
碳中和过程的四个重要环节
碳中和,是我们国家今后40年的一项重大国策。从碳排放高峰到中和,其他国家有六七十年的时间,这个时长大约是两代人的职业生涯加起来的时间。也就是说,如果一个人在减排政策刚刚推出时20岁,找工作时进入了传统的高耗能企业,那么,虽然他走入社会的第一步就已经入错行了,但减排措施对他一生的影响也不是很大。
而中国只给自己留了30年的时间,所以一切在其他国家发生的减排、替代、回收、改造和捕捉的过程,在中国都将更加剧烈地进行。可以很确定的说,如果你所处的行业和碳中和政策正好背道而驰,那么之后将面临非常艰苦的局面。
如果没有及时调整,比如上班第一天就入错了行,那可能在中年的时候就要面临关停并转了。比如,如果一个毕业生在2011年加入还在采用高炉炼钢的钢铁行业,那些工厂当年都还在开足马力生产呢,但10年后,他有一半的概率会遇到工厂关停。
对中国来说,碳中和过程里有四个重要环节——淘汰、替换、回收、节能。
1.淘汰环节
首当其冲要被淘汰的,就是按吨计算、商品单位耗能最高的产品,比如钢铁、电解铝、水泥、铜加工、
烧碱、涤纶。这些企业直接面临的就是减产,以及通过增收额外的碳税或者设定配额的方法限制产能。
不过这里需要解释的是,中国并不是打算废弃这些行业,而是转型。如果能顺利迈过转型,产能上就不会以碳排放不过关而被限制了。而凡是能成功转型的企业,都要经历一个产能先大幅下降、再缓慢提升的过程。
比如今天的钢铁行业,91%的产能依然是采用煤炭的高炉。而实际上,钢铁行业有另外一种比高炉的碳排放低得多的炉,就是电炉。生产同样多的钢铁,煤炭高炉的碳排放是电炉的4倍。但是,现在在中国,电炉在全部产能中只占比9%。这个比例就算和印度相比也是极低的,印度已经有60%的钢铁产能是电炉了。
电炉之所以还有一定量的碳排放,是因为电能大部分是热电厂烧煤提供的。如果全部换成绿色的电能,电炉的碳排放将接近为零。这时候的钢铁厂,无论产
能如何增加,其实都不会影响碳中和的大计,所以产能就可以缓慢提升。这就相当于钢铁行业的重新洗牌。
这样的洗牌,并不是在刚刚说到的每个高碳排放行业里都存在。比如水泥行业,今天100%使用的都
是回转窑,煤粉在这里燃烧使石灰石分解。但目前只能采用这种方式,这个窑的电加热版本并没有成熟设备可以采购。
2.替代环节
接下来要大面积动工的,就是能源的新老替代,提高风能、光能的占比。
这两种能源之前之所以一直不能大幅提升,是因为它们具有波动性。光能晚上就没有了,风能只有风力足够时才有。对电网来说,波动性的能量输入是一种冲击,如果所有光能和风能都及时输入进电网,而却没有对应的电力需求,就会造成全网电压升高,如果电压升太高了,家里的电器就全烧了。
为了抵消这种副作用,风光能的大幅增加必然带动储能行业的大发展,比如电池的储能。这类场景下需要的电池的特点和电动汽车截然不同—— 电动汽车讲究尽量提高能量密度,但清洁能源的储能对能量密度很不敏感,在大西北、大沙漠,要多少地方有多少地方,只用挖一个巨大的坑,把电池放在里面,能量密度低一些根本无所谓。清洁能源储能的关键指标是循环次数,而磷酸铁锂电池最能满足这个要求。所以,本来在电动汽车行业里,能量密度比较低的磷酸铁锂电池已经不占优势了,但在碳中和的大背景下又有了巨大市场,而且这个市场规模比电动汽车的锂电池还要大。
而与之配套的,就是光伏产业、逆变器生产商、电池制造与回收相关行业的机会。
在所有新能源产业中,最值得依赖的是太阳能电池,也就是围绕光伏产业,替代原有化石能源行业。
上面放了一张图,是麦肯锡在2015年发布的《中国创新的全球效应》,评估了中国31个行业在世界上的发展程度。
图中雷达线的长短一共有4档,每1档代表1倍的意思。如果中国在某个行业全球总收入的比例,等于中国占全球GDP的比值,那这一项就是1,相当于是吻合的。比如,中国的GDP占全球18%,那么如果中国互联网零售行业的总收入也占全球18%的话,这一项在雷达图上就伸出1格。所以,这个雷达图反应了31个行业中,中国哪些属于世界平均水平、哪些在以上、哪些在以下。
结果非常明显:
如果把雷达图看成钟表的话,从10点到2点的区域,都是远低于世界均值的,这些行业主要集中在科学研究、航空、医疗、石油天然气设施、应用软件。
