碳中和相关概念与IT企业实现碳中和的策略建议
作者:互联网
一
碳中和相关概念
碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。
因为碳吸收能力主要跟国土面积尤其是植被面积和水域面积(当然,重点是那些固碳植物/农作物的量)有关,工业级的大规模固碳投入大,产出不明显,而且本身也会产生碳排放问题,所以碳吸收规模相对稳定,要实现碳中和,关键是控制碳排放。
所谓直接碳排放,指的是经营活动中会消耗含碳原料,排出二氧化碳。我国直接碳排放主要产生在火力发电、燃油交通工具、部分化工产业,这三项是直接碳排放最大比例部分(根据2019年统计数据,我国碳排放总量100亿吨左右,火力发电碳排放约40亿吨,成品油燃烧碳排放约10亿吨,燃气碳排放4亿吨左右,其它主要是化工、钢铁、建材等行业的碳排放)。用电过程不产生二氧化碳,IT企业以用电为主(用车、空调等有少量的化石能源消耗),所以基本上没有直接碳排放。
没有直接碳排放,那么有没有间接碳排放呢?自然是有的。我国总电力结构中,70%是火电(这也是我国乃至世界最大的碳排放源),华东、华南沿海地区火电比例更是超过80%,而IT企业尤其互联网公司是用电大户,为生产这些IT企业用掉的电,产生了大量的直接碳排放,这些碳排放可以说由IT企业间接引起的,因此它们的间接碳排放量的确不小。
间接碳排放的计算有相应的标准,但由于电力的复杂性,一般并不能真正准确计算,所以国家宏观尺度上正式的碳排放统计是不包括间接碳排放的。媒体上常说的某企业尤其是非工业企业碳排放,是非正式说法,主要是希望通过减少电力消耗间接实现碳减排(间接碳排放),实际上并不是真正的碳排放(直接碳排放)。
二碳中和相关技术碳中和涉及到两方面的技术,一个方面是碳汇,另一方面是碳减排。
碳汇一般是指从空气中清除二氧化碳的过程、活动、机制。主要是指森林、水体吸收并储存二氧化碳的能力。森林是陆地生态系统中最大的碳库,在降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖中,具有十分重要的独特作用。有关资料表明,森林面积虽然只占陆地总面积的1/3,但森林植被区的碳储量几乎占到了陆地碳库总量的一半。
海洋是森林之外的第二个生物碳汇资源。研究证明,海洋吸收了20%~35%的碳排放量。根据联合国《蓝碳》报告,地球上超过一半的生物碳捕获是由海洋生物完成的,贝类也可以通过钙化、生物沉积等过程封存海洋中的碳,且封存时间长达千年。与森林相比,海洋有储碳量大、储存时间长的优势,更适合做全球气候变化的“调节器”,碳汇潜力更为巨大。
由于碳汇主要与农林业、渔业养殖有关,大多数工商业企业、科技企业不具备碳汇能力(目前有少部分的工业化固碳技术,但未得到普遍应用),所以目前各国碳中和策略主要通过设计各种碳交易机制,让产生碳排放的企业和组织可以通过碳交易机制向进行碳汇的企业、组织或个人付费,一方面(通过加大成本负担)促使这些企业和组织节能降耗,另一方面促进碳汇行为的发展。
碳减排就是指减少二氧化碳为主的温室气体排放(碳排放)。由于碳排放的主要途径是火力发电、成品油和燃气燃烧、化工排放,因此减少碳排放最重要的工作就是减少这三方面的碳排放,尤其是火力发电的碳排放。从国家宏观尺度上看,主要有下列措施:
改变能源生产和消费结构,生产方面以非化石能源替代化石能源发电,消费方面以电动交通工具替代化石能源交通工具,在其它化石能源消耗领域实现电能替代,这两者必须相互配合;
通过技术进步,提高火力发电生产效率,降低单位电力生产的碳排放强度(进一步讲,提高化工等其它行业的生产效率也能减少碳排放);
提倡节能,通过减少消费端的电能消耗,促使减少电力生产,间接减少碳排放;
以较低碳排放的能源(如天然气)替代较高碳排放的能源(如煤炭)。
三碳中和相关市场机制我国目前减少碳排放的市场机制主要有两种:绿色电力证书机制(简称“绿证”)和碳交易市场机制。
3.1绿证对于绿证机制,误解很多,最常见的一种误解就是认为绿证只是一种荣誉证书,我们花钱买绿证类似于一种公益行为,对于碳排放没有实质贡献。这种认识是错误的,绿证不仅仅是一种荣誉证书,其背后有比较严密的电力生产、消费结构相关逻辑。
