?“碳”路未來 中國能源企業(yè) 低碳轉(zhuǎn)型白皮書 創(chuàng)新技術(shù)解鎖可持續(xù)新價值
?“碳”路未來 中國能源企業(yè) 低碳轉(zhuǎn)型白皮書 創(chuàng)新技術(shù)解鎖可持續(xù)新價值
目錄 47 智慧賦能 生態(tài)融合: 數(shù)字化技術(shù)保駕護航 3 摘要 49 鏡像世界 50 掌控全局 5 攜手并進 砥礪前行: 51 平臺賦能 脫碳趨勢大局已定 51 構(gòu)建生態(tài) 8 風口已至 破冰突圍: 54 參考資料 能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑 9 電力行業(yè) 20 油氣行業(yè) 31 采礦業(yè) 40 化工行業(yè) 2
摘要 隨著碳達峰、碳中和目標的正式提出,中國首次在國家層面為各行業(yè)低碳化發(fā)展指明了方向,企業(yè)也紛紛將“雙碳”目標納入發(fā)展規(guī)劃 和頂層設(shè)計。作為重要的碳排行業(yè)之一,能源行業(yè)的轉(zhuǎn)型將對中國實現(xiàn)低碳發(fā)展的道路產(chǎn)生深遠影響。當下,中國不斷推進著能源行業(yè)改 革,能源生產(chǎn)和利用方式正在發(fā)生重大、深刻、積極的變化:我們的能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,能源利用效率顯著提高,生產(chǎn)、生活用 能條件明顯改善,能源安全保障能力也在持續(xù)增強。 然而,隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高,我國能源消耗和碳排放量也在不斷攀升。目前,中國碳排總額已占到全球的三分之一,而 中國提出的碳達峰目標,實現(xiàn)年限比歐美足足少了10年。中國實現(xiàn)“雙碳”目標,任重而道遠。其中,能源行業(yè)是核心關(guān)鍵,亟需向低碳化 乃至無碳化轉(zhuǎn)型,朝凈零排放的目標邁進。 能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑 對以化石能源開采加工為主的油氣行業(yè)來說,低碳轉(zhuǎn)型非常關(guān)鍵且富有挑 戰(zhàn)。未來十年,油氣仍將是經(jīng)濟增長的重要支柱;長期來看,由于化石能源發(fā) 在實現(xiàn)碳中和的道路上,能源行業(yè)機遇與挑戰(zhàn)并存,這要求電力、油氣、 展空間顯著受限,油氣企業(yè)將進入向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型的換擋期。然而,油 采礦與化工等能源行業(yè)選擇更有針對性的低碳轉(zhuǎn)型路徑,促進全產(chǎn)業(yè)的綠色可 氣企業(yè)轉(zhuǎn)型面臨融資困境、化石能源項目投資受限等挑戰(zhàn)。與此同時,氣候目 持續(xù)發(fā)展。 標和政策支持也極大地促進了低碳技術(shù)的發(fā)展。油氣企業(yè)可通過穩(wěn)油增氣、效 能提升、技術(shù)減排、燃料替代、多元布局和市場減排六大舉措,促進產(chǎn)業(yè)低碳 電力行業(yè)是我國碳排占比最大的單一行業(yè)。對此,國家相關(guān)政策正在加速 轉(zhuǎn)型。 清潔能源有序開發(fā)進程。隨著可再生能源發(fā)電經(jīng)濟性日益凸顯,傳統(tǒng)煤電舉步 維艱。在傳統(tǒng)電力企業(yè)遭受巨大沖擊的同時,能源交易和消費形式的逐步演進 采礦業(yè)作為典型的高污染行業(yè),隨著金屬需求的大量上升,產(chǎn)業(yè)減排壓力 也創(chuàng)造了新的增長點,為電力行業(yè)帶來了新的機遇。埃森哲認為,當下中國電 持續(xù)加大。然而,得益于不斷創(chuàng)新的低碳技術(shù),礦業(yè)企業(yè)將可能實現(xiàn)更長遠的 力轉(zhuǎn)型正處于從“簡單的可再生能源替代”邁向“更復(fù)雜的綜合能源系統(tǒng)”的 可持續(xù)增長。在轉(zhuǎn)型過程中,多元優(yōu)化的業(yè)務(wù)投資組合及商業(yè)模式將成為礦業(yè) 關(guān)鍵拐點。從電力產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)來看,無論是上游發(fā)電,還是中游輸配電、交 企業(yè)的發(fā)展新增長極。礦業(yè)企業(yè)可通過清潔電氣化、燃料替代、采選技術(shù)創(chuàng) 易與調(diào)度,亦或是下游售電與服務(wù)均具備較大的減排應(yīng)用機會,電力企業(yè)可通 新、甲烷減排、循環(huán)經(jīng)濟及市場化交易六大轉(zhuǎn)型舉措實現(xiàn)全面脫碳。 過結(jié)構(gòu)優(yōu)化、效能提升、技術(shù)減排、電網(wǎng)升級、市場交易、調(diào)度運行和模式創(chuàng) 新七大舉措進行低碳轉(zhuǎn)型。 3
