首先,我们来确定一下碳达峰以及碳中和的基本概念。

 

碳达峰

在2030年,全国碳排放量达到116亿吨的峰值,之后需要逐步减少碳排放量。

 

碳中和

在2060年,全国二氧化碳排放总量需通过造林、碳捕捉等一系列方式方法进行全部吸收,实现全国碳排放总量为零。也就是说,碳排放量—碳捕捉量=零。

  在有了以上两个大方向之后,我们通过五个切入点:
  • 碳排放格局

  • 能源结构变化导致不同行业的兴衰

  • 储能

  • 碳捕捉

  • 碳交易

       来梳理分析这其中时间线长达40年的风险以及机遇。

 

关于碳达峰,碳中和你需要知道的一切_碳达峰碳中和

一、碳排放格局 

目前碳排放格局主要由三部分构成,能源活动(占碳排放量84.4%)、工业活动(占碳排放量15.4%)、农业(占碳排放量-0.8%)。非常明显,碳排放主要集中在能源活动以及工业活动的生产经营以及消费中产生,例如:汽车、飞机等消耗燃油的交通工具;化工生产、炼钢炼铁;日常用电。而-0.8%的碳排放贡献相对微乎其微。能源活动中,用电分为进行碳排放的火电和不进行碳排放的清洁能源,例如水电、风电和光伏发电。

说到这里,大家可能已经有些迷糊,这么多种类的社会经营活动都会导致不同程度的碳排放,那如何计算一个碳排放总量最合理呢?其实有一个很简单直接的方法,那就是计算一次能源(一次使用,不可再生)的社会消耗即可。公式也很简单:一次能源本土产量+进口量-出口量=一次能源消耗总量。即社会整体碳排放总量。一次能源包含了石油天然气等一系列工业和社会正常运行所需要消耗且产生碳排放的物质。比如工业生产就会产生碳排放,生产实惠,碳酸钙分解,释放二氧化碳。

以上就是碳排放格局的基本面。

二、能源结构变化会导致不同产业的兴衰

上面一节说到现有的碳排放结构,其中火力发电产生的碳排放是最多的,目前68%的电力供应是由火力发电提供,而火力发电造成了全国38%的碳排放总量。如此高的占比,相信大家也明白,我国政策治理方针中抓大放小以及老虎苍蝇一起打的作风。限制火力发电碳排放将会是未来40年时间的重中之重。按照现有计划,煤炭消耗总量在2025年需要达到峰值。留给火力发电这个市场的增长时间只有4年了,4年后,煤炭的消耗就需要开始逐步降低。40年火电厂全部关闭。这导致了一些行业和地区必然的衰败。煤矿以及产煤的工业城市将面临不可避免的转型。类似神木、鄂尔多斯、兖州、大同、鸡西这类产煤大户,要好好思考自己未来城市发展以及工业结构的转型了。题外话,想要去这类极度依赖煤矿的城市买房的人,慎重考虑一下城市长期发展为佳。未来的电力供应格局会是这样的结构【光伏>风电>核电>水电】。光伏供应量最大,风能些许不稳定,核能目前的技术仍处在核裂变时代,需要朝着核聚变不断发展。市场以及学术界最可信也是最客观的一个观点是,2060年,光伏发电占比45%,风电30%,核电15%,水电10%。光伏和风电已经进入平价上网时代,意味着成本已经低于火电。在这个节点上,市场一旦突破成本临界值,迎来的将是爆发式增长。光伏全产业链将会面临前所未有的增长。太阳能板,电池片,逆变器,电机等等,需求将会是爆发式的。与此同时,随着未来电力供应格局改变,以风能、太阳能等为主的可再生能源应用落地,为了保证可再生能源高效稳定地运行,需要一套集发电优化调度、负荷管理、实时监测、智能控制和自动调度决策为一体的微电网智能能源管理系统来进行统筹管理。关于碳达峰,碳中和你需要知道的一切_碳达峰碳中和_02

