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科学普及

SDGs共创工作坊丨刘昊:碳中和的“绿色城堡”

2022/03/16点击次数:

70.8海洋媒体实验室


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北京亦庄的碳中和“绿色城堡”| sohu.com


在北京亦庄的金风科技科技园内,工程师们悄悄地建造了一座神奇的“碳庄园”:它不仅能汲取大自然的风、电精华,提供绿色能源;还凭借着超人的“数字化头脑”,有序地进行绿色能量的吸收与释放。


2021年11月21日,在联合国可持续发展目标SDGs 共创工作坊中,金风科技天润新能电力市场部创新业务主任刘昊博士向大家介绍了中国首个可再生能源“碳中和”智慧园区案例——金风科技亦庄智慧园区。该园区集可再生能源、智能微网、智慧水务、绿色农业和运动健康等功能于一体的可感知、可思考、可执行的绿色园区生态系统,为企业履行“碳”责任、探索可持续发展的“碳中和”之路提供了路径参考。


以智慧能源为先导的解决方案如何应用到更多的城市产业园区,助力城市可持续发展?


这座“碳庄园”是什么?又有着怎样的奥秘?


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刘昊博士



01

灵感

建设“智慧碳庄园”,从双碳谈起


碳排放也有“三八线

想必大家对于“碳排放”一词并不陌生。

“碳”是二氧化碳的碳,“排放”是二氧化碳的人为排放。

自人类进入工业文明以来,燃烧化石燃料以供给生产生活所需要的能量已成常态。因此,我们的衣、食、住、行都与二氧化碳的排放脱不了干系,也就产生了无穷无尽的“碳足迹”。


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如果朋友圈有“碳足迹步数”排行榜 丨图源网络,略有修改


然而,二氧化碳是有排放“三八线”的。随着城市化持续推进,这些人类“碳足迹”都被地球当做“碳账”一笔笔记下,并持续向人类发出“超额预警”。


其中,气温上升是最受关注、却也最容易被轻视的危害之一——海平面上升、生物多样性锐减以及“福建再次入冬失败”都只是气候变暖的下马威——愈演愈烈的温度攀升,已悄然地向人类的可持续发展伸出了“魔爪”。拿干饭人最关心的吃饭问题来说,全球变暖不仅会引起粮食减产,使粮食价格被迫提高,间接加剧贫困人口的窘境,同时还会降低粮食品质,威胁人类健康。


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无从下口的地球冰淇淋丨clipartkey.com


为此,2015年达成的《巴黎协定》指出,全人类需努力控制全球温升幅度在2℃以内,最好是1.5℃以内。


这与碳排放之间有着怎样的转换关系?


以2℃的温升为例,这意味着,我们总共可以向大气排放大约37000亿吨碳。在此基础上,首先扣除对历史、未来碳排放的估计与预测,最后全世界仅剩下约8000亿吨碳的“碳余额”了。于是,各国开始了一场没有硝烟的碳排放“空间争夺战”。


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无法续费的碳储库丨ceads.net.cn


不比登天简单的“双碳”目标

始终致力于全球性可持续发展的中国,在碳减排问题上也发出了自己的宣言——“30·60双碳目标”。中国的碳中和战略关乎全球的气候变化,意义举足轻重。然而,想要在30年内实现碳达峰到碳中和的跨越,我们需要牺牲传统经济模式并付出巨大代价——据美国波士顿咨询公司估计,中国需要在传统行业上投入90万亿~100万亿人民币才能实现“2060年碳中和”的目标。


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“30·60”双碳目标丨picture.iczhiku.com


这庞大的数字背后,不仅蕴藏着巨大的市场,也充分证明了这一目标的困难重重。在这一背景下,金风科技坚持绿色发展,践行“为人类奉献碧水蓝天,给未来留下更多资源”的企业使命,与合作伙伴共同追寻“可持续,更美好”的未来。金风科技遍布全球的风电机组每年帮助地球减少二氧化碳排放超过15500吨。此外,金风支持超过300家供应商实现绿电使用和低碳转型,助力产业链的碳中和转型。今年一月,亦庄园区成为中国首个可再生能源“碳中和园区”