绿证是与可再生能源上网电量挂钩的,1份绿证对应1MWh可再生能源上网结算电量。我们知道电能商品是一种特殊商品,宏观尺度上是不能存储的,全网电量当中,用了绿电,火电就得减少,绿电用得越多,火电就越少;另一方面,从终端电能消费来看,基本上是无法区分所用的电是绿电还是火电的,这时候电力终端用户购买了绿证,从电网角度看,就可以把该终端用户消耗的电计算为绿电,进而扣减对应的火电量(相应就减少了碳排放,原因见之前的解释)。所以,绿证的设计是比较硬核的,购买了绿证,一定会对应相应的碳排放量。总结起来,绿证的设计思路就是:可再生能源生产者发电并获得电网的消纳,同时可以去申请对应的绿证;电力消费者购买绿证,证明用了绿电,实现了减排。绿证的设计更多地是针对电力消费端的,用消费端倒逼电力生产端向可再生能源倾斜。
当然,理想很丰满,现实很骨感。绿证的设计应该说是很天才的,在国外运行得也很好,但在国内现实情况确不尽理想:国内可再生能源生产方高度依赖国家的补贴,这些补贴保证了可再生能源生产方在上网电价相对较低的情况下,仍然能够有足够的利润空间。由于绿证的发放、交易会相应抵扣补贴,所以导致了两个结果:一是绿证的价格与补贴高度重合,而目前补贴还相对处于高位,导致绿证价格居高不下;二是对于可再生能源生产方而言,申报绿证、交易、结算的过程远不如申请补贴过程简单直接,因此申报绿证的积极性不高,目前绿证的交易量很小,从2017年开始交易以来,截至2019年10月中,风电核发证书2323万份,挂牌562万份,交易33177份;光伏发电核发证书355万份,挂牌72万份,交易160份。也就是说已交易的绿证对应新能源发电量才(33177+160)X1000=33337000(千瓦时)。2年3千万多度的用电量,相对广大用电企业而言,真的可以说是沧海一粟了(也就相当于500个左右标准数据中心机柜,或者一个中型工业企业一年的用电量)。
尽管如此,我们认为绿证还是非常有前景的:随着补贴的逐步退出,新能源将逐步实现平价上网,相应的绿证价格将逐步下降,同时绿证在促进国家能源结构调整方面的作用非常直接,将越来越受重视。(今年一开年,1月18日,一汽大众汽车佛山分公司一次性采购河北华电康保风电公司30160个绿证,相当于3016万度可再生能源电量,是自2017年绿证交易市场启动最大规模的一笔交易。)
3.2碳交易说完绿证,就需要谈另外一种机制了:碳交易机制。碳交易机制也是一种很有意思的机制,它特别吻合中国古代哲学中“天之道,损有余而补不足”的思想。
目前我国的碳交易机制主要包括主体部分的碳排放配额(即“碳排放权”)交易机制和作为补充的"温室气体自愿减排交易"机制(即“碳汇交易”)。
首先看碳排放权交易,可以参考下图:
如图所示,国家针对重重点排放单位(大头是火力发电企业,见之前的描述),每年会发放相应的碳排放配额(之前是试点,以后估计会普及),有的企业由于自身资源禀赋、技术能力的限制,无法在配额之内完成生产经营目标,后果就是会被强制停产。为了避免停产,这些超配额企业就会到碳排放权交易中心购买配额(碳排放权),相应的,总有一些企业能够做到在配额之内实现生产目标且有一部分富余配额,这些配额可以放到交易中心出售。超配额企业从配额富余企业买到碳排放权之后,就可以在购买的配额范围之内进行生产。当然,如果大家都没有富余的配额,那么大家都得停产。
所以,碳排放权(配额)交易机制设计的实质,是用行政手段对碳排放提出要求,主要是控制电力生产为代表的生产企业的碳排放(也就是直接碳排放),同时也给这种行政手段留下一定的灵活空间(碳排放权的交易)。所以碳排放权交易机制一定意义上讲也是比较简单直接控制排放的一种机制。