我國化工行業(yè)作為典型的高耗能、高排放行業(yè),面臨著一系列嚴峻挑戰(zhàn): 平臺賦能,瞄準端到端解決方案 中小化工企業(yè)與大型化工企業(yè)兩極分化;政策對高耗能、高污染行業(yè)進行的嚴 格控制導(dǎo)致高耗能化工產(chǎn)能發(fā)展受限;區(qū)域分化,尤其是西部地區(qū)將迎來更大 能源企業(yè)在低碳轉(zhuǎn)型進程中,需要建立包括碳資產(chǎn)盤查、碳目標設(shè)定、碳 沖擊與挑戰(zhàn);上下游分化,低碳減排催生了新增長領(lǐng)域;類型分化,國企、外 交易、碳管理平臺解決方案、碳數(shù)據(jù)整合、綠色生態(tài)構(gòu)建、長期運營等在內(nèi)的 企減排道路將各有不同?;ば袠I(yè)碳排放的特點為總量有限但強度突出,其低 一系列低碳轉(zhuǎn)型資產(chǎn)與能力。未來,政府、企業(yè)一定都會看兩張資產(chǎn)負債表, 碳轉(zhuǎn)型可主要通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和精益運營生產(chǎn)三大舉措推進。 一張是傳統(tǒng)財務(wù)的資產(chǎn)負債表,一張是碳資產(chǎn)的資產(chǎn)負債表。企業(yè)需要能夠?qū)? 時了解自己碳額余額的變化情況,也需要知道市場上實時可獲得的碳供給的價格。 多樣數(shù)字化技術(shù)為能源轉(zhuǎn)型注入新動能 構(gòu)建生態(tài),加速實現(xiàn)可持續(xù)轉(zhuǎn)型 埃森哲在全球范圍的研究中發(fā)現(xiàn),每個國家的能源低碳轉(zhuǎn)型,都是從能源 生產(chǎn)供需兩側(cè)的核心要素開始,然后逐步地向外延伸,轉(zhuǎn)向市場和技術(shù)等輔助 能源企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型離不開可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)構(gòu)建。未來的傳統(tǒng)油氣公司轉(zhuǎn) 要素賦能,最后邁向數(shù)字化賦能的綜合系統(tǒng)。在這條路徑上有一個關(guān)鍵點,即 型新能源,燃氣企業(yè)進入綜合供能市場,發(fā)電企業(yè)走向客戶端,礦產(chǎn)和化工企 從效果最快、最明顯的核心要素切換到間接轉(zhuǎn)型賦能的過渡。一般而言,如果 業(yè)進行園區(qū)節(jié)能改造,都需要借助生態(tài)的力量形成合力,并通過生態(tài)完成能力 可再生能源占比達到20%-30%,將迎來一個臨界點。此時,依靠核心要素、輔 的快速部署和積累。 助要素的投資推動行業(yè)增長的模式已經(jīng)處于難以為繼的拐點,需要向數(shù)字化場 景尋求持續(xù)轉(zhuǎn)型的突破。中國目前的可再生能源占比已經(jīng)逐步接近這個比例, 可持續(xù)將成為新的“數(shù)字化” 臨界點即將到來。 埃森哲認為,當前飛速進步的數(shù)字技術(shù)帶來了構(gòu)建可持續(xù)未來的契機。低 作為低碳轉(zhuǎn)型的重要推動力,數(shù)字化、智能化技術(shù)帶來的效率和成本優(yōu)勢 碳轉(zhuǎn)型的核心是數(shù)字化轉(zhuǎn)型,助力企業(yè)創(chuàng)造并實現(xiàn)新的價值。中國能源企業(yè)應(yīng) 日愈凸顯,充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的支撐作用,促進數(shù)字化和綠色化的產(chǎn)業(yè)融合, 將低碳化的數(shù)字智能解決方案嵌入企業(yè)的核心業(yè)務(wù)及全產(chǎn)業(yè)鏈,更有效地進行 推動能源綠色生態(tài)建設(shè),是實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級和長期可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前,人 產(chǎn)品組合及運營過程的管理及優(yōu)化,充分釋放減碳價值,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 工智能、大數(shù)據(jù)分析、云計算等數(shù)字化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于能源行業(yè)。 4
