北極星氫能網(wǎng) 來源:氫智會 2021/2/20 11:47:31北極星氫能網(wǎng)訊:全球能源結(jié)構(gòu)正從化石燃料轉(zhuǎn)向可再生能源,,隨著能源轉(zhuǎn)型和“綠色政策”勢頭增強(qiáng),,新生態(tài)系統(tǒng)正在形成,,新技術(shù)正在出現(xiàn)。能源與資源(E&R)行業(yè)的許多參與者已經(jīng)公開宣布他們打算在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和,,盡管它們的長期愿景是明確的,但對于E&R公司來說,,更令人困惑的挑戰(zhàn)在于眼前的未來,。 (來源:微信公眾號“氫智會” ID:HydrogenAiClub) 2019年,德勤澳大利亞分公司對全球112家公司進(jìn)行了市場調(diào)查,。其中,,69%的公司從事能源、資源和工業(yè)行業(yè),,在2017年至2019年年中期間,,這112家公司共排放了45.3億噸二氧化碳,其中96%來自石油和天然氣,、化工,、采礦和金屬以及電力和公用事業(yè),未來面臨著巨大的脫碳挑戰(zhàn),。 德勤發(fā)布的《2030年脫碳挑戰(zhàn)通往能源未來之路》報(bào)告探討了化工,、石油和天然氣、采礦和金屬,、電力,、公用事業(yè)和可再生能源等某些行業(yè)的公司如何在未來十年加速脫碳,并在2030年實(shí)現(xiàn)有意義的中期目標(biāo),。 本文將采用《溫室氣體議定書》中提出的排放分類法:1類排放是自有或受控來源的直接排放,;2類排放是購買能源產(chǎn)生的間接排放;3類排放是報(bào)告公司價(jià)值鏈中發(fā)生的所有間接排放(不包括在2類中),,包括上游和下游排放,。 01化工: 如今的化工業(yè)建立在碳?xì)浠衔镏希細(xì)浠衔锛缺挥米髟?,也用作能源,。這在很大程度上該行業(yè)經(jīng)常被歸為“難以減排”的原因—其排放量無法輕易減少。但是,,化工生產(chǎn)脫碳方面的進(jìn)展可能對全球產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,。這種益處可能會蔓延到行業(yè)本身以外,因?yàn)榛な窃S多價(jià)值鏈的基礎(chǔ),。 化工公司控制哪些排放,? 所有1類和2類的排放至少在理論上是可控的?;て髽I(yè)對精心設(shè)計(jì)的閉環(huán)系統(tǒng)并不陌生,,這些系統(tǒng)幾乎捕捉了氯氣或光氣等危險(xiǎn)氣體產(chǎn)生的所有排放和副產(chǎn)品,。在這些情況下,限制因素通常不是技術(shù),,而是成本,。然而,3類排放,,或客戶和第三方供應(yīng)商的排放,,構(gòu)成了一個更令人困惑的技術(shù)挑戰(zhàn)。 一些公司正在追求一系列脫碳途徑,,包括: 提高資源和能源效率以生產(chǎn)化學(xué)品和材料,。 使用可持續(xù)廢物或生物基原料,例如植物或動物脂肪,、糖,、木質(zhì)素、半纖維素,、淀粉,、玉米或藻類。 避免生產(chǎn)原始材料,,如聚合物,、橡膠、電池,、包裝材料,、溶劑、熱傳遞流體,、潤滑劑等,。 化學(xué)工業(yè)的長期排放目標(biāo)中,至少有40%在理論上可以通過最大限度地提高能源和資源效率,、使用可持續(xù)的生物或廢物基原料以及循環(huán)運(yùn)行的材料來實(shí)現(xiàn),。實(shí)際考慮實(shí)現(xiàn)剩余60%的二氧化碳減排的先決條件是充足和廉價(jià)的可再生能源,必須用可再生能源,,如太陽能(光伏或濃縮),、風(fēng)能、生物能,、廢能,、熱泵、蓄能,、水電(潮汐或波浪),、地?zé)峄蚓G色氫能來充分替代化石碳?xì)洹S绕潢P(guān)鍵是需要綠色氫,。因?yàn)樗軌蚝铣蓺?