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02

揭秘

“智慧庄园”的幕后故事


有“硬核装备”的绿色庄园

工业园区的减排是实现双碳目标的关键靶点。


总的来说,减碳可以从用电和省电两方面出发。比如,金风的首座碳中和工业园区就通过新建风电机、光伏设备、储能装置等新能源设施,大幅度降低了火电比例,将园区绿电使用占比提升至50%以上。这一举措能有效减碳4950吨/年,相当于约45000棵树所能吸收的二氧化碳。


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“碳庄园”的秘密武器与它的小算盘

power-technology.com , terrapass.com


除了“用好电”,还要“少用电”:碳中和园区通过改造空调和照明系统等方式,年减少用电量达51.3万千瓦时,相当于节约了一千人的年用电量。


有“智慧头脑”的绿色庄园

能源数字化管理让整个智慧园区拥有了“自己的智慧”,不仅能实现新能源减排,还尽可能地控制各项能源输出,减少耗能——在园区数字化功率调控下,可以将能效提升高达15%;此外,全面覆盖园区的“能源监控器”还能准确测量园区的能源消耗,计算园区的碳足迹,为碳排放边界的确定和排放的测量提供准确的数据保障。


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你拍了拍“碳庄园”的聪明脑袋瓜子丨solup.com


爱“存小钱钱”的绿色庄园

在各类“硬核”设备与聪明的“头脑”加持下,这座绿色庄园逐渐拥有了“爱存小钱钱”的好习惯。

具体来说,一天内电价有高有低,少用贵的“峰电”,多用便宜的“谷电”就能省钱。在用电低谷时,蓄冷罐将廉价的电力转化为“冷”储存起来;到了用电高峰时,蓄冷罐可以直接“输出”,供应空调等降温设备。根据金风科技的测算,这样可节省30%~60%的用电,还能调节电网的负荷,削峰填谷。


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蓄冷罐 ≈ “碳庄园”的小金库 丨图源网络,略有修改



03

助益

“智慧碳庄园”的绿色经济账


双碳背景下,工业领域的碳中和显得尤为重要。

我国各类工业园区的碳排放大约占全国的36%。然而,对于企业来说,碳中和并非看不见摸不着的二氧化碳,而是一本实实在在的经济账。想要提前实现碳中和,不仅需要有较高的环保觉悟,更有现实的成本阻碍——我国的电力来源依然是以火电为主,在全社会能源结构未得到根本性改变的情况下,短期内,工业园区难以实现碳中和。

随着欧盟碳税的开征,政府部门对环保限制的进一步收紧,企业社会责任的增长,越来越多的企业逐渐产生了减碳意愿。作为世界工厂的中国,大量工业企业本身已经面临利润低下的生存难题,花费高成本进行环保改造更是“痴人说梦”。

因此,如何经济地减碳成了摆在企业面前的难题——因为在环保投资项目中,企业付出的成本往往很难获得直接的收益。碳交易作为一种低投资的间接减排方式发展得欣欣向荣。当下我国碳交易市场方兴未艾,这种方式有利于企业短期内完成减碳目标,助力环保企业更好地发展。然而,碳交易难以成为实现碳中和的唯一手段。除了加强碳汇的手段,直接减少是碳排放是实现碳中和过程中不可避免的过程。对于用电大户——工业来说,绿电改造就是直接减少碳排放的手段


