2030年力争碳达峰,2060年力争碳中和,这是我国下一阶段在碳排放中的目标。同时市场也做出了反应,碳中和板块从年初至今涨幅达67.93%(富途数据2021.9.21)。
从碳中和概念出来的时候,我习惯性的认为都是热钱在里面击鼓传花,并没有投资价值,甚至连碳中和这件事本身也是炒作的一部分。
但直到今年8月份左右,我开始研究隆基股份,在读书的过程中,我发现碳中和不仅仅会对资本市场产生影响,更将在未来影响我们每一个人的生活。
接下来我将通过五个部分,与大家聊聊我所了解的碳中和。
碳中和指的就是净排放温室气体为0。这里需要注意两点,首先碳中和指的不仅仅是排放二氧化碳,还包括一些其他的温室气体,如甲烷、一氧化二氮、氟化物。其次,净排放为0不代表0排放,而是说经过处理后排放的净额为0。
在实现碳中和的过程中,一定是利用科技使得人类活动的碳净排放达到0,而不仅仅是让人类减少社会活动、减少碳排放。
自十八世纪六十年代世界开始了工业革命,人类便开始肆无忌惮的朝空气中排放二氧化碳,二百多年过去了,人类排放的二氧化碳貌似并没有对世界产生什么影响,那人类实现碳中和的意义在哪呢?
在气候中,仅仅是几摄氏度的变化,就会对地球的气候产生巨大的影响。在上一个冰河时期,全球平均温度只比今天低6℃;在恐龙时代,全球平均温度只比今天高大概4℃,那时候北极地区还生存着鳄鱼。
并且随着全球温度的提高,两极冰川融化,冰盖萎缩可能会将古老的沉积盆地暴露出来,甲烷可能被释放到大气中,从而进一步加速全球变暖。两极冰川的融化会导致海平面上升,从而对沿海城市造成威胁,虽然历史上至少有4次温度高于现在(夏朝——商朝末期;春秋;南北朝后期、隋唐、北宋前期;南宋末、元朝初期),但过去沿海经济并不发达,现在世界沿海地区有着许多的大城市,一旦海平面过度上升,则会对这些城市造成毁灭性打击。
全球平均气温的提高对于动植物一样会有着重大的影响。全球升温2℃会让脊椎动物的地域分布范围缩小8%,植物的地域分布范围缩小16%,昆虫的地域分布范围缩小18%。同时温度的升高可能导致热带地区的玉米减产50%;如果我国发生了严重的干旱,就可能会引发地区或全球性粮食危机。
提到碳排放,人们首先想到的就是发电,但实际上发电和蓄电所排放的碳只占全部碳排放的27%。下图为各种发电方式碳排放的比例。
有意思的是每年水电的碳排放达到了22亿吨二氧化碳,原因是水电的修建涉及到当地社区的搬迁和野生动植物的保护,在修建水库的过程中,如果土壤中有着大量的碳,它们就会转化成甲烷逃逸到大气中。有研究表明,一座大坝在修建之初的50-100年可能比火电的碳排放还要高。
在过去工业化的进程中,我们利用科技发明出了各种各样特性的材料。用于盖楼、修路的水泥;用于火车、轮船的钢材;用于玩具、家具的塑料。
这些神奇的材料虽然方便了我们的生活,但在生产它们的过程中会释放大量的温室气体。
比如钢的生产。钢是在纯铁中掺入适量的碳(不超过1%),这样碳原子就会挤在铁原子之间,从而使钢变得更坚硬。在生产过程中,首先要炼出纯铁,但在自然界中铁元素通常都和氧结合在一起,所以要提纯出纯铁就需要将氧从铁中分离出去,之后再掺入少量的碳。所以在高温冶炼中,氧会和碳结合,形成副产品一氧化碳或二氧化碳。这个过程中,每1吨钢将会排放1.8吨二氧化碳。
再看看水泥的生产。水泥的主要化学成份为氧化钙,生产水泥则需要石灰岩,它主要由钙、氧、碳组成。生产中将石灰岩煅烧至900℃以上,其分解转化为氧化钙,同时放出二氧化碳。生产1吨水泥,会产生大约1吨二氧化碳。
因为碳易与不同的元素相结合,塑料的组成中也有碳。塑料的生产,大部分是利用石油等化石原料提炼后的副产品,经过聚合作用形成的高分子聚合物。好在生产塑料的过程中,大约50%的碳存留在塑料中。
我们日常经济活动中生产了大量的材料,钢、水泥、塑料、肥料、玻璃、纸、铝等等,生产它们的过程中排放了大量的温室气体,占到了每年温室气体的31%,这也是占比最大的一部分。
在畜牧业中,牛的打嗝和放屁排放的二氧化碳,居然占到了全球碳排放的4%。牛胃内的细菌分解植物纤维素,发酵成甲烷,而后通过打嗝或放屁排到体外。
废弃的食物在分解时会产生大量甲烷,其排放量相当于33亿吨二氧化碳。
生产化肥的过程中会生产氨,这个过程会利用天然气产生热量,从而释放二氧化碳,且合成化肥中相当一部分氮不会被植物吸收,从而以一氧化二氮的形式逃逸到空中,化肥领域2010年约排放了13亿吨二氧化碳。
