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高峰:充分利用“双碳”战略驱动力 推动现代能源体系发展|《产业转型研究》专刊报道

2022-09-13

导 读

《产业转型研究》专刊前五期刊物在发行后收获了强烈反响,得到了产业界的一致好评。日前,《产业转型研究》专刊第六期刊物已正式刊发。本公众号会对《产业转型研究》专刊第六期中所收录文章进行持续报道,欢迎各位读者关注。

本文为清华大学能源互联网创新研究院副院长、数字化转型研究室主任高峰发表于《产业转型研究》专刊 2022 年 8 月总第 336 期的文章,特此分享,以飨读者。

△《产业转型研究》专刊第六期



充分利用“双碳”战略驱动力 推动现代能源体系发展

文/高峰

清华大学能源互联网创新研究院副院长、数字化转型研究室主任


随着碳达峰、碳中和成为国民级话题,即便是从未关注过能源问题的人,也能感受到中国政府在应对全球气候变化和坚持走绿色低碳道路方面的决心。但双碳目标的实现注定是难以一蹴而就的,很多企业在节能减排过程中都要经历转型发展的阵痛,部分企业还会面临产能被淘汰的生存压力。

政策牵引搭建“双碳”框架


     
2014 年 6 月,习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上提出“四个革命、一个合作”的能源安全新战略,即推动能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命和能源体制革命,全方位加强国际合作,着力构建清洁低碳、安全高效的能源体系。这一战略为国家未来整体的能源发展明确了方向,并带动了一系列能源政策改革,如 2014 年 12 月 1 日起实施的煤炭资源税从价计征改革。
虽然动作频繁,但最初的能源革命战略并未针对目标落实的时间节点作出安排。直到 2020 年 9 月 22 日,习近平总书记在第七十五届联合国大会上宣布了中国力争 2030 年前二氧化碳排放达到峰值,努力争取 2060 年前实现碳中和的总体目标,明确了“双碳”工作的时间表,开启了全国上下能源转型、减排增效紧锣密鼓的日程。
随后,2021 年 10 月,《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》(以下简称《意见》)及《2030年前碳达峰行动方案》(以下简称《方案》)两个文件相继出台,为“双碳”工作构建起“1+N”的政策体系。其中,《意见》作为“1”,规定了“双碳”工作的系统谋划和总体部署,是立足整体和长远的顶层设计;《方案》则作为“N”中的首个文件,聚焦 2030 年前实现碳达峰的目标,设置了更加具体化、实践化的工作任务和指标。重点领域和重点行业的配套政策围绕这一体系陆续出台。
紧接着,2022 年 1 月 29 日,国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》(以下简称《规划》),文件阐明了我国的能源发展方针、主要目标和任务举措,是“十四五”时期加快构建现代能源体系、推动能源高质量发展的总体蓝图和行动纲领。《规划》指出,我国的现代能源产业进入创新升级期,能源科技创新能力显著提升,产业发展能力持续增强,新能源和电力装备制造能力全球领先,低风速风力发电技术、光伏电池转换效率等不断取得新突破。
整体来看,能源是实现“双碳”目标的主战场。以这个角度为核心,能源转型将在“双碳”工作中起到支撑作用,在接下来的阶段中,要协同推进能源低碳转型与供给保障,加快能源系统调整以适应新能源大规模发展,推动形成绿色发展方式和生活方式。

不同企业的差异化转型路径

有了政策打底,各个地方政府陆续发布“双碳”工作的时间表和路线图。在国家统筹的基础上,企业作为能源革命的重要力量,转型的相关实践和探索进入快车道。

其中,传统的资源依赖型企业在遇到资源波动时,就会承受巨大的冲击和压力。就好比早期的一些石油城依靠买卖石油发展起来,但矿产资源总有消耗殆尽的一天,等到石油开采完,如果城市没有相应的转型措施,那么就会面临严重的发展压力。

就目前来看,节能减排压力最大的企业,如一些传统的钢厂、火电厂等,一定是在发展前期依靠大量的排污用碳实现产业增值,为企业创造了大量财富,因此在能源转型过程中他们遭遇到最直接的冲击。对于这类企业,最基础的措施是充分利用自身现有的资源进行生产活动,例如火电厂可以充分发挥自身灵活调节能力为新型电力系统构建提供保障,油田可以开展碳封存同时驱油增加产量。第二种思路是优化产品的循环,例如钢厂可以利用废钢进行炼制,与使用铁矿石炼钢相比,可以减少巨大的能耗。

另一边,科技型企业产值的实现对排放和用碳的依赖较小,单位能耗带来的产值较高,而且还能够获得额外的增值性收益。由此带来一种有趣的现象:科技型企业虽然也需要付出额外成本来实现节能减排,但实际上并没有太大压力,而在经营实践中,它们往往更为高调,例如谷歌、苹果这样的科技巨头,都率先打造出环保标签,从而让企业拥有一个良好的形象,增加品牌附加值,把成本压力转化为竞争优势。

虽然存在这样的现象,但科技企业的节能减排措施同样值得肯定。以数据中心为例,这种设施本身也是用能大户,在其中正发生一场能源革命和数字革命的结合。数据中心的技术路径具备较强的灵活性,可以采用更高级的手段匹配新能源,实现算力和电力的协同。同时数据中心还可以通过改进储能手段、更新备用机组等措施,实现绿色转型。

此外,还有一些纯粹的服务型企业,他们本身并不具备产能条件,所有的能源都由外部进行供应。这类企业可以在商业办公等环节引入一些节能措施,积极参与需求侧响应,同时还需要以购买绿色电力和碳指标作为节能减排的主要手段。