甲醇,,最終構(gòu)成化工業(yè)二氧化碳排放量(電力產(chǎn)品)一半以上的9個關(guān)鍵產(chǎn)品(氯,、氨/尿素、甲醇,、乙烯/丙烯,、苯/甲苯/二甲苯)。但從水中制造氫所需的能量是從天然氣或石油中制造氫所需能量的六到八倍,,問題變成了在消耗如此多可再生能源的同時制造塑料和化學(xué)品是否明智,。一個解決方案可能是碳捕獲和封存(CCS)。另一個可能是碳捕獲和使用(CCU),,通過新技術(shù),可以將碳用作新產(chǎn)品和新工藝的原料,。此外,,還有一個首要問題:隨著公眾對最終產(chǎn)品環(huán)境影響的教育程度提高,以及更愿意接受生態(tài)友好型替代品,,對許多傳統(tǒng)塑料和化學(xué)品的需求是否會下降,。 02石油和天然氣 全球油氣市場已被顛覆。冠狀病毒疫情導(dǎo)致全球需求萎縮,,歐佩克與其他主要產(chǎn)油國之間的油價(jià)戰(zhàn)爭導(dǎo)致供應(yīng)過剩,,嚴(yán)重打擊了上下游業(yè)務(wù)。與其他行業(yè)一樣,,石油和天然氣公司也感受到了來自各方的減少排放的壓力,。其中,投資者的壓力特別強(qiáng)烈和直接,。2020年3月6日,,瑞銀宣布將不再為北極的海上鉆探提供資金。包括富國銀行和高盛在內(nèi)的多家美國銀行此前也宣布了類似的政策轉(zhuǎn)變,。 油氣公司控制哪些排放? 1類和2類的排放,,即在運(yùn)營過程中產(chǎn)生的排放,主要在油氣公司的控制之下,。因此,,共同緩解戰(zhàn)略的重點(diǎn)是通過以下方式降低價(jià)值鏈的碳強(qiáng)度: 為電氣化運(yùn)營和采用可再生能源來滿足電力需求。 提高能效,,降低能量強(qiáng)度,。 采用低排放或無排放燃料,如氫,、燃料/合成燃料,、生物燃料和氨。 改善物流以減少燃料消耗,。例如,,一些運(yùn)營商援引共享經(jīng)濟(jì)的原則,,協(xié)調(diào)包括卡車、海上船只和直升機(jī)在內(nèi)的物流,,以優(yōu)化運(yùn)輸時間和運(yùn)輸量,。 制定共同標(biāo)準(zhǔn)和領(lǐng)先做法,以提高能效和減少排放,。 減少常規(guī)放空燃燒,。 用甲烷捕獲。 通過使用數(shù)字工具(如IoT傳感器,、數(shù)字映射和虛擬現(xiàn)實(shí))來模擬場景,、監(jiān)控操作、跟蹤排放和能源使用并主動維護(hù)設(shè)備,,來優(yōu)化生產(chǎn)和儲庫管理,。 生產(chǎn)低排放產(chǎn)品—從一種碳?xì)浠衔锏搅硪环N(例如,從煤到天然氣)或生產(chǎn)另一種產(chǎn)品(例如生物燃料或合成氣),。 增加再利用或采用添加劑制造來減少浪費(fèi)并提高供應(yīng)鏈的靈活性,。實(shí)際考慮 為了讓投資者滿意,并在轉(zhuǎn)型期間保持可行,,石油和天然氣公司基本上有兩條主要途徑改變其業(yè)務(wù)模式,。 實(shí)現(xiàn)能源多樣化,采用其他形式的能源和扶持技術(shù):一些公司已決定增強(qiáng)可再生能源的能力,,如風(fēng)能和太陽能,、在更間歇性的可再生能源上線時幫助平衡電網(wǎng)的智能技術(shù),或生產(chǎn)綠色氫氣的節(jié)能方法,。其它公司正在收購附屬行業(yè)的公司,,以擴(kuò)大其低排放到無排放產(chǎn)品的產(chǎn)品組合。許多石油和天然氣公司正在改變其業(yè)務(wù)模式,,以便通過下游客戶創(chuàng)造更多價(jià)值,,而不是通過上游資產(chǎn)。 將3類排放轉(zhuǎn)化為商機(jī):另一條途徑是將二氧化碳變成有價(jià)值的原材料,,而不僅僅是必須加以控制的廢物,。二氧化碳將作為各種建筑材料、化學(xué)品和燃料的原料,,預(yù)測市場規(guī)模將達(dá)到萬億美元,。