全面實(shí)現“零碳”社會(huì )，“碳中和”將如何實(shí)現？

阻止全球進(jìn)一步變暖，避免造成更嚴重的后果已經(jīng)成為了全人類(lèi)的共同使命，而“碳中和”則是達成這一使命的必須手段，實(shí)現人類(lèi)社會(huì )長(cháng)期可持續發(fā)展的重要支撐。

2021年全國兩會(huì )上，“碳達峰”和“碳中和”被首次寫(xiě)入政府工作報告，不僅是中國，全世界越來(lái)越多的國家政府正在將“碳中和”轉化為國家戰略，當前全球已有 110 多個(gè)國家相繼承諾“碳中和”目標。

社會(huì )各界都早已開(kāi)始行動(dòng)起來(lái)，為構建未來(lái)的“零碳”社會(huì )出謀劃策。全球社會(huì )可持續發(fā)展需要“碳中和”的支撐。

那么，為什么全球主要國家都提出要實(shí)現“碳中和”？究其根本，是出于保護全球生態(tài)環(huán)境，人類(lèi)經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的考量。

“碳達峰”、“碳中和”中的“碳”指的是以二氧化碳為代表的溫室氣體，而碳達峰指的是碳排放達到“峰值”后，進(jìn)入平穩下降階段；碳中和（carbon neutrality）， 則是將一定時(shí)間內，全社會(huì )直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過(guò)植樹(shù)造林、節能減排等形式抵消，實(shí)現二氧化碳的“零排放”的過(guò)程。這是一場(chǎng)針對二氧化碳等溫室氣體的圍剿革命，一場(chǎng)從源頭、到排放、再到吸收處理甚至再利用的所有環(huán)節的多方博弈。

二氧化碳等溫室氣體對地球生態(tài)環(huán)境的影響已經(jīng)無(wú)需贅言，它就像是亞馬遜叢林煽動(dòng)翅膀的蝴蝶，引發(fā)了地球一系列的變化。不僅是海平面上升，氣溫升高帶來(lái)的熱能，會(huì )提供給空氣和海洋巨大的動(dòng)能，更易引發(fā)大型，甚至超大型臺風(fēng)、颶風(fēng)、海嘯等自然災難；還有研究表明，隨著(zhù)全球氣候變暖，將會(huì )使原本在夏秋季流行的傳染病流行季節變長(cháng)，也會(huì )使原本局限在熱帶和亞熱帶流行的腸道傳染病、蟲(chóng)媒傳染病、寄生蟲(chóng)病逐漸向溫帶、甚至寒冷地區擴散。

阻止全球進(jìn)一步變暖，避免造成更嚴重的后果已經(jīng)成為了全人類(lèi)的共同使命，而“碳中和”則是達成這一使命的必須手段，實(shí)現人類(lèi)社會(huì )長(cháng)期可持續發(fā)展的重要支撐。

從經(jīng)濟社會(huì )可持續發(fā)展的角度來(lái)看，“碳中和”也意味著(zhù)人們的生產(chǎn)生活方式從粗放進(jìn)一步走向精細；經(jīng)濟發(fā)展從根本上改變高碳發(fā)展模式，走向“低碳綠色”，由資源驅動(dòng)轉變?yōu)橛煽萍简寗?dòng)，社會(huì )也將進(jìn)一步向資源節約型和環(huán)境友好型社會(huì )的轉變。

“十三五”期間，我國在應對氣候變化，綠色低碳發(fā)展方面取得了令人矚目的成就。截至2019年底，我國碳強度較2005年降低約48.1%，非化石能源占一次能源消費比重達15.3%，提前完成我國對外承諾的到2020年目標，駛入綠色低碳發(fā)展“快車(chē)道”。

政府工作報告中還指出，“十四五”期間，單位國內生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%，這就更需要統籌綠色低碳與高質(zhì)量發(fā)展，將碳達峰、碳中和的美好藍圖化為美麗現實(shí)而不懈努力。

疏堵結合：

實(shí)現“碳中和”的必備方法

作為碳排放大戶(hù)，2019年我國排放量仍增長(cháng)了3.1%（UNEP，2020），而在簽署聯(lián)合國《1.5°C商業(yè)目標承諾》的407家公司中，僅有京東物流、37互娛、鴻海精密等8家中國公司，占比不到2%，和智利并列居全球16位，我國碳中和之路任重道遠。

縱觀(guān)“碳中和”天平的兩邊，一頭是植樹(shù)造林提升大自然對二氧化碳的吸收能力；另一頭是節能減排，利用疏堵結合的方式減少人類(lèi)社會(huì )的二氧化碳排放。

