聽(tīng)了快一年的「碳中和」，在你的感知里，「碳中和」還只是一個(gè)概念？還是已經(jīng)在改變著你的生活？

九月下旬，東北拉閘限電，很多人被拉回到關(guān)于停電的遙遠(yuǎn)記憶中。

慌亂的討論后，碳中和、「能耗雙控」政策被推向輿論中心。限電的主要原因，被認(rèn)為是電力市場(chǎng)的供需錯(cuò)配，也有地方政府對(duì)于能耗問(wèn)題的「急剎車」「補(bǔ)作業(yè)」，對(duì)煤電企業(yè)限產(chǎn)甚至直接關(guān)停。

「2030 年 碳達(dá)峰 2060 年 碳中和」的「雙碳」目標(biāo)發(fā)布一年，沒(méi)想到小目標(biāo)就需要「硬著陸」了。離 2060 年還有 39 年，接下來(lái)的路怎么走才是靠譜的，而不是「運(yùn)動(dòng)式減碳」呢？

其實(shí)實(shí)現(xiàn)碳中和，「靠譜」的方法有很多。

造大型「充電寶」

碳中和概念火起來(lái)后，清潔能源理所當(dāng)然受到矚目。

仿佛清潔能源發(fā)展這么多年，這下終于有用武之地了。在能源使用過(guò)程中不排放二氧化碳，這么好的事情，為什么沒(méi)有讓清潔能源早就代替了「臟」能源——化石能源呢？

因?yàn)闆](méi)有成熟的大型「充電寶」——儲(chǔ)能設(shè)備。

光伏發(fā)電

最近儲(chǔ)能領(lǐng)域動(dòng)作頻繁。華為剛剛拿下了全球規(guī)模最大的儲(chǔ)能項(xiàng)目，10 月 16 日，2021 全球數(shù)字能源峰會(huì)在迪拜召開(kāi)，會(huì)上，華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司與山東電力建設(shè)第三工程有限公司成功簽約沙特紅海新城儲(chǔ)能項(xiàng)目，儲(chǔ)能規(guī)模達(dá) 1300MWh。

過(guò)去幾年，清潔能源已經(jīng)得到階段性較大發(fā)展，但儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)目前還處于商業(yè)化應(yīng)用的初期，即將迎來(lái)重要發(fā)展時(shí)刻。

今年以來(lái)，國(guó)家出臺(tái)了系列政策支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。4 月 21 日，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn) (征求意見(jiàn)稿)》，首次提出到 2025 年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 3000 萬(wàn)千瓦（30GW）以上。據(jù)測(cè)算，到 2030 年，儲(chǔ)能市場(chǎng)空間可達(dá) 1.2 萬(wàn)億元以上。

自 2020 年初至今年 10 月，十多個(gè)省份陸續(xù)發(fā)布了新能源強(qiáng)制配備儲(chǔ)能的要求，大致包括「儲(chǔ)能規(guī)模在項(xiàng)目容量的 10%—15%」「連續(xù)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng) 2—3 小時(shí)」等條款。

中國(guó)工程院院士杜祥琬曾公開(kāi)表示，【儲(chǔ)能技術(shù)是未來(lái)能源系統(tǒng)具備柔性、包容性和平衡功能的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)】

儲(chǔ)能之所以制約著清潔能源大規(guī)模應(yīng)用，是從能源的根本需求上看，清潔能源都有致命的問(wèn)題——不穩(wěn)定。風(fēng)、水、太陽(yáng)能都有間接性和區(qū)域性的問(wèn)題，時(shí)間和空間上分布嚴(yán)重不均。

如果依賴這些電力，必須進(jìn)行大量的儲(chǔ)能。而儲(chǔ)能難點(diǎn)在于需要占用大量的場(chǎng)地，需要考慮嚴(yán)重的損耗，必然會(huì)造成不同時(shí)間不同區(qū)域的電費(fèi)差距巨大的問(wèn)題。

設(shè)想中，儲(chǔ)能技術(shù)可以將在陽(yáng)光充足的夏季生產(chǎn)的太陽(yáng)能儲(chǔ)存起來(lái)用于冬季，將多風(fēng)季節(jié)的風(fēng)力儲(chǔ)存起來(lái)用于少風(fēng)時(shí)期。實(shí)際上，儲(chǔ)能技術(shù)遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，風(fēng)光水能長(zhǎng)期存在著浪費(fèi)和不均的問(wèn)題。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外主要運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目以抽水蓄能為主。數(shù)據(jù)顯示，截至 2020 年，抽水蓄能在全球儲(chǔ)能的裝機(jī)占比高達(dá) 89.3%，但抽水蓄能有強(qiáng)地區(qū)性。其次是電化學(xué)儲(chǔ)能，占比達(dá) 9.2%。在電化學(xué)儲(chǔ)能中又以鋰離子電池為主，占比高達(dá) 88.8%。