攜手并進 砥礪前行: 脫碳趨勢大局已定 5
氣候變化威脅人類福祉,《巴黎協(xié)定》吹響全球碳中和響應(yīng)號角 自18世紀中葉工業(yè)革命以來,人類頻繁的生產(chǎn)經(jīng)營 全球各行業(yè)碳減排路徑 活動導(dǎo)致大氣中二氧化碳濃度不斷上升,全球平均氣溫 升高1.2℃,氣候變化帶來的生態(tài)風險及生存危機日益 億噸二氧化碳當量 常規(guī)場景:520億噸 凸顯。為遏制全球變暖的嚴峻趨勢,防止自然災(zāi)害風險 的不斷擴大,2015年全球近200個締約方共同簽署通過 550 15% 《巴黎協(xié)定》,提出“力爭把全球平均氣溫升幅控制在 500 工業(yè)化前水平2℃之內(nèi),并努力限制在1.5℃之內(nèi)”的長 450 2030 2040 34% 期目標,為全球許多國家提供了應(yīng)對氣候變化的發(fā)展路 400 徑與規(guī)劃藍圖。截至目前,全球已有1271個國家承諾在 350 17% 21世紀中葉前實現(xiàn)碳中和。英國、瑞典、法國等6國將 300 碳中和目標納入法律,歐盟、西班牙等6個國家和地區(qū) 250 26% 也相繼提出了相關(guān)法律和草案2,能源低碳轉(zhuǎn)型與實現(xiàn) 200 8% 碳中和已成為全球共振目標。 150 脫碳場景: 100 100億噸 然而實現(xiàn)這一目標并非易事,根據(jù)2020年全球整 50 2050 體碳排情況來看,過去一年的碳排放總量約為400億 脫碳場景 噸,若依據(jù)現(xiàn)有排放路徑,埃森哲研究,預(yù)計到2050 0 年,全球碳排放總量將達到520億噸,其中電力、交 2020 通、工業(yè)與建筑四大部門分別占據(jù)碳排放總量的29%、 27%、24%與7%。若各國積極采取低碳轉(zhuǎn)型與排放管理 油氣開采與精煉 電力 交通 工業(yè) 建筑 措施,預(yù)計2050年碳排放總量將減少80%,降低至 100億噸左右。其中,電力與工業(yè)行業(yè)作為主要的碳排 *注:圈內(nèi)比例代表該行業(yè)碳減排量占整體碳減排量占比 來源部門,具有較大的節(jié)降空間,可占整體碳排放減少 數(shù)據(jù)來源:埃森哲研究 量的60%左右。然而,2050年100億噸的碳排量與凈 零排放的目標仍有一定差距,各國仍需在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加 大減排力度,攜手并進、共同走向碳中和。 6
“3060”彰顯大國擔當,減排之路任重道遠 能源企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型迫在眉睫 21世紀中國經(jīng)濟快速崛起,但以工業(yè)主導(dǎo)的經(jīng)濟結(jié)構(gòu)導(dǎo)致我國過度依賴化石 能源,成為全球最大的溫室氣體排放國。近年來,我國排放量占全球近30%3, 資源環(huán)境對于經(jīng)濟發(fā)展的制約作用日益劇增。為實現(xiàn)經(jīng)濟長期可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā) 展,同時履行大國的責任擔當,2020年9月,習近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大 會上鄭重承諾中國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取于2060年 前實現(xiàn)碳中和,這一重要宣示為我國應(yīng)對氣候變化、綠色低碳發(fā)展提供了方向指 引、擘畫了宏偉藍圖。 而“3060目標”背后隱含著中國僅有30年的過渡時長,相較于歐美國家 50-70年的過渡期而言,面臨著更加陡峭的節(jié)能減排路徑,任重而道遠。2020年 我國溫室氣體碳排放總量為142億噸左右,與能源相關(guān)的碳排占比接近90%。因 此,為實現(xiàn)碳中和目標,能源行業(yè)是核心關(guān)鍵,亟需向低碳化乃至無碳化轉(zhuǎn)型, 朝凈零排放的目標邁進。 7
風口已至 破冰突圍: 5 能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑 8