未來(lái)零碳中國的實(shí)現路徑是什么？國家的頂層設計早有明示，即以經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全面綠色轉型為引領(lǐng)，以能源綠色低碳發(fā)展為關(guān)鍵，加快形成節約資源和保護環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結構、生產(chǎn)方式、生活方式、空間格局，堅定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的高質(zhì)量發(fā)展道路。實(shí)現“碳中和”，進(jìn)入“零碳”時(shí)代，需要國家頂層設計、到企業(yè)具體執行、個(gè)人身體力行全方位的努力與合作。

從源頭來(lái)看，“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元素構成的自然資源，它們的燃燒產(chǎn)生了二氧化碳，“碳”耗用得多，二氧化碳也制造得多，20世紀以來(lái)，隨著(zhù)中國工業(yè)社會(huì )的快速發(fā)展,二氧化碳的排放量也在持續增加，當前中國產(chǎn)業(yè)結構偏重、能源結構偏煤?；?、建材、鋼鐵和有色四大高載能行業(yè)能源消費量占全社會(huì )的比重一直在30%左右。煤炭消費占比雖呈下降趨勢，2018年跌入60%以?xún)?，但短期內仍是我國主要能源?lái)源。調整國家能源結構，利用水電、風(fēng)能等可再生能源以及核能等清潔能源取代化石燃料能從根源上“堵住”碳的排放。

但“堵”不是“一刀切”，不能“蒙眼”瞎堵。疏通清楚每一克“碳”的來(lái)龍去脈，實(shí)現碳管理是實(shí)現“堵住”碳排放的基礎。

具體到能源行業(yè)，“碳管理”體現在對能源生產(chǎn)效率的精細化管理。而數字技術(shù)和能源技術(shù)創(chuàng )新融合，可以精細管理能源生產(chǎn)、傳輸、儲備、使用的各個(gè)環(huán)節，提升“碳”消耗效率，從而減少碳排放，進(jìn)而加速中國“碳中和”建設。

能源轉型委員會(huì )（Energy Transitions Commission, ETC）與落基山研究所（RockyMountain Institute, RMI）聯(lián)合發(fā)布的《中國2050：一個(gè)全面實(shí)現現代化國家的零碳圖景》報告中提到，實(shí)現凈零排放將需要電力部門(mén)完全脫碳，需要將電力用量從2018年的僅7萬(wàn)億千瓦時(shí)大幅提高到2050年的15萬(wàn)億千瓦時(shí)左右。其中，大約75%的電力將來(lái)自于風(fēng)能和光伏，并通過(guò)提升電網(wǎng)靈活性、發(fā)展儲能設施、強化需求側響應等手段實(shí)現電力供需平衡。

而在傳統電能生產(chǎn)模式下，電力生產(chǎn)商僅關(guān)注"瓦特流，“發(fā) - 輸 - 配 - 儲 - 用”節 點(diǎn)之間彼此孤立，難以協(xié)同，且全鏈路存在大量“啞設備”，導致電力生產(chǎn)效率低、能源效率低，依靠人工維護，運維效率低。而引入 5G、AI、大數據、IoT 等數字化技術(shù)，并將其與電力電子技術(shù)創(chuàng )新性地融合的能源數字化則能通過(guò)在網(wǎng)絡(luò )管理電力生產(chǎn)，實(shí)現全鏈路的互聯(lián)化、數字化和智能化協(xié)同，讓電力生產(chǎn)效率、運維效率、能源效率最大化。

數字能源不僅能在能源生產(chǎn)端發(fā)揮巨大的作用，在能源消費端同樣也有相當重要的作用。隨著(zhù)數字世界的快速發(fā)展，電信基站、數據中心、站點(diǎn)數量都在激增，這也帶來(lái)了更高的電能消耗，以某運營(yíng)商為例，根據未來(lái) 5 年 5G 建設計劃預測，以其傳統方式建設站點(diǎn)能源將帶來(lái) 34% 運營(yíng)成本（OPEX ）增長(cháng)，其中電費 是主要增長(cháng)因素。而全中國數據中心僅在 2018 年的耗電量就超過(guò) 1600 億度，相當于一個(gè)大型城市全年總用電量，減少通信基礎設施、數據中心、站點(diǎn)的能源消耗也對減少碳排放有著(zhù)重要意義。

