2023中国企业低碳转型与高质量发展报告第4期：推动新要素扩散的“三级火箭”模式

前一节我们提到，驱动产业零碳转型的四个要求包括新过程、新能源、新材料和新智能，本期我们将介绍驱动四个新要素扩散的“三级火箭”加速模式。

一、一级火箭：新型电力系统融合数据智能，释放绿色电力和算力红利

1. 绿色算力与绿色电力：构成脱碳第一推动力的“双螺旋”

信息与通信技术行业是最早追求极致使用新能源、能效和储能技术的行业，大型科技企业的数据中心普遍利用可再生电力满足7/24算力需求，其中包括谷歌和微软已经宣布在2030年实现100%使用可再生电力目标。

科技企业的这一需求，不仅避免了持续增长的算力需求增加的全球碳排放，由于这些科技企业需要在其所在的电网全天候采购和匹配零碳电力，同时也刺激了算力生产力跟随绿色电力在全球计算设施动态分配任务的新技术进步。

数据中心也是可再生能源的主要购买者，极大带动了电力购买协议（PPA）的发展，亚马逊、Microsoft、Meta和谷歌是企业可再生能源购电协议的四大买家，迄今为止已签订了近50GW的合同，相当于瑞典的发电能力。

此外，数字智能技术是发展能源互联网的关键技术，新型电力系统建设的核心是新能源占比逐步提升，这需要基于强大算力的数字智能作为底层技术，支持电力系统实时进行需求预测、负荷管理和故障隔离等，从而确保电力供需平衡并提升了系统的稳定性和安全性。同时，5G通讯为分布式光伏和储能提供了低延迟、低成本和广覆盖的网络支持，提升整个电力体系自愈能力和调控能力。例如，江苏电网通过数字化手段，接入配电自动化遥控、源网荷储、分布式光伏等，智能水平提升了40%，年均停电时间减少了24%，电网运营的效率和服务质量大幅提升。

绿色算力和绿色电力共同形成一个正向的反馈循环，绿色算力需要绿色电力作为支持，而绿色电力则通过数字化和智能化使绿色电力获得更高的运营效率和可再生能源比例。两者之间的共生关系不仅推动了能源和信息与通信技术领域内部的进步，还通过提高能效、加速电气化程度和增加可再生能源比例等方式，为社会整体实现零碳转型打下了坚实的基础。

2. 平价新能源和新智能：带动各行业脱碳同时，将显著提升生产效率

随着新型电力系统建设，新能源发电设备也随着产能扩大、产品技术升级在过去10年间，成本下降了90%以上。伴随新能源设备成本的下降和碳排放成本的提高，工业、建筑、交通等各领域电力用户在2022年之后采购绿色电力，已经开始变得具有经济吸引力。

数字技术对扩大风电和光伏的应用规模、降低发电成本也有着至关重要的作用。智能化程度更高的风电和光伏电站可以更好预测并跟踪风资源或光资源，提升发电效率、减少运维所需人力、制定更有效的电力市场交易策略。

在工业企业中，通过提升用电设施的智能化水平，不仅提高了生产自动化程度和精确度，减少了人力和时间成本，也提升了企业制定电力交易策略、开展能耗与能效管理的水平。通过数据分析和自动控制系统，企业可以根据电力市场中绿电的出力曲线优化生产流程以实现最佳的负荷匹配，提升绿电使用率，同时降低购电成本。

通过提升绿色算力和绿色电力在各行业的应用程度和深度，可以使更多行业“负成本零碳”和“零碳正增长”，并完成企业脱碳和高质量发展目标。

二、二级火箭:绿色碳氢经济打造“光合工业”,驱动原料工业净零转型

1. 绿氢与 CCUS耦合，将改造原料工业体系

利用太阳能和CO₂合成常见化工原料，既让原料工业吃到可再生能源红利（获得绿氢），也为CO₂回收再利用提供了闭环路径，实现绿氢和CO₂循环利用。最典型的例子通过捕集二氧化碳加氢制备甲醇，煤炭和石油等传统化石资源可以转型为低碳或零碳的高附加值化工原料，为水泥、钢铁等传统行业实现深度脱碳提供了价值链支撑。