森林砍伐同样会产生大量的二氧化碳,第一种是树木被烧毁产生二氧化碳,第二种是土壤中的碳以二氧化碳的形式逃逸到空中。根据WI(温洛克国际)数据,热带地区森林砍伐造成的碳排放每年向大气中排入了约30亿吨的二氧化碳。
虽然路上的汽车给环境带来了很大的影响,但在碳排放领域,交通运输仅占全球碳排放的16%。
其中主要的碳排放为汽油的燃烧,现在大多数国家都在使用乙醇汽油,可乙醇汽油也并不是「低碳的」。汽油中添加的乙醇几乎全是由玉米制造的,玉米种植需要化肥,将玉米炼制为乙醇的过程中也会排放二氧化碳。
自空调的发明以来,人类有了和天气抗衡的手段,无论外面如何炎热,在家中打开空调,便可以舒适的度过整个夏天。但空调中的制冷剂很多都含有氟化气体,它对气候的影响是二氧化碳的上千倍。同时冬天的取暖也会排放大量的温室气体,这两者每年要排放约36亿吨当量的二氧化碳。
上图为目前发电的种类,可见目前只有核能、可再生能源、水电实现了碳中和(占比37%),接下来我们就逐一分析,哪种清洁能源可以替代目前的火电,在发电领域实现碳中和。
优点:
1.发电成本低
2.清洁能源。
缺点:
1.水电在建设过程中会释放大量的二氧化碳。这使得水电的前50—100年的碳排放量并不优于火电。
2.水电的发电量受季节的影响较大。雨季和旱季的发电量差距较大。
3.水电站对地形要求很高。由此一来,未来用水电来大规模替代化石发电并不可行。
优点:
1.可再生清洁能源
缺点
1.地区性资源。有些地区没有太阳能资源,只能依靠其他地区,从而提高了输电成本,既然要输电就需要并 ,同时也提高了配电的成本。通常情况下,在电力的最终成本中,输配电成本占比超过三分之一。
2.间歇性资源。太阳能只能在白天发电,并且夏季的发电量要远大于冬季。如果未来想要实现100%的清洁能源,必须要搭配其他供电方式或者解决蓄电的问题。
3.占地面积大
优点:
1.可再生清洁能源
缺点:
1.地区性资源。同太阳能一样,风能同样很依赖地区。
2.间歇性资源。风电的发电量同样会受到季节的影响,会在春季达到顶峰,夏末跌至低估。
3.风自身的作用。与太阳能不同,风能在自然界中有着不可或缺的作用。风可以平衡不同地区的温度,还可以将水蒸气从一个地区输送到另一个地区,如果大批的利用风能,将会使风能本身的作用减弱。
优点:
1.清洁能源。
2.环保。与其他的「零碳」发电相比建造核电厂使用的材料,要比其他发电方式少得多。
3.供电稳定。
4.无地区限制。
缺点:
1.建设成本高。
2.事故后果严重。
3.核废料难存放。
全是优点,唯一的缺点,就是我们认为还需要30-40年,才可以用上「可控核聚变」。
但让人悲伤的是,40年前我们也认为还有30-40年……
优点:
1.许多大城市都沿海
2.离岸风力更稳定
缺点:
1.目前装机量很小,只占全球的0.4%
2.只能供应沿海城市
优点:
1.清洁可再生
缺点:
1.能量密度低
2.开采不稳定,在钻井前很难确定能不能打出满意的热能,成功打出地热的井约占60%。
通过电价去引导消费者错峰用电,但如果未来使用风能、太阳能,面对季节性波谷难以靠错峰用电解决。
我们知道在生产水泥、塑料、钢铁等材料时会释放大量的二氧化碳,其总量占到了全部碳排放量的约3分之1。如果想要在生产和制造方面实现碳中和,需要从以下3点入手。
这部分每年会排放97亿吨的二氧化碳, 要减少这部分的碳排放,需要很多的技术进步。给植物用一些零碳的化肥、用新的方式饲养牲畜、减少食物浪费、少吃肉等。
要减少这部分的碳排放,有4种方式。
部署大量的清洁能源,而后将制冷和制暖电气化。
与其他类似的清洁能源一样,太阳能也面对着地区资源不平衡、不充分的情况。因此要将太阳能并 ,进行远距离输电配电,这过程中就会增加很多的成本。
在长距离的输电中,损耗是必不可少的,为了减少损耗就需要超高压输电。高压的输送就需要重新铺设配套的供电设备,更粗的电线、更重的变压器以及其他设备。
但现在我国主推的分布式电站,将一定程度上的减缓这个问题。
对于有着波峰、波谷的发电方式,如何将波峰的点储存起来,等待波谷时再使用,是一个需要解决的问题。目前有这么几种解决方案:
声明:本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点,如有内容涉及侵权,请您立即联系本站处理,非常感谢!