现基于数字化、自动化的端到端智慧工厂与智能控制;数据链接与运营管理,生产潜力优化与碳排放协调;数据分析驱动的预测性维护与质量预测分析。针对双碳目标,企业要积极利用工业互联网的平台赋能效应,充分融合工业机理、工业数据、人工智能分析方法,主动探索和研发深度应用场景,驱动企业由局部粗放向全局精细的变革。

企业低碳转型与高质量发展

无论是国家层面、还是行业层面,都应该意识到低碳转型与高质量发展并不冲突,两者存在内在一致性。企业也一样,碳中和目标是企业高质量发展的战略罗盘,高质量发展是企业低碳转型的可靠路径。

中国企业过去40年在规模上的崛起是由中国经济的高速增长和中国所选择的增长模式共同决定的。在新时期实现高质量发展,中国需要全新的经济微观基础,需要大批具有成长性、投资资本收益率很高的企业来促进整个国民经济投资效率的提升。

 

高质量发展过程中,中国经济增长的绿色化程度已经显著提升。中国的能源消费总量虽然继续保持增长,但是增长速度已经大幅度减缓。据国家统计局数据,2000—2010年,能源消费总量以年平9.4%的速度增长,大致对应同期的GDP增长速度;2010—2020年,能源消费总量的年平均增长速度降低到3.3%,显著低于同期的GDP增长速度。能耗强度下降,体现了经济效率提升;经济增速放缓,预示未来发展需要“换马”。

目前,大量传统企业设立碳中和目标、承诺将消除自身运营碳足迹,宣誓“老骥伏枥,志在千里”。据《2022中国企业碳中和贡献力(CCC)研究》报告暨50强榜单数据显示,与2021年相比,今年的榜单中行业分布结构更均匀,碳中和贡献力显著提升。其中,传统及新能源行业比产业链企业贡献力突出,同时东部地区占比优势明显。此外,众多新兴企业凭借低碳解决方案从缝隙中崛起,涌现弯道超车的新势力。

 

支撑企业低碳转型的三大支柱

《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》和《国务院关于印发2030年前碳达峰行动方案的通知》对各阶段碳达峰碳中和工作提出了任务和目标 ,也体现了支撑未来40年时间低碳和零碳转型的三大支柱:清洁高效安全的能源体系、绿色低碳循环的经济体系、和谐共生负碳的生态系统。

清洁高效安全的能源体系

能源体系的低碳化路线主要侧重于两个方面,一个是传统石化能源的清洁高效安全利用,其次就是可再生能源的开发,构建新能源体系。具体表现为能源生产清洁化、能源消费电气化、能源利用高效化。企业较为热衷的便是“绿电”的交易使用,加速推进企业降碳。

 

《能源碳达峰碳中和标准化提升行动计划》提出,到2025年,初步建立起较为完善、可有力支撑和引领能源绿色低碳转型的能源标准体系,能源标准从数量规模型向质量效益型转变,标准组织体系进一步完善,能源标准与技术创新和产业发展良好互动,有效推动能源绿色低碳转型、节能降碳、技术创新、产业链碳减排。

绿色低碳循环的经济体系

经济体系绿色转型的主线是生产、流通和消费体系绿色化、资源循环再生化。通过绿色低碳循环的经济体系,即便是石化行业,在下游产品与生产工艺不发生根本变化情况下,也可以利用可再生能源电解水制氢,与从大气或其他行业捕集 CO2 合成基础化工原料,逐步向生物精炼或“太阳能化工”演化。随着光伏发电成本下降和绿氢储能价值提升,目前行业认为 2050 年左右利用绿氢为原料合成甲醇或其他化工原料将具备成本竞争力。

和谐共生负碳的生态系统

中国作为生态文明理念的提出者,在国内已开展诸多生态保护与气候减缓协同并举的成功实践。目前中国人工林面积已居全球第一,并开展了大量的工作以开发自然生态系统的碳汇潜能,也是“基于自然的解决方案”的倡导者。具体解决方案有,增加森林碳汇,提升农业技术,增强土壤固碳能力,利用CCUS等负碳技术。

 

企业实现碳中和的六大途径

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,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。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%。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)。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。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。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。

 

该路径下,企业典型行动通常包括:CCS:配备二氧化碳捕集与封存技术;CCU:配备二氧化碳捕集与利用技术,配备二氧化碳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。

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