電力行業(yè) 低碳能源革命 電力行業(yè)首當其沖 電力作為我國碳排占比最大的單一行業(yè),減排效 果對實現(xiàn)“雙碳”目標至關(guān)重要。2020年我國能源消 費產(chǎn)生的二氧化碳排放占總排放量的90%左右,而電 力行業(yè)占能源行業(yè)二氧化碳排放總量的30%以上。作 為踐行碳達峰、碳中和戰(zhàn)略的主力軍和引領(lǐng)全社會系 統(tǒng)性變革的主戰(zhàn)場,電力企業(yè)在低碳轉(zhuǎn)型中挑戰(zhàn)與機 遇并存。 9
乘時借勢 迎來變革新拐點 低碳轉(zhuǎn)型下電力行業(yè)的機遇與挑戰(zhàn) 跑馬圈地模式受限,政策加速清潔能源有序開發(fā)進程 可再生能源發(fā)電成本的進一步下降對現(xiàn)有煤電產(chǎn)生威脅。到2020年代末, 新建風電發(fā)電成本也將低于現(xiàn)有燃煤電廠的運行成本,使其不再具備經(jīng)濟效 隨碳中和目標的提出,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)奠定了電力行 益,而燃煤發(fā)電產(chǎn)能過剩更加劇了這一風險。目前中國燃煤電廠的平均利用率 業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)和方向。然而,近年來清潔能源特別是風電、光伏發(fā)電高速 僅為56%,這一現(xiàn)狀在可再生能源資源較為豐富的西北和西南地區(qū)尤為凸顯(當 發(fā)展所帶來的供需不匹配造成了個別地區(qū)較大的消納壓力,同時也給電力系統(tǒng) 地的燃煤電廠平均利用率僅為35%),造成巨大的經(jīng)濟損失和資產(chǎn)擱淺。 的調(diào)度運行帶來了更多挑戰(zhàn)。在此背景下,國家能源局在2021年3月印發(fā)《清潔 能源消納情況綜合監(jiān)管工作方案》以進一步約束清潔能源的無序建設(shè),促進可 電改引發(fā)行業(yè)洗牌,能源交易和消費形式的演進創(chuàng)造新增長點 再生能源的高效利用,“大干快干”的搶裝時代已不復(fù)返。 后電改時代,電力行業(yè)更加開放,行業(yè)玩家面臨重新洗牌。經(jīng)過過去多輪 與此同時,政策充分發(fā)揮“指南針”作用,通過平價制度、綠色電力證書 電力市場化改革,從發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)分家,到如今的市場化電力交易全面 與明確的量化指標等多種手段推動可再生能源投資的有序健康增長。加強科學(xué) 擴大,行業(yè)新玩家不斷涌入。售電公司、綜合能源服務(wù)公司,甚至來自于能源 規(guī)劃、統(tǒng)籌協(xié)調(diào),降低相關(guān)投資風險,確保項目投資回報,為可再生電力開發(fā) 行業(yè)外的互聯(lián)網(wǎng)和科技巨頭憑借其強大的業(yè)務(wù)靈活性、更高效的決策流程、大 主體提供了長期確定性。 膽的想法紛紛入局,傳統(tǒng)電力企業(yè)遭受巨大沖擊。 可再生能源發(fā)電經(jīng)濟性日益凸顯,傳統(tǒng)煤電舉步維艱 隨著風、光的不斷滲透及電力市場化改革的加深,傳統(tǒng)的買賣雙方關(guān)系被 打破,創(chuàng)新的商業(yè)模式帶來新增長機遇。過去能源生產(chǎn)模式以集中式為主,但 在全球各地,可再生能源發(fā)電成本持續(xù)下降并逐漸開始低于化石燃料,過 未來考慮到東南沿海作為負荷中心,土地資源愈發(fā)緊張,分布式能源以其方便 去10年光伏和陸上風電的平準化發(fā)電成本(LCOE)分別下降了85%和60%4。 靈活,靠近負荷中心等特點將成為未來的新增裝機主流。與此同時,傳統(tǒng)的電 同樣的趨勢在中國也在發(fā)生,中國光伏發(fā)電成本已降至每千瓦時0.2-0.41元的區(qū) 力消費者逐漸轉(zhuǎn)為生產(chǎn)者,通過自有分布式設(shè)備滿足用電需求,并將富余電量 間,在多數(shù)地區(qū)已經(jīng)具備了與新建燃煤電廠競爭的能力,而陸上風電也將很快 賣回至電網(wǎng)或其他用戶產(chǎn)生額外收益,帶動商業(yè)模式的創(chuàng)新。 達到這一水平,海上風電成本將在未來十年具備競爭力。 埃森哲認為,當下中國電力轉(zhuǎn)型正處于從“簡單的可再生能源替代”邁向 “更復(fù)雜的綜合能源系統(tǒng)”的關(guān)鍵拐點。 10