一些二氧化碳用途聽起來更像是科幻小說,例如,,加拿大公司C2CNT正在利用“熔融電解”將CO2直接轉(zhuǎn)化為碳納米管,,這種碳納米管比鋼更強(qiáng),導(dǎo)電性也更高。碳捕捉技術(shù)也在平行軌道上迅速發(fā)展,。 03電力,、公用事業(yè)和可再生能源 電力和公用事業(yè)領(lǐng)域的組織在去碳化方面比其他許多行業(yè)行動更快。這在一定程度上是政策所致,,但主要是經(jīng)濟(jì)因素,。低成本天然氣已經(jīng)取代煤炭,大大減少了行業(yè)排放,,風(fēng)能和太陽能是大部分地區(qū)最廉價(jià)的資源之一,,電池儲存成本也大幅下降。技術(shù)進(jìn)步也改善了發(fā)電,、傳輸和分配的能源效率,,并為微電網(wǎng)、社區(qū)太陽能和點(diǎn)對點(diǎn)能源交易等分布式發(fā)電新模式鋪平了道路,。 電力和公用事業(yè)部門與其他部門有著相同的驅(qū)動因素,。然而,由于發(fā)電是全球溫室氣體排放量中最大的單一貢獻(xiàn),,占總排放量的31%,而許多可再生能源技術(shù)已經(jīng)成熟,,電力和公用事業(yè)部門普遍比其他部門更早感受到這些壓力,。因此,企業(yè)已經(jīng)脫碳十多年了,。 電力和公用事業(yè)公司控制哪些排放,?1類和2類的排放受到電力和公用事業(yè)公司的控制,并受到一段時間的審查,。這包括通過分布式發(fā)電(即安裝太陽能電池板)和為所有家庭用能(即電動汽車,、熱水器、熱泵,、電池等)通電,,提高客戶效率,幫助他們成為“消費(fèi)者”,。在供應(yīng)商/供應(yīng)商方面,,這包括減少或抵消燃料生產(chǎn)商、設(shè)備制造商以及第三方物流和服務(wù)提供商產(chǎn)生的排放,。實(shí)際考慮 在沒有歷史先例的情況下,,電力和公用事業(yè)部門的去碳化需要強(qiáng)大的管理和從數(shù)據(jù)中獲得洞見的能力。盡管中斷和置換構(gòu)成了重大威脅,,但一些人認(rèn)為,,通過在價(jià)值鏈的三個主要領(lǐng)域應(yīng)用高級分析和情景建模,創(chuàng)造新業(yè)務(wù)模式和收入流的機(jī)會非常多:零售電力、電網(wǎng)輸配和發(fā)電,。 在零售電力領(lǐng)域,,公司需要對住宅,商業(yè)和工業(yè)客戶有深入的了解,,以便他們能夠開發(fā)有吸引力的產(chǎn)品,,并在客戶生命周期的適當(dāng)位置插入這些產(chǎn)品。公司還應(yīng)考慮與第三方建立生態(tài)系統(tǒng),,以加快客戶對新產(chǎn)品和服務(wù)的采用,,并促進(jìn)新的溝通渠道。 在電網(wǎng)輸配電領(lǐng)域,,企業(yè)需要評估如何部署智能技術(shù),,同時與監(jiān)管機(jī)構(gòu)積極討論激勵措施和如何收回投資。隨著分布式發(fā)電的擴(kuò)張和更多可再生能源進(jìn)入系統(tǒng),,企業(yè)將越來越需要開發(fā)平衡電網(wǎng)和促進(jìn)電力雙向流動的解決方案,,并獲得補(bǔ)償。 除了部署分布式資源管理(DRM)技術(shù)外,,脫碳的步伐在很大程度上取決于能源存儲技術(shù)的演變,。目前,鋰離子電池是網(wǎng)格規(guī)模存儲的默認(rèn)選擇,,但它們只以高效,、經(jīng)濟(jì)的方式提供幾個小時的電力。幸運(yùn)的是,,有希望的更長期存儲技術(shù)正在開發(fā)中,,包括流動電池、壓縮空氣系統(tǒng),、液體空氣系統(tǒng),、飛輪、熱存儲(如熔鹽),、堆積塊和氫,。 在發(fā)電過程中,公司需要找到成本效益高的方法,,通過選擇合適的技術(shù)和合適的地點(diǎn)來擴(kuò)大可再生能源組合,,同時決定是改造還是淘汰熱電廠。 04采礦和金屬 采礦業(yè)的脫碳主要依靠電氣化和可再生能源,。