与碳排放权交易机制伴生的一种补充交易机制是“温室气体自愿减排交易”机制,有的又叫“碳汇交易”机制。这种机制有些不好理解,简单地讲,需要有一个碳汇(农林或工业固碳)项目或碳减排项目(或行为),由国家或地方政府授权机构对该项目的碳汇量或减排量进行核定,然后基于自愿原则,由需要实现碳减排目标的企业或个人向该项目的业主购买相应的碳汇量或减排量,用来抵消购买方的碳排放量,实现购买方的碳减排。其中,由国家核定的项目称为CCER(Chinese Certified Emission Reduction)中国国家核证自愿减排量;由地方政府(一般是省级)核定的项目称为PHCER(Puhui Certified Emission Reduction)碳普惠制核证减排量;由联合国清洁发展机制核定的称为CER(Certification Emission Reduction)。可以看出碳汇交易机制本质上不是一种行政强制行为,而是基于自愿原则的、市场化氛围非常浓厚的一种交易机制。
对上面说的两大类、三小类碳减排市场机制进行一下小结:
适用范围:绿证和碳汇交易对能源消费端实现碳减排目标更有现实意义,碳排放权交易主要针对直接碳排放,主要是火电生产企业更有意义。绿证对电力用户更有价值,碳汇交易除了对电力用户有价值之外,对成品油和燃气用户也有价值。
成本:绿证价格目前较贵,预计近期会很快下降;碳排放权目前价格适中,配额制全面实行之后有可能会价格上升;碳汇交易价格随行就市,而且与碳汇项目挂钩,价格不确定性大。
灵活性:碳汇交易灵活性最强,可以开发很多种项目;绿证和碳排放权都带有行政成分,灵活性不足。
对在内的大多数工商业企业而言,由于本身主要是能源/电力的消费者,因此主要能采取的碳中和措施也就是以下方面:
首要的是节能,通过节能可以减少间接碳排放;
在条件允许的情况下,通过采用分布式或集中式新能源,减少对外部电力的使用,可以有效减少碳排放(外部电力超过70%是火电);
对非电力的能耗场景,通过电能替代可以减少煤/油/气带来的碳排放;
除了上述技术策略之外,还可以采取市场策略,即利用前述碳排放交易机制,通过购买绿证或碳汇量/碳减排量,对本企业的碳排放进行抵消,为全国乃至全球宏观上实现碳中和贡献力量。
通过节能减少碳排放,主要包括减少不必要的电能消耗、合理安排用能时间和空间、降低用能强度等措施。
综合能效管理/节能管理系统一般分成几个层次:
最简单最基础的(毫不意外,也是最直接最容易出成效的)是准确采集用能情况,以图形化/可视化方式展示出来,通过预设的一些统计指标、报表和图表,帮助快速定位问题,找到解决办法;
更进一步的,是深入设备运行机理,建立设备机理与用能之间的逻辑规则关系,从机理角度对用能进行优化;
目前而言,最高级的形式则是借助大数据和AI技术,发现传统设备机理没有发现或者发现了但没法很好解决的问题,实现智慧的能效管理。
我们可以通过建设屋顶光伏、园区光伏、小风电等分布式能源装置,按照“自发自用、余电上网”的原则,多用绿电,少用火电,从而减少(间接)碳排放,实现碳中和。
在电力市场政策允许的情况下,也可以利用电力市场,从邻近的集中式新能源发电运营上处获得直接的绿色电力供应。当然,这有赖于电改的进一步深化。
4.4电能替代电能替代是另一个层面的减排措施,主要是通过尽量采用电动车、电力驱动的空调等设备减少燃油/燃气/燃煤等化石能源带来的直接碳排放。
如果用来替代化石能源的电能本身就是前面介绍的新能源,则电能替代的减排效应是比较直接彻底的;如果不是,则还需要采用前面介绍的绿证或碳交易机制来进行碳抵消。
4.5碳交易与绿证市场机制对于实现碳中和战略有很重要的作用。从能源技术角度看,单纯依靠节能、采用分布式能源等技术手段,几乎不可能实现碳中和乃至零碳目标。只有与前述市场机制结合起来,才有可能实现。
除此之外,可以利用互联网技术优势与碳汇交易(特别是PHCER)结合起来。碳汇交易形式非常灵活多样,特别适合于的科技型企业。
举一个碳普惠制项目的例子:2017年6月,北京市发改委联合北京环交所推出的“我自愿每周再少开一天车”,就是针对限行日以外车主再自愿少开一天车的碳普惠活动。有本市车牌的车主可以在微信小程序中注册,在每次停驶前后分别拍摄上传行驶里程,停驶24小时以上即可出售碳减排量,并获得每天0.2元到0.7元不等的微信红包。
可以看出,这一类项目非常适合企业运作,既实现自身的碳中和目标,又为全社会实现碳中和目标作出应用贡献。
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