“綠”之所向 七大抓手多管齊下 電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型舉措 肩負著“雙碳”目標的重要責任和使命,以五大發(fā)電集團、兩網(wǎng)為代表的主要電力企業(yè)紛紛響應(yīng),明確碳達峰、碳中和時間表和相關(guān)具體目標,并已著手行動。 從電力產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)來看,無論是上游發(fā)電,還是中游輸配電、交易與調(diào)度,亦或是下游售電與服務(wù)均具備較大的減排應(yīng)用機會。埃森哲認為電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑可 歸納為七大舉措,分別是:結(jié)構(gòu)優(yōu)化、效能提升、技術(shù)減排、電網(wǎng)升級、市場交易、調(diào)度運行和模式創(chuàng)新。 電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑 發(fā)電 輸配電 交易與調(diào)度 售電與服務(wù) 應(yīng)用機會 很高 高 高 高 轉(zhuǎn)型舉措 ·結(jié)構(gòu)優(yōu)化:電力結(jié)構(gòu)優(yōu)化, ·電網(wǎng)升級:堅強主網(wǎng)架和柔 ·市場交易:促進電力市場化 · 效能提升:用電負荷管理、 調(diào)峰電源建設(shè),儲能規(guī)模 性配網(wǎng)建設(shè),抽水蓄能電站 交易,建設(shè)電力現(xiàn)貨市場, 用能改造服務(wù) 應(yīng)用 建設(shè),電網(wǎng)側(cè)儲能規(guī)?;瘧?yīng) 完善輔助服務(wù)市場,與碳市 用,電網(wǎng)節(jié)能管理 場耦合 ·模式創(chuàng)新:需求響應(yīng)、V2G、 ·效能提升:煤電機組技術(shù)改 虛擬電廠 造、全生命周期資產(chǎn)績效 ·調(diào)度運行:傳統(tǒng)電力調(diào)度理 管理 論的更新、調(diào)度技術(shù)和算 法升級、強化故障防御體系 · 技術(shù)減排:可再生能源制氫, CCUS技術(shù) ·市場交易:參與電力現(xiàn)貨市 場,參與輔助服務(wù)市場, 碳排放交易(CCER) 11
舉措一:結(jié)構(gòu)優(yōu)化 首要抓手 同時,電力企業(yè)亟需改變煤電在能源轉(zhuǎn)型中的定位,嚴控新增裝機并淘汰 落后產(chǎn)能,將煤電從電量供應(yīng)型轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏φ{(diào)節(jié)型,促進和保障可再生能源電 提高可再生能源、核能等低碳能源在電源結(jié)構(gòu)中的占比是電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的 力的發(fā)展,果斷關(guān)停小容量煤電機組以及一些低效的自備電站機組。此外,電 重要基石。據(jù)國網(wǎng)能源研究院預(yù)測,到2030年我國非化石能源的裝機占比將達 力企業(yè)還需提升靈活調(diào)節(jié)電源的比重,推進東中部地區(qū)抽水蓄能電站和調(diào)峰氣 到62.6%,其中風電、太陽能總裝機容量將達17億千瓦以上;清潔能源裝機比例 電建設(shè),推廣應(yīng)用大規(guī)模儲能裝置,滿足電網(wǎng)硬性要求、平滑出力曲線并提供 在2060年將進一步攀升至82.9%,屆時風光總裝機超60%。 輔助服務(wù)。 在此目標背景下,電力企業(yè)應(yīng)制定更加積極的新能源發(fā)展目標,加快風電 更為重要的是,在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的過程中,電力企業(yè)需要承擔起產(chǎn)業(yè)鏈的引領(lǐng) 和太陽能發(fā)電建設(shè),因地制宜開發(fā)水電,積極有序發(fā)展核電。在風電方面,建 作用。通過構(gòu)建生態(tài)圈,由末端的需求驅(qū)動,拉動整個新能源產(chǎn)業(yè)鏈從裝備制 議關(guān)注“三北”大型風電、東南沿海海上風電和東中部分散式風電的建設(shè)。在 造、設(shè)計施工、技術(shù)服務(wù)到運維的整體技術(shù)發(fā)展和生態(tài)規(guī)?;?yīng),從而進一 太陽能發(fā)電方面,西北地區(qū)依然是我國重要的能源供給基地,集中式光伏作為 步降低新能源發(fā)電技術(shù)的平準化發(fā)電成本(LCOE)。 優(yōu)勢資源也將繼續(xù)增長,東中部地區(qū)則可因地制宜合理發(fā)展分布式光伏。 中國2020-2060年電源裝機總量及結(jié)構(gòu) GW 氣電 煤電 核電 水電 太陽能發(fā)電 風能 生物質(zhì)及其它 燃氫機組 非化石能源裝機占比 70.4% 77.4% 82.9% 6000 2040 5000 62.6% 4000 54.0% 3000 46.3% 2000 1000 0 2025 2030 2050 2060 2020 資料來源:《中國能源電力發(fā)展展望2020》 12