在某些方面,,設(shè)想礦業(yè)如何變得無碳比其他行業(yè)更容易,但這并不意味著沒有困難,。 投資者正對采礦業(yè)的大型跨國公司施加巨大壓力,,尤其是在經(jīng)營排放方面。可再生能源成本的迅速下降,,使它們更容易做出反應(yīng),。許多礦業(yè)公司需要應(yīng)對各國和地方政策,它們正在基于最嚴(yán)格的共同標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)脫碳戰(zhàn)略,,然后將這些策略在全球范圍內(nèi)應(yīng)用到其組織中,。盡管礦業(yè)和金屬公司預(yù)計(jì)碳定價(jià)和監(jiān)管力度將不斷加大,但目前這些并非主要推動因素,。相反,,投資者和市場領(lǐng)先于政府的立場,越來越多的公司發(fā)出脫碳目標(biāo)的信號,。 采礦業(yè)的供應(yīng)鏈拉動力通常也比其他行業(yè)更強(qiáng),。例如,電池制造商開始尋找碳中性的鋰和鎳,,而汽車制造商開始尋求綠色的鋼和鋁。這些市場需求可能成為最大的推動力,。如果客戶開始要求綠色產(chǎn)品,,礦業(yè)公司必須提供這些產(chǎn)品,以便繼續(xù)參與競爭,。 礦業(yè)公司可以控制哪些排放,? 運(yùn)營排放(即1類和2類)基本上在礦業(yè)公司的控制范圍內(nèi)。盡管執(zhí)行總是很棘手,,但人們通常很容易看到它是如何做到的。一個例外是煤礦的逸散排放,,那里仍然沒有廣泛可用的經(jīng)濟(jì)可行的控制甲烷泄漏的解決方案,。另一個例外是建筑基礎(chǔ)材料,特別是水泥的排放,,其中CO2是煅燒過程的副產(chǎn)品,。 價(jià)值鏈排放(即3類)是更難實(shí)現(xiàn)的。這包括上游供應(yīng)商,,它們提供銅,、鋼和大量混凝土來建造礦場,以及下游客戶,,他們使用基礎(chǔ)材料和金屬來建造現(xiàn)代社會幾乎所有的重型產(chǎn)品,,從船舶到橋梁,汽車到建筑,,等等,。在采礦業(yè),價(jià)值鏈排放可能比運(yùn)營排放高出數(shù)倍。由于沒有簡單易用的答案,,許多人認(rèn)為,,在采礦及其以外領(lǐng)域管理3類排放可能需要更復(fù)雜的解決方案:主要是創(chuàng)造循環(huán)經(jīng)濟(jì),即用碳中性礦石來制造碳中性材料,。實(shí)際考慮 礦業(yè)脫碳的棘手之處在于,它涉及解決價(jià)值鏈排放問題,,需要合作伙伴和生態(tài)系統(tǒng)思維,。迫使客戶以減少排放的方式使用原材料會適得其反。擁有相同目標(biāo)的客戶和供應(yīng)商的合作關(guān)系通常更有效,。然而,建立這樣的聯(lián)盟將迫使礦業(yè)公司相互合作,,并與供應(yīng)鏈上的其他參與者合作。 企業(yè)將越來越需要像一個生態(tài)系統(tǒng)一樣發(fā)揮作用,,根據(jù)合作伙伴關(guān)系,、正在進(jìn)行的試驗(yàn)和正在開發(fā)的解決方案來設(shè)定目標(biāo),,而不是將碳減排目標(biāo)強(qiáng)加給下游的價(jià)值鏈,。他們還需要了解誰在購買和銷售他們的礦石,,包括貿(mào)易商和終端客戶,,以及他們開采的礦石最終如何被使用。新的區(qū)塊鏈追蹤方法已經(jīng)被用于追蹤材料的道德來源,,它們應(yīng)該可以隨時擴(kuò)展到低排放采礦領(lǐng)域,。 從生態(tài)系統(tǒng)的角度看,礦業(yè)公司還需要確保它們在碳減排方面的立場與行業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)一致,。這對于避免“綠色洗錢”非常重要,。 |
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