世界多個(gè)領(lǐng)先的運營(yíng)商、科技公司、石油企業(yè)都將實(shí)現“碳中和”作為重要的戰略目標。比如Vodafone、Orange提出在2040 年實(shí)現“凈零”排放，Telefonica 則為2030年；谷歌則提出在 2030 年之前，實(shí)現在全球所有數據中心和園區全天候使用無(wú)碳能源；微軟承諾到 2030年成為負碳公司。

如何降低能源消耗？加速各行各業(yè)的碳中和進(jìn)程？

零碳發(fā)電、零碳站點(diǎn)、零碳數據中心、零碳出行、模塊電源、智慧能源云。這些解決方案也已經(jīng)顯示強大的效用；比如，在光伏領(lǐng)域，上海地鐵龍陽(yáng)路基地光伏項目，自發(fā)自用，降低用電成本，屋頂5萬(wàn)多平米，年均發(fā)電340萬(wàn)度，可供八節編組地鐵列車(chē)運行20萬(wàn)公里，年均節約標煤約1200噸。

在站點(diǎn)方面，深圳謀機房改造項目，機房降本增效，免工程，每年省電19730度電，3柜替11柜，并通過(guò)綠色發(fā)電，每年減排20100千克二氧化碳，相當于每年種植856棵樹(shù)。

在數據中心方面，通過(guò)間接蒸發(fā)冷卻和智能調優(yōu)技術(shù)使PUE（Power Usage Effectiveness，是評價(jià)數據中心能源效率的指標，是數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源的比值）從傳統方案的1.4降低到1.2，在江蘇蘇州數據中心，采用華為方案，省備電占地 70%，供電效率提升 2%。

總結上述方案，無(wú)論是那類(lèi)，都是遵循先疏通碳排放各環(huán)節的信息流，再使用各類(lèi)技術(shù)及政策手段堵住多余“碳”的排放?？梢?jiàn)數字化給了“碳中和”工作按上了洞察點(diǎn)滴的“上帝之手”。

能源數字化助力

“零碳”社會(huì )的全面實(shí)現

“零碳”社會(huì )是“碳中和”工作最終的成果，在這個(gè)社會(huì )中，人類(lèi)生活生產(chǎn)產(chǎn)生的所有溫室氣體都能被大自然完全吸收，實(shí)現排放-吸收的平衡，包括零碳能源、零碳交通、零碳建筑、零碳企業(yè)、零碳家庭等多個(gè)方面。

中國的“十四五”大幕已開(kāi)，“十四五”既是中國經(jīng)濟增長(cháng)速度換擋期、結構調整陣痛期、前期刺激政策消化期“三期疊加”的關(guān)鍵時(shí)期，也是實(shí)現碳達峰目標的關(guān)鍵時(shí)間窗口。要是“碳中和”就必須要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著(zhù)力提高利用效能，工業(yè)領(lǐng)域要推進(jìn)綠色制造，建筑領(lǐng)域要提升節能標準，交通領(lǐng)域要加快形成綠色低碳運輸方式。

這其中，無(wú)一不需要能源數字化。能源數字化能夠使得傳統能源“源 - 網(wǎng) - 荷 - 儲”獨立建設的模式演進(jìn)至統一架構、統一管理、綜合應用的一體化綜合智慧能源系統， 使整個(gè)能源系統自組網(wǎng)和云化智能管理，實(shí)現全鏈路的統籌、協(xié)調和優(yōu)化，極大提升能源利用效率，降低用能成本。并將其逐步推進(jìn)到園區、家庭、數據中心、網(wǎng)絡(luò )、出行、工廠(chǎng)等細分場(chǎng)景的零碳化建設，充分發(fā)揮綠色產(chǎn)業(yè)動(dòng)能優(yōu)勢。

AI、大數據、云、IoT 等數字化新技術(shù)與新能源汽車(chē)、智能出行平臺的進(jìn)一步結合，使整個(gè)交通系統更加智能、環(huán)保、低碳；通過(guò) AI 和大數據技術(shù)，可以使用更精準的電化學(xué)模型，提升儲能管理精度、提高儲能系統壽命，降低風(fēng)險預測， 實(shí)現AI 自錯峰；AIoT技術(shù)融入到人們的生活當中，實(shí)現了家庭用電、用氣的可視化和自動(dòng)調節，全面幫助個(gè)人養成“低碳生活”的習慣。

如今，越來(lái)越多的案例證明數字技術(shù)的創(chuàng )新，可以為人類(lèi)社會(huì )面臨的新問(wèn)題帶來(lái)新的解決方案，我們也相信，能源數字化技術(shù)最終也將促成“零碳”社會(huì )的全面實(shí)現。