关注“双碳”战略的长期效应

随着能源革命的推进,有一些业内观点认为,节能减排会增加企业生产经营成本,影响企业经济效益。其实对企业而言,存在这种理解很正常。企业经营的底层逻辑是以收益为主要考量,如果能在降低成本的同时实现节能减排,相信会有很多企业主动去做这样的事,例如照明系统使用 LED 节能灯、更换更加环保的办公设备等。但是这些简单的节能减排手段已经不能满足能源发展的需求,随着更多更严格的政策出台,必然会对企业收益造成一定的影响。例如煤改气政策下,天然气价格出现上涨,相关企业的经营成本也水涨船高,造成效益下滑。

虽然对企业效益的影响已经在当下显现出来,但节能减排工作不能单从企业视角来看待,而应当放在更加长远和广泛的范畴加以分析。从以往的发展经历来看,其实企业自始至终都应当对生产经营中制造的污染和排放负有责任,但此前,企业的这部分责任其实是让社会整体来分担了。以前人们对此缺乏关注,但现在随着气候环境问题、能耗问题日渐突出,这部分成本需要核算,从而实现谁使用谁分摊。当然单纯让企业来承担这部分成本也不尽合理,消费者使用产品,同样应当分摊产品中相应的能耗排放成本。相关的“账单”还有待进一步整理清楚,促使能源消耗主体承担起自己的责任。

所以从实质上来讲,就企业效益而言,节能减排的设计规划并没有触碰到企业合理的收益。这项工作产生的影响应当从社会效益的角度进行衡量,这就意味着企业如果无法实现节能减排,也无法有效控制成本,在竞争过程中可能会不复存在。

长期来看,“双碳”战略不仅仅是一种制动力,更多表现为一种驱动力,是国家经济转型的一个重要抓手。企业在转型过程中有引领的,有跟随的,也有掉队的。

“双碳”战略会对社会经济产生深远的影响,起码在 2060 年碳中和的时间节点上,节能减排会成为企业普遍接受的现实,就如同现在大家对食品添加剂的态度一样,没有人会再去讨论提高食品添加剂使用标准、减少影响健康的食品添加剂使用剂量会对食品生产成本造成影响。

加紧能源体系数字化和智能化探索

《规划》对能源体系的数字化、智能化都作出了部署安排,其中提出,要推动实现能源产业数字化初具成效,智慧能源系统建设取得重要进展。“十四五”期间能源研发经费投入年均增长 7% 以上,新增关键技术突破领域达到 50 个左右。这也是清华大学互联网产业研究院和能源互联网创新研究院关注的重点。

数字化、智能化之所以重要,首先在于它涉及到“双碳”工作评价体系的构建。在各地热火朝天的节能减排实践中,有很多政府或企业表示已实现“双碳”布局或完成了阶段性目标,至于完成目标的评价标准则完全由自己来把握。但“双碳”是一个外部性很强的概念,对于减碳、零碳的评价标准、由谁测算等问题还有待进一步统一。其中,核心工作就是能源体系的数字化。通过建立起数据的共识,诸如煤炭清洁化利用、新能源高比例接入等项目的监测和核算工作将能够有效展开。

另一项工作是智能化。在普遍的认知里,智能化能够让人从繁杂的重复劳动中解脱出来,去从事更具创新性、更有价值的工作。但从现阶段来看,智能化主要还是作为数字化的辅助手段,距离真正的智能还有很大差距。

事实上人工智能的核心在于人工,通过人的介入和训练,使人工智能能够以更接近人的角度去思考。如果缺乏足够的训练数据,那么人工智能就很难取得突破。清华大学能源互联网创新研究院从数据的获取切入这项工作,针对当前能源领域数据采集传感器较少的现状,研发设计出能够适应复杂电磁环境的传感器,实现复杂场景的数据采集和传输。

智能化能源体系的一项核心目标在于能源与算力的协同优化,包括对电、冷、热、气等能源的全过程数据的测量采集和全景展示以及对能源系统运行状态的分析,包括能源生产、转换、存储和消费各环节的转换情况和利用效率。在此基础上进行运行优化,给出满足用户能源需求的供给侧及消费侧协同运行的优化策略和建议,提高能源的整体利用效率。

针对推进数字化、智能化的目标,清华大学的许多研究成果已经在地方的智能电网、智慧能源等项目中得到应用和验证。例如珠海市“支持能源消费革命城市园区双级‘互联网+’智慧能源示范项目”,是迄今为止世界容量最大、电压等级最多、采用诸多原始自主创新关键技术的多端柔性直流配电网工程,其核心正是基于电力电子的电网基础设施数字化。该工程可实现示范区内多能流协同能量管理、新能源和储能灵活接入、需求侧主动响应、多能源灵活交易、能源互联网数据共享;广州市“广州面向特大城市电网能源互联网示范项目”通过“1+3+3”(即1个“互联网+”智慧能源综合服务平台,3个智慧园区,3个创新业态),涵盖了特大城市能源系统的核心元素,取得了多项创新性成果,尤其是通过开展多元用户互动、四网融合、车网协同、基站储能、智慧路灯等新兴业态的探索,提出了共建共享共治理念、方法及商业模式,具备极强的推广价值。

一系列成果的接连落地,为打造开放、清洁、互动、高可靠性的能源互联网,推动能源行业高质量发展贡献了坚实的理论和实践基础。

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编辑、图片|段文秀
审核、责编|杨帆