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绿色改造动起来丨2021.igem.org


长远来看,除了助益环境保护之外,实施园区的绿电改造还有利于提升企业的竞争力。今年八月以来,煤炭价格大幅上涨,带动电价上涨,企业的用电成本不可避免的提高。更为严重的是,部分省份还实施了拉闸限电的措施,对企业的生产效率有极大的影响。如果完成了绿电改造,不仅可以提升企业形象,还可以在面对能源危机时维持生产,保证企业的核心竞争力。从这一方面来看,碳中和的实现不是毫无意义的企业负担,而是可提升企业的长期竞争力,避免在未来的产业升级中被早早淘汰的必经之路


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金风科技解决碳中和的小锦囊 丨刘昊老师提供


在实现碳中和的进程中,政府的推动作用不可或缺。除了制定减税政策、实施环保补贴等以较少的资金撬动企业减碳意愿的措施外,由政府主导并推动的碳交易,以市场调控碳减排的方式,不仅可以帮助高耗能企业以较低成本完成减碳目标,还可以提高环保企业的经济效益,激励绿色企业健康发展。除此以外,碳交易的发展害有利于推动碳汇的有效保护与利用,让森林的绿碳资源,海洋的蓝碳资源更被世人重视。


04

未来

把“智慧碳庄园”建到五湖四海去


绿色工业助力可持续城市建设


联合国可持续发展目标(SDGs),旨在以综合方式解决社会、经济、环境三个维度的发展问题,以改变人类的前进方向,引领人类走上可持续的道路。


其中,“SDG11:可持续城市与社区”致力于建设建设包容、安全、有抵御灾害能力和可持续的城市和人类社区。在不可逆的全球城市化进程中,城市已成为大多数人类的家园,人类目前以及未来所面对的环境问题都应到考虑以城市为主体的解决方案。


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SDGS与碳中和丨en.unesco.org


在城市之中,工业为居民提供着生活保障,与人类生存紧密关联。因此,探索工业的碳中和,实现工业绿色转型,有助于减少二氧化碳排放、缓解极端天气频发、降低海平面上升速度等威胁,甚至直接推进一系列可持续目标的达成。


我国高度重视工业体系的建设,经过70年的发展,已经拥有41个工业大类、207个工业中类、666个工业小类,是全世界唯一拥有联合国产业分类中所列全部工业门类的国家。中国工业不仅是本国经济的重要组成部分,还在全球工业体系中扮演着不可或缺的角色。实现工业领域的碳中和,不仅能助力双碳目标的实现,还能推动全球工业领域可持续目标的达成。


大国责任:中国的绿色承诺


根据气候行动追踪组织(CAT)的预测,中国的碳中和目标会使全球在本世纪的升温减少0.2℃至0.3℃。为承担解决气候变化问题中的大国责任、推动我国生态文明建设与高质量发展,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话提出“二氧化碳碳排放力争于2030前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”,指明我国面对气候变化问题要实现的双碳目标和时间表。


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勇攀“60碳中和”高峰丨news.cgtn.com


长远来看,我国的双碳目标必然实现,这不仅仅是一句口号,更是造福未来的实际行动。从历史规律来看,一些发达国家已经实现了碳达峰:在各国生产力快速发展的时期,不可避免的出现了牺牲环境换取经济利益的行为;而在生产力提升后,则通过产业转移等方法本国的碳排放,进而实现了碳达峰。


不过,对于全球来说,某一国家通过产业转移实现的碳达峰、碳中和难以减少全球的碳排放总量。中国作为后发的发展中国家,不仅要实现双碳目标,更要在自身的发展中总结经验,创新方法。同时,在实现双碳目标的过程中,排碳大户——工业是不可忽略的一环,如何平衡减碳与经济性之间的矛盾,是我国政府面对的一大难题,而对工业园区进行绿电改造,是未来值得推广的解决之道。


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不走先污染后治理的老路,探索一条适合中国等发展中国家的新路,为构建人类命运共同体提供中国方案,是中国的担当,也是承诺。




科学指导:刘昊

撰稿:王思溱 周轩帆

排版:张雨

编辑:李依睿


出品

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