舉措二:效能提升 一舉兩全 氫能清潔無污染、燃燒熱值高、利用形式多等特點使其成為能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的 關(guān)鍵媒介。同時,氫能作為能源儲存的新型方式,可調(diào)節(jié)可再生能源發(fā)電量的波 效能提升包括能源供給側(cè)和能源消費側(cè)兩端的能源利用效率優(yōu)化,可在實現(xiàn) 動,并促進能源結(jié)構(gòu)多元化和能源供應(yīng)安全。隨著可再生能源度電成本和電解槽 碳減排的同時為電力企業(yè)和用電用戶帶來收益。 成本日益降低,氫能將迎來快速發(fā)展的重大機遇期。 在能源供給側(cè),發(fā)電企業(yè)應(yīng)加快煤電靈活性改造和全生命周期的資產(chǎn)績效管 此外,CCUS碳捕捉、利用和封存技術(shù)作為降低化石燃料電廠碳排放的關(guān)鍵 理。煤電技術(shù)改造將主要通過開發(fā)煤清潔轉(zhuǎn)化高效利用技術(shù)和提高燃煤發(fā)電效率 解決方案,在推進電力系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型中發(fā)揮著重要的作用。燃煤和天然氣發(fā)電廠 降低煤耗實現(xiàn),包括余熱回收、汽輪機流通改造以及具有發(fā)展前途的整體煤氣化 是電力系統(tǒng)靈活性的主要來源,為電網(wǎng)運行提供慣性和頻率控制等,而碳捕集電 聯(lián)合循環(huán)(IGCC)、循環(huán)流化床燃燒(CFBC)等技術(shù)。 廠既可以像傳統(tǒng)火電機組一樣提供靈活性支撐作用,又能很大程度降低自身的碳 排放,有望在未來電力系統(tǒng)中起到“壓艙石”作用。 針對發(fā)電資產(chǎn)全生命周期管理,發(fā)電企業(yè)可在項目開發(fā)環(huán)節(jié),通過智能資產(chǎn) 規(guī)劃優(yōu)化項目選址,降低資本開支,最大化資源利用率,提高項目收益。在生產(chǎn) 據(jù)國際能源署(IEA)預(yù)測,至2060年全球約97%的燃煤電廠 運營環(huán)節(jié),可采用運行優(yōu)化工具通過分析電廠內(nèi)部數(shù)據(jù)、歷史運行數(shù)據(jù)、外部天 均將配備CCUS,氣電和生物質(zhì)發(fā)電配備CCUS裝置的比例也將分別 氣情況及電力需求預(yù)測形成運營指示,從經(jīng)驗決策型向預(yù)測分析型轉(zhuǎn)變,提高發(fā) 達到76%和32%左右5。 電量增加發(fā)電收入的同時,提高電廠靈活性。在運行維護環(huán)節(jié),發(fā)電企業(yè)可借助 數(shù)字化分析工具和人工智能算法,進行整體發(fā)電資產(chǎn)的狀態(tài)監(jiān)控,將過去被動式 電力企業(yè)應(yīng)積極布局,提前加碼氫能、CCUS等新技術(shù)發(fā)展。短期內(nèi)可充分 問題解決型運維改為全面主動型的預(yù)測性運維,幫助發(fā)電企業(yè)降本增效。 利用棄風棄光進行電解水制氫,未來隨可再生能源發(fā)電成本持續(xù)下降,可將氫能 發(fā)電機整合到電網(wǎng)電力輸送線路中,與制氫裝置協(xié)同作用,在用電低谷時電解水 在能源消費側(cè),綜合能源服務(wù)企業(yè)和售電公司可通過用能改造服務(wù)和用電負 制備氫氣,用電高峰時再通過氫能發(fā)電,提高能源利用效率??傮w來說,可以嘗 荷管理實現(xiàn)用戶側(cè)的效能提升。綜合能源服務(wù)企業(yè)可建設(shè)基于互聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)能效 試以實踐型參股投資的模式,在氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)同時布局,小額多點開花,為 監(jiān)測、故障診斷、優(yōu)化控制平臺實現(xiàn)用戶能效監(jiān)測與提升,提供節(jié)能設(shè)備銷售改 未來抓住氫能產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)做探索。 造及多能供應(yīng)等服務(wù),降低用戶用電成本;并基于不同行業(yè)與區(qū)域的用戶用能需 求,構(gòu)建差異化和客制化的合同能源管理套餐,提高客戶粘性。