在该模式下，CO₂主要来自水泥、钢铁、煤电和化工行业碳捕集装置，其应用规模将在2030年后快速扩大，年捕集二氧化碳规模达6亿吨，到 2040 年和2050年分别增长至9亿吨和10亿吨。

随着中国可再生电力制技术的成熟，绿氢将在2030年后逐步具有原料经济性。根据彭博新能源财经的预测，在净零转型情景下，到2050年中国每年的氢需求将增长到1.08亿吨，需求的主要驱动力来自钢铁业与化工行业。

2. “加氢补链”将帮助中国原料工业摘掉“高碳帽子”，实现提质增效

中国是全球最大的化工生产国和消费国，“加氢补链”将发挥中国在煤化工领域技术与规模优势。以甲醇为例，中国煤制甲醇产量占比达75%，但煤化工原料“氢碳比”低于石油化工，导致能耗与碳排放处于劣势——煤制甲醇与合成氨的吨产品碳排放分别为2.1吨和4.2吨，天然气路径仅为0.7吨和2.1吨。通过“加氢补链”，与绿氢和 CCUS耦合，可提升“氢碳比”、显著降低能耗与碳排放。

3. “择绿而栖”，西北和西南可再生能源丰富地区有望承接原料工业转型红利

在全国统一大市场格局下，各地可再生能源、碳捕集与封存潜力、绿氢与化工生产和基础设施条件将决定各地在零碳技术路线各环节的新比较优势。以电解铝行业为例，自2017年以来，产业布局就开启了“北铝南移、东铝西移”的过程，主要向云南、宁夏等水电、风光基地转移。未来陕西、山西、内蒙等地所拥有的CO₂地质封存资源、现有石油化工、煤化工基础条件可以通过“光合工业”模式重新获得比较优势。

“加氢补链”模式下，传统化工原料和产品结构将发生转变。在原料端，现有工艺通过与绿氢、捕集CO₂耦合，可降低能耗和化石原料需求；在产品端，产品结构将向更高附加值的精细化工产品发展，汽柴油等燃料占比将持下降，同时包括可持续塑料、光伏EVA、电池电解液等可应用与新能源产业的化工原料占比将快速增加。

长期来看，中国煤化工与石油化工零碳转型过程将保持增长潜力，核心挑战来自持续更新工艺、通过“加氢补链”具备净零碳排放条件、延长下游价值链、提升附加值以消化技术研发与固定资产投资支出。

三、三级火箭:数据智能让高效循环再生的经济体系走进现实

1. 数字技术是提升材料使用效率、建立循环再生体系的必要能力

由世界经济论坛和埃森哲咨询公司共同发布的《实现数字化投资回报最大化》显示，当公司将先进的数字技术融入生产时，其生产效率提升幅度可达70%，而数字化部署较为缓慢的公司,其生产效率仅提高30%。

此外，在推动物流托盘与包装的重复使用方面，基于数字管理系统的创新服务模式，例如共享托盘项目可以将粗放管理的易耗品转变为可以重复利用的耐用品，从而降低物流服务的碳足迹。

对于建立各类资源循环再生体系，数字智能对于提升分拣和回收准确度已经有成功应用，例如，AMP Robotics和 MachineX等几家公司已经开发出人工智能工具，用人工智能引导的机器人识别和回收报废动力电池中的可回收物。

2. 数字技术让传统建造和制造过程具备应用新的低碳、负碳材料的新能力。

数字化设计工具极大提升了应用植物基材料的可行性。例如，使用竹木结构的建筑，可以作为一种“固碳”解决方案；基于数字技术的金属3D打印技术，在装备制造领域也可以显著提升零件性能并降低生产过程碳足迹。

人工智能则对于生物化工工艺开发具有重要的推动作用，例如数字仿真工具可以加速基于生物合成可降解塑料、CO₂合成蛋白质或其他有机材料的研发过程。

此外，在生态系统功能价值方面，通过对具有生态固碳或工程困碳效果的产品，尤其是生物基材料、造纸业、建筑和建材行业，通过区块链等溯源技术记录供应链中所有的碳足迹和碳手印，对于验证产品价值链的负碳效果非常重要。

（本文内容为笔者对商道纵横《2023中国企业低碳转型与高质量发展报告》的部分摘录以及笔者阅读过程中的个人观点，欢迎大家批评指正。）