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2021年中国碳中和行业研究报告

北极星大气网  来源:艾瑞咨询    2021/7/23 8:48:40  我要投稿  

北极星大气网讯:复活节岛位于南太平洋东部,向东距离智利大陆本土约3600公里,荷兰航海家罗赫芬于1722年4月5日复活节发现并登上该岛,该岛因此而得名。复活节岛因巨大的石雕像和大石城遗迹驰名于世,也为人类文明留下了一个疑团,即:如此恢弘的文明,为何今天如此凋零?随着研究的逐步深入,这个谜团也逐步解开。

15世纪时,复活节岛上的森林已经消失,绝大部分树木灭绝,动物随之灭绝。由于森林消失,人们找不到木材建造船只,也就再也无法出海捕捉海豚。他们只能在浅海捕鱼,使得浅海的生态也遭到了严重的破坏,甚至连海贝也基本被吃光。随后复活节岛民由捕猎者转为农民,开始耕作。但森林消失带来的水土流失,让土壤变得越来越贫瘠。最终,当时具有世界上最为发达社会组织形式的复活节岛,只剩下孤独的石像能证明曾经的灿烂……

复活节岛的教训是工业时代人类以消耗能源为代价取得经济发展的一个古老缩影,这个缩影以碳循环的形式,变成了盘旋于人类文明头上的一朵阴云。然而当下所有有关碳中和的行动,都尚不能真正使碳循环恢复健康状态。所以,作为一种理念与行动兼具的碳中和,必然将矛盾的焦点转移向能源最终消耗载体,也就是城市,以及直接消耗能源的工业生产环节。在完美碳中和状态下,人类的社会组织形式、城市环境、居住状态和生产能耗率都将得到颠覆性优化。

碳中和的起源与重要性一个老词的新生命

地球上的碳中和,可以追溯到35亿年前

就目前的研究来看,被科学界普遍认可的是地球形成于46亿年前。在形成之初,地球的地质活动十分剧烈,所以产生了超大量的二氧化碳。以现在我们的认知,二氧化碳是破坏环境的有害气体,但在当时,这些超量的二氧化碳很好的保护了地球,温室效应使地球得以留住来自太阳的能量。而到了35亿年前,地球孕育出了第一种生命——蓝藻。这种最初的原核生物,历经20多亿年的时间,将地球上超量的二氧化碳,通过光合作用转化为氧气,并将大量的碳固化下来,这才逐步形成了今天我们适宜地球生命生存的自然环境。在这第一轮的碳中和过程中,蓝藻和后续其他动植物的作用下,原始地球中那些超大量的碳,都以煤、石油、天然气以及最重要、储量最大的页岩气、页岩油的形式,储藏在地壳里。

随着科技的发展,文明的进步,人类进入工业时代,对化石能源的依赖与日俱增。当今维持世界能源正常运转的代价,就是将过去首轮碳中和所固化下来的碳,挖掘出来重新释放它们的化学能,进而将二氧化碳再度排放到大气中。所以这就给地球环境带来了“倒退”的风险,也是基于这种认识,新一轮碳中和在环保、政治和经济的博弈下徐徐展开。

严峻的碳排放形势

想让国际社会客观看待中国排碳量是不可能的

目前碳中和集中于二氧化碳方面的讨论,但实际上,高压电力设备绝缘使用的六氟化硫;半导体生产中作为氯氟碳的替代物的全氟化碳;一氧化氮、甲烷等气体,都是碳中和的目标。而在国际上,这些气体也是折合成二氧化碳当量,作为目标予以管控的。在联合国常任理事国中,中国的二氧化碳排放量在2000年以后加速上升,截至2019年,中国全年二氧化碳排放量高达106亿吨,已经遥遥领先全球。造成这种现状的原因是多方面的,而也正是因为原因过于复杂,中国的碳中和问题才更难得到国际社会的客观对待。所以于中国来说,碳中和是势在必行的国策,它将对未来中国社会和商业模式产生巨大影响。

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不出大气层的新航天

能源关乎国际竞争格局,也关乎一个国家的科技走向

蒸汽机的发明对于人类科技的走向起了决定性的作用,工业革命以后,人类对能源的需求量大幅增加,为了满足蒸汽动力对能源的需求,燃烧产生提供能量的资源,就成为几乎唯一的手段,这种能源利用模式至今都在社会和科技领域发挥着统治性的作用。中国近代在自然科学领域上处于不利地位,所以中国国家的工业化起步比较晚,在成为世界工厂以后,中国对间接太阳能的需求呈指数型暴增,所以其燃烧化石资源获取能源的百分比陡增。法国由于政治原因和地缘方面的原因,国家整体放弃了化石能源,转而使用核能。所以其通过化石燃料获得能源的占比在全球发达国家中最低。其余工业化国家其能源需求对化石燃料的消耗基本维持在正常水平。

而碳中和目标的提出,实际上是需要让人类对能源的供需恢复到“自产自销”的阶段,而不是一直向化石能源索取。由此引发的关于能源生产的技术革新,与工业制造低能耗化的技术革新,都将对未来产生深远影响,如果说蒸汽机改变了人类能源的历史走向,那本轮碳中和极大可能会使人类的科技线再度转折。从某种程度上说,就是让人类在面对地球时以“孤立无援”的拜访外星的情况作为思考基点,是不出大气层的新航天产业。

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以碳中和为名义的产业升级

中国若实现碳中和,对国内能源和制造业会产生颠覆性影响

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碳中和对中国的颠覆性影响,碳中和导致的中国能源革命

短期会针对火电进行改造,中长期布局清洁能源

如前文所述,本轮碳中和会从能源结构上和制造工艺能耗上两个方面彻底改变中国。所以从能源角度看,由于中国在煤炭资源上的优势,中国火力发电从操作上和经济成本上是最好的选择。因此目前中国火力发电装机量占全国的56.8%,所以中国的能源结构势必发生深远的转变,这会从原材料生产、到发电设备制造、再到到居民用电习惯等全产业链产生影响。就目前的规划看来,未来30年火力发电机组将不会有明显的增量,多半是以调峰用电、或老旧改造、或碳中和化改造为主。水电受制于自然资源的限制也难有大幅增长。核能受制于技术和安全因素,虽然有明显的增量,但整体装机量并不多。所以风电和光电作为匹配中国辽阔国土的最优选择,在规划上就会得到最优先考量。未来30年如果没有新的能源技术革命爆发,中国风光电的装机量将分别增长599%和831%。

风和光作为自然资源是星球依靠自然规律产生的能源,对这些能源的应用,是任何航天探索得以为继的基础,所以中国的能源革命就是要在这个基础上有所改善。

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