售電公司可通過 CCUS技術(shù)當前受限于成本因素,發(fā)展不及預(yù)期,但在全球關(guān)鍵地區(qū)均有試 智能電表及控制設(shè)備進行用電負荷管理,實時監(jiān)測用戶用電情況,提供用能分析 點,目前在運行的2個大型CCUS項目和在建的20個項目預(yù)計總碳捕集能力將達 與咨詢服務(wù),對用戶的多種用電設(shè)備進行精細化管理控制,隨時調(diào)整用電設(shè)備工 到5000萬噸/年。發(fā)電企業(yè)應(yīng)積極推動技術(shù)研發(fā),通過模塊化建設(shè),提高捕集能 作狀態(tài),幫助用戶優(yōu)化用電結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)計劃,降低碳排。 力,提升發(fā)電機組效率,優(yōu)化CCUS運行范圍和供應(yīng)鏈;減少胺降解;優(yōu)化熱能 消耗和水耗;提高壓縮效率和數(shù)字化技術(shù)等降低資本成本和運營成本,加快CO 舉措三:技術(shù)減排 方興未艾 資源再利用,鎖定未來技術(shù)紅利。 技術(shù)減排主要來自未來新興能源技術(shù)的規(guī)?;瘧?yīng)用,包括氫能和CCUS碳捕 捉、利用和封存技術(shù)。 13
可持續(xù)發(fā)展情景下2019-2060年全球配備CCUS設(shè)備電廠的發(fā)電量 2019-2060年全球配備CCUS電廠的發(fā)電量 2060年全球CCUS在不同電源發(fā)電量中的占比 TWh 100% 18000 16000 90% 14000 80% 12000 70% 10000 60% 50% 8000 40% 6000 30% 4000 20% 2000 10% 0 2030 2040 2050 2060 0% 2019 煤電 氣電 生物質(zhì)發(fā)電 煤電 煤電-配備CCUS 氣電 氣電-配備CCUS 生物質(zhì) 生物質(zhì)-配備CCUS 資料來源:國際能源署(IEA)《碳捕集、利用與封存(CCUS)?世界能源技術(shù)展望2020特別報告》 14
舉措四:電網(wǎng)升級 剛?cè)岵? 舉措五:市場減排 經(jīng)濟導(dǎo)向 電網(wǎng)連接電力生產(chǎn)和消費,是能源轉(zhuǎn)型的中心環(huán)節(jié),也是電力系統(tǒng)碳減排的 市場減排則包括電力市場改革及碳市場建設(shè)帶來的減碳機遇。 核心樞紐。未來我國電力需求將繼續(xù)平穩(wěn)提升,東中部仍是用電中心,大型清潔 能源基地則分布于西北部。電力需求和資源稟賦逆向分布決定了“西電東送”和 電網(wǎng)公司交易中心應(yīng)加快電力現(xiàn)貨市場建設(shè),加快構(gòu)建促進新能源消納的市 “北電南供”電力格局不變,跨區(qū)跨省清潔電力流規(guī)模還將繼續(xù)擴大。另一方 場機制,完善以中長期交易為主、現(xiàn)貨交易為補充的省間交易體系,擴大新能源 面,隨著新能源快速發(fā)展和用戶側(cè)新型用能設(shè)備,如分布式發(fā)電、電動汽車和儲 跨區(qū)跨省交易規(guī)模,健全能源電力價格合理形成和成本疏導(dǎo)機制。同時健全輔助 能設(shè)備的廣泛接入,控制規(guī)模呈指數(shù)級增長,供需雙方的不確定性給電網(wǎng)的安全 服務(wù)市場交易機制,引導(dǎo)火電機組主動參與系統(tǒng)調(diào)節(jié),完善儲能電站投資回報機 穩(wěn)定運行帶來更大的挑戰(zhàn)。 制,調(diào)動發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)積極性。發(fā)電企業(yè)則應(yīng)積極參與電力現(xiàn)貨 市場和輔助服務(wù)市場交易,更好地將可再生能源出力變化體現(xiàn)在市場價格信號 因此對電網(wǎng)公司來說,應(yīng)加強“跨省區(qū)主干電網(wǎng)+中小型區(qū)域電網(wǎng)+配網(wǎng)及微 中,通過跨區(qū)中長期外送、省內(nèi)大用戶及增量用戶直接交易,提高新能源發(fā)電的 網(wǎng)”的電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè),提升電力傳輸靈活性,支持新能源優(yōu)先就近并網(wǎng)消納,提 消納。 高清潔能源接納能力;并積極探索智能微電網(wǎng)等技術(shù),滿足分布式能源和多元負 荷用電需要。