抽水蓄能水電站

目前電化學(xué)儲(chǔ)能當(dāng)中，鋰電池儲(chǔ)能綜合性價(jià)比最高。但鋰電池適合分鐘至小時(shí)級(jí)別的儲(chǔ)能，未來(lái)跨季節(jié)的儲(chǔ)能還需要可再生能源制氫儲(chǔ)存，以及其它不同的方案。

美國(guó)、日本、韓國(guó)、歐洲和澳洲是主要電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)。據(jù)中金研究數(shù)據(jù)，美國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目占全球項(xiàng)目總數(shù)高達(dá) 44%，太陽(yáng)能熱發(fā)電熔融鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目西班牙占 28.5%，日本在電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目上占據(jù) 7.7%。相比之下，我國(guó)在電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目上僅占全球總量的 5.5%，是美國(guó)的 1/8。

近年來(lái)，中國(guó)儲(chǔ)能電池市場(chǎng)增速較快。數(shù)據(jù)顯示，2020 年，中國(guó)儲(chǔ)能電池市場(chǎng)出貨量為 16.2 GW（10億瓦），同比增長(zhǎng) 71%。2019 年 5 月至 2020 年 7 月，全球新增發(fā)電側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目 113 個(gè)，中國(guó)新增發(fā)電側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目 59 個(gè)，增速據(jù)世界前列。

世界各巨頭一直對(duì)儲(chǔ)能領(lǐng)域摩拳擦掌。2019 年，特斯拉與太平洋天然氣和電力公司達(dá)成一項(xiàng)合作，將在加州一社區(qū)，部署數(shù)個(gè)名為 Megapack 的巨型電池儲(chǔ)能設(shè)備。該設(shè)備的能量?jī)?chǔ)存能力非常強(qiáng)大，將能為「舊金山的每個(gè)家庭提供 6 小時(shí)的電力」。

不過(guò)儲(chǔ)能的技術(shù)進(jìn)步仍然極其困難。致力于氣候問(wèn)題解決的比爾·蓋茨也看到這一領(lǐng)域的重要性，但他曾在自己的書(shū)中說(shuō)道，「我從來(lái)沒(méi)有想到我會(huì)在電池投資上虧損這么多錢」。

大樓里的碳中和

人們能感知到的能源消耗場(chǎng)景都已有「碳中和」動(dòng)作，每日工作生活的辦公樓、小區(qū)也藏著「碳中和」。

在傳統(tǒng)樓宇的建造和使用兩個(gè)部分中，都有太多工業(yè)碳排放和能源消耗。

中國(guó)建筑節(jié)能協(xié)會(huì)能耗統(tǒng)計(jì)專委會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，2018 年全國(guó)建筑全過(guò)程碳排放總量為 49.3 億噸二氧化碳，占全國(guó)碳排放量的 51.3%。如果繼續(xù)細(xì)分，建筑材料占比 28%，運(yùn)行階段占比 22%，施工階段占比 1%。

水泥等建材生產(chǎn)過(guò)程就充滿碳排放，每生產(chǎn) 1 噸水泥就會(huì)產(chǎn)生大約 1 噸二氧化碳。建材的隱碳含量也是樓宇無(wú)法碳中和的「原罪」，影響著建筑物全生命周期內(nèi)的碳排和能源足跡。

上海綠色建筑LEED標(biāo)識(shí)

實(shí)現(xiàn)碳中和，低碳水泥的發(fā)展將十分必要，一些公司正在致力于改變高碳建材的問(wèn)題。

美國(guó)新澤西一家創(chuàng)業(yè)公司 Solidia 生產(chǎn)的水泥，生產(chǎn)過(guò)程排放二氧化碳比過(guò)去減少 30%。這一工藝來(lái)自于羅格斯大學(xué)，比傳統(tǒng)工藝加入更多黏土和更少的石灰石，且溫度要求更低，使得碳排放減少。

加拿大蒙特利爾 CarbiCrete 公司，則完全剔除了混凝土中的水泥成分，用鋼鐵冶煉的副產(chǎn)品鋼渣來(lái)代替。

中國(guó)的房地產(chǎn)企業(yè)和機(jī)構(gòu)也進(jìn)入了綠色建筑的打造推廣行動(dòng)中。朗詩(shī)、萬(wàn)科等房地產(chǎn)企業(yè)從建筑全流程，致力于使用低碳清潔的材料。