三、储能

在分析完未来的能源结构之后,我们需要考虑一个事情。那就是储能。光伏发电只能在白天,风能需要有足够强大而稳定的风,水力发电面临着雨季和旱季。这都导致了上述三类发电方式在不同程度以及不同周期上的供电不稳定。火力发电以及核电就没有上述棘手的问题。为了解决电力供应不稳定的问题,就需要做好电力的储备。据预测,10年后全国将面临130Gwh的储能需求,目前清洁能源主要的能源储存方式还是以锂电池储备为主,但锂电池成本造价高,谁能解决锂电池成本问题,谁就是这个行业最大的赢家。假设通过降低锂电池成本已经完成了电力的集中储备,解决了用电峰值以及低谷的电力供应错配,最终解决了电力供应不稳定的问题,但还有一个巨大的问题。那就是单位能量值过低。顾名思义,通过锂电池储存的电量在存储以及释放的过程中,有一个不可避免的问题就是单位能量值过低。轮船、飞机是不可能通过安装锂电池进行能量供应的。起码未来40年这个问题都很难以解决。既然这类大型交通工具或者大型移动能耗设备未来不能用化石燃料了,用什么呢?答案就是氢能。氢的热值是高于汽油的,而电可以用来制造氢,这就是一种能量载体的转化,解决了电力存储和特殊用电需求的问题。目前氢的存储仍旧是一个不小的问题,未来也将会投入大量的人力物力去解决氢能源储存的问题。这同样是一个重大的社会需求,需求的背后就是机遇。一旦氢的储存得到解决,将有效形成对化石燃料的替代。另外,氢还可以代替石油,天然气成为化学反应中的还原剂。第一节提到,15.4%的碳排放来自工业过程,炼钢炼铁中用焦炭来做还原剂,以后将会使用氢来进行还原。

四、碳捕捉

碳捕捉,顾名思义,就是把工业生产中产生的二氧化碳进行捕捉。目前有一种方法,较为成熟,就是在烟囱里面建造乙醇胺溶液管道,将二氧化碳溶于乙醇胺中,紧接着通过加热分离出二氧化碳,将二氧化碳压缩成液体,注入2000米地下,能够有效封存二氧化碳1000年。碳捕捉的技术基本成型,唯一也是最大的问题就是成本问题,如果一个火电厂或者化工生产厂要进行碳捕捉,火电和化工生产成本将会大大提高。针对这个问题,有一个形而有效且大大鼓励资本家去做的事情。那就是碳交易。

 

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五、碳交易

碳交易,顾名思义,就是二氧化碳的交易。底层机制是,A公司被政府或有关部门要求2021年减排二氧化碳50吨。但公司若这么做,需要投入巨额资金进行生产线改造,否则只有通过减产这个方式来实现二氧化碳减排的要求。而B公司找到A公司说,我有专门的碳捕捉工厂,和林地,每年能够提供100吨的二氧化碳捕捉量,我以一个咱们双方都能接受互利共赢的价格卖给你50万碳排放权。这样你可以继续你的生产经营,也不需要去改造生产线,国家要求碳排放总量降低,既然你排那我就帮你捕捉。一拍即合,A公司省去了大量的生产线改造投入,也不需要减产,而B公司作为专业的碳捕捉企业,将自己做的事情实实在在转化为了利润。这就是让专业的人去做专业的事,效益最大化。用比较优势去实现社会整体的碳减排。2011年,7个城市开展了碳交易。截至目前,一共设立了9个碳交易所,2020年国家也颁布了《碳排放权交易管理办法》。今年全国2225家发电厂将分到有限的碳排放额度,超过的就只能去购买碳排放额度。有能力通过自身实现碳减排的,就自己去做这件事情,暂时没有这个能力或者没有自己去做这件事情打算的企业,就需要去购买碳排放权。