而超出世界均值的,都是我们耳熟能详的大基建项目,比如铁路设备、工程机械、建筑材料、钢铁,最大优势出现在太阳能电池板。而且,这种优势还在不断扩大。2019年,中国在多晶硅、硅片、电池片、太阳能组件产量上,分别占全球的67%、91%、79%和71%,逆变器占全球市场的80%以上。与此同时,新能源替代旧能源的风电整机制造占比也不低,占全球总产量的41%。换句话说,中国在
光伏和风电开发上都有优势。
在光伏和风电这两个领域的基础已经打得很好的情况下,今后中国的能源替代大概率会是它们的组合。
具体规划是这样:
到2060年,水电、核能、生物质发电加一起将达到今天的2.2倍,别看是2.2倍,但这是40年的跨度,实际上相当于基本没有大变化,所以这些行业在中国并不是碳中和的明星。火电发电量占比全部发电量,会从2020年的68%降低到2060年的0%。这才是减少最剧烈的,这部分缺口将主要由光伏发电和风力发电取代。
而我们说过,光伏和风力发电具有波动性,所以要配合储能的功能。2020年,风能、光伏发电站配备的储能空间只占这类发电总能力的10%不到,而到了2060年,光伏和风力发电站配备的储能空间要达到这两种发电能力的100%。
除了能源替代之外,还有就是在能源消费终端上的替代,比如我们炒菜做饭、冬季取暖、洗澡用的热水、开车出门。
今天,中国家庭只有很少的比例是用电磁炉、微波炉、电烤箱解决一切烹调问题的,但在碳中和过程中,从餐馆的后厨到家庭厨房,都要实现电气化,冒着火苗子的灶台将逐渐远离生活。
当然,现在很多人根本适应不了全是电的烹调方式,这并不能怪个人,而是因为足够大功率、便于使用的家庭电气化灶台产品实在太缺乏了。这个领域自然也是家用电器厂商的一个大机会。这种改进不但对碳中和有利,而且当改造完成之后,居民楼发生火灾的情况也会大幅减少。
此外,今天北方的供暖有50%的能源需求来自于当地热电厂产生的废热,还有45%的不来自于废热,而是取暖锅炉的主动燃烧,它们使用的是煤或者天然气,只有5%的取暖来自电。而在二三十年后的新建房屋里,可能就没有天然气管和供暖的水管了,取而代之的是更大的入户配电功率。停车场上,也将会配置与停车位1:1的充电桩。
其他国家的汽车减碳大都要经历混动模式或者增程模式,但中国的汽车减碳排放过程中,增程和混动应该始终是非主流,直接过渡到纯电动的趋势是显而易见的。
到2032年,电动汽车的销量将占新车销量的一半以上。到2044年的时候,全部新车应该就都是电动汽车了。这也是最近小米、大疆、滴滴、百度、创维、360、O PP O、美的都纷纷宣布造车的大背景。它们都在自己所属的领域排名靠前、资金充裕,且可以预见今后20年会增长乏力,于是怎么也不希望错过政策红利,就进入了电动汽车制造领域。
虽然它们中的大多数并不会取代今天的传统汽车品牌,但这些品牌巨头和制造业大咖愿意继续投入到新一轮的改造,也是中国经济继续维持活力的重要保障。
3.回收环节
在生活场景里,废物利用和节省开支好像在全部需求中占比不是那么显著,但中国的情况却不是这样的。
3.1钢材回收
从2000年以来,中国的钢铁消费量飞速增长,所以也导致了一些建筑物拆除、机械设备到期,积累了废钢材。此外,汽车报废产生的废钢量也是惊人的。据世界钢铁协会预测,未来4-5年里,中国国内仅仅废钢的供应量就可以满足中国的炼钢需求。
花费同样的能量把废钢回收再加工这样所产出的新钢材,大约是把铁矿石加工成钢材的1.5-2倍左右。而且中国近期设定的目标是,在2025年时,钢铁产量中来自废钢的比例要从之前的20%达到30%,而远期目标是达到世界平均水平的40%左右。
3.2铝回收
和钢材一样广泛使用,在第一次生产中耗能巨大的还有铝材。而回收后的铝就是再生铝。
从理论上说,铝的回收再利用率要比钢高很多,只要不是被强酸腐蚀了,其他形态在理论上可以做到95%的回收率。这主要包括建筑装修材料中的铝、铝制品配件中、产品外包装中的铝。
以全球平均水平来说,铝制品中,再生铝和原生铝的比值大约是1比2。而对于再生铝利用率非常高的美国,这个比值是5比1,也就是说,83%的铝都是回收再利用的,几乎达到了铝制品回收的实际极限。而中国在这方面的比例正好
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