在樓宇使用過(guò)程中，建筑管理者的任務(wù)，是需要考慮如何在建造初期就通過(guò)數(shù)字化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)智能配電，達(dá)到長(zhǎng)期的節(jié)能減排目標(biāo)。

美的、格力、海爾、文惠等制冷產(chǎn)品企業(yè)，以及特斯聯(lián) AI 碳中和云等智能管理系統(tǒng)，都在為樓宇制冷設(shè)計(jì)整套系統(tǒng)節(jié)能減排技術(shù)，對(duì)新型建筑進(jìn)行綜合能耗管理。

樓宇管理者可以通過(guò)智能用電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化管理，通過(guò)圖形和圖標(biāo)直觀地展示每個(gè)房間的耗電量等，追蹤能源使用情況，優(yōu)化能源使用效率，實(shí)現(xiàn)能源精細(xì)化管理等。

而已建造的傳統(tǒng)建筑，則需要進(jìn)行改造配電系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)等。

成都三里屯太古里將在 2018 至 2024 年間，將現(xiàn)有水環(huán)熱泵系統(tǒng)逐步改造為更高效節(jié)能的冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t系統(tǒng)，預(yù)計(jì)改造完成后，項(xiàng)目中業(yè)主區(qū)域和租戶區(qū)域每年總共可節(jié)約 1340 萬(wàn)千瓦時(shí)（度）用電。

小區(qū)住戶和樓宇使用者的減排任務(wù)，可以通過(guò)智能家居實(shí)現(xiàn)。通過(guò)數(shù)字化的能源監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)和管理，可以更科學(xué)地實(shí)現(xiàn)樓宇的減排。

智能家居系統(tǒng)可以根據(jù)需求調(diào)整用電時(shí)間，切斷非必要活動(dòng)的用電需求，還可以在用電高峰期時(shí)，提升用電的穩(wěn)定性。

「捕捉碳」和「消除碳」

但就算一滴化石能源都不用，一口肉都不吃——何況這并不可能——人類還是會(huì)產(chǎn)生碳排放，碳中和的真正實(shí)現(xiàn)，還需要將這些不得不排放的碳處理掉。

碳清除主要有自然氣候解決方案即種樹(shù)、土壤封存等，以及碳清除負(fù)排放技術(shù)，是直接從空氣中去除碳。

種樹(shù)被詬病在于從樹(shù)的全生命周期來(lái)看，吸收和排放的碳幾乎持平，并不能真正消除碳，另外還需要大量場(chǎng)地和成本。

碳清除負(fù)排放技術(shù)用來(lái)將空氣中的二氧化碳過(guò)濾收集，再封存起來(lái)。微軟就投資并使用了這項(xiàng)技術(shù)。

沙特阿美碳捕集技術(shù)試點(diǎn)項(xiàng)目

微軟為一家空氣碳捕獲和儲(chǔ)存公司 Climeworks 在冰島的首個(gè)商業(yè)規(guī)模、完全可再生的工廠提供了資金。微軟也是其客戶，以每噸 600 美元左右的價(jià)格購(gòu)買捕獲的二氧化碳，購(gòu)買一噸就抵消一噸碳排放。

在 2020 年，微軟排放了相當(dāng)于 11,164,000 公噸的二氧化碳。如果用捕獲碳實(shí)現(xiàn)碳中和，微軟面臨近 67 億美元的賬單。

可以看出這種技術(shù)目前成本較高，普及推廣還需要時(shí)間。

還有一種碳捕集和封存技術(shù)是將二氧化碳封存在混凝土中。加拿大一家公司 CarbonCure，就將其他工業(yè)流程中產(chǎn)生的二氧化碳礦化，儲(chǔ)存于混凝土中。

谷歌 CEO 桑達(dá)爾?皮查伊在今年 6 月份的一次直播講話中表示自己非常焦慮。他說(shuō)，「我們希望，人們發(fā)出的每一封 Gmail 電子郵件，在谷歌搜索框中進(jìn)行的的每一次查詢，都完全不含碳。這是我們的『登月計(jì)劃』，這令我倍感壓力?！?/p>

不管我們對(duì)碳中和的感知是概念還是實(shí)際，39 年后的碳中和目標(biāo)拆解到當(dāng)下已經(jīng)并不遙遠(yuǎn)，甚至已經(jīng)迫近，需要更多的人“倍感壓力”的同時(shí)，再不必?fù)?dān)心停電。