此外,需持續(xù)提升已建輸電通道利用效率;提高電網(wǎng)信息采集、感 與此同時,充分考慮碳市場對電力市場的影響,將電能價格與碳排放成本有 知、處理、應(yīng)用能力,實現(xiàn)向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級。同時加快抽水蓄能電站建 機結(jié)合,相互促進、互相補充。電網(wǎng)公司應(yīng)積極研究綠證、碳交易機制及其與電 設(shè),支持調(diào)峰氣電建設(shè)和儲能規(guī)?;瘧?yīng)用,提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力。 力市場的耦合方式,推動構(gòu)建適應(yīng)高比例新能源發(fā)展的市場模式。發(fā)電企業(yè)應(yīng)積 極制定碳交易策略,及時分析發(fā)電層面碳排放數(shù)據(jù),優(yōu)化投資和交易組合,根據(jù) 除此之外,電網(wǎng)公司還可通過實施電網(wǎng)節(jié)能管理,如推廣節(jié)能導(dǎo)線和變壓器 配額盈缺變化及時開展碳資產(chǎn)交易,優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度,降低履約成本,更好推動能 應(yīng)用、加強六氟化硫氣體回收處理、電網(wǎng)廢棄物環(huán)境無害化處置等,著力降低自 源清潔低碳轉(zhuǎn)型。 身業(yè)務(wù)運行中的碳排放水平。 15
舉措六:調(diào)度運行 亟待創(chuàng)新 舉措七:模式創(chuàng)新 輔助減排 電源側(cè)發(fā)電結(jié)構(gòu)的改變與用電側(cè)產(chǎn)銷模式的變化,對以交流電技術(shù)為基礎(chǔ)和 簡單的數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)分析能帶來運營上的降本增效,但商業(yè)模式的變革來 集中式控制為主的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠影響。電網(wǎng)的調(diào)度優(yōu)化邏輯發(fā)生根本 自于數(shù)據(jù)的互通互聯(lián),對能源行業(yè)至關(guān)重要,是未來新的增長點。隨著電改的進 性變化,從集中式優(yōu)化向集中式、分布式共存的方向轉(zhuǎn)變。以高比例可再生能 程,發(fā)電、輸配電、售電環(huán)節(jié)放開管制,以數(shù)字化技術(shù)為依托,突破原有商業(yè)模 源、高比例電力電子設(shè)備的“雙高”為特點的新型電力系統(tǒng),具有隨機、波動、 式,如需求響應(yīng)、V2G、虛擬電廠等新模式,在帶來新的市場機會的同時,也為 間歇特性,為電源出力引入高度不確定性;同時分布式單機容量小、數(shù)量眾多、 電力行業(yè)減排帶來更多可能性。 布點分散、特性多樣的特點,使得以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)調(diào)度運行面臨 嚴峻挑戰(zhàn)。 對電網(wǎng)公司來說,應(yīng)推動智慧能源系統(tǒng)建設(shè),基于完善的ICT技術(shù),設(shè)備的 智能化與數(shù)據(jù)互聯(lián)實現(xiàn)先進計量、遠程控制和雙向通信,充分挖掘需求側(cè)響應(yīng)潛 因此電網(wǎng)公司應(yīng)升級電力系統(tǒng)分析認知體系,開展認知與分析基礎(chǔ)理論研 力,構(gòu)建可中斷、可調(diào)節(jié)的多元負荷資源,并通過價格機制,調(diào)動用戶節(jié)能降耗 究,建設(shè)仿真分析手段。完善電力系統(tǒng)運行控制體系,利用“云大物移智鏈”等 和參與需求側(cè)響應(yīng)的積極性。與此同時,需求響應(yīng)項目與國家或省電力管理平臺 技術(shù)實現(xiàn)全業(yè)務(wù)信息感知、全系統(tǒng)協(xié)同控制、全過程在線決策、全時空優(yōu)化平 系統(tǒng)對接的端口和標準統(tǒng)一、電動車電網(wǎng)的雙向充電技術(shù)、虛擬電廠的數(shù)字化平 衡、全方位負荷調(diào)度,促進清潔能源消納多級調(diào)度協(xié)同、快速響應(yīng)。強化電力系 臺搭建等技術(shù)加持對商業(yè)模式的更迭也至關(guān)重要。 統(tǒng)故障防御體系,基于電網(wǎng)全景全頻段狀態(tài)感知,實現(xiàn)安全風險的事前主動防 御,同時發(fā)揮電力電子設(shè)備調(diào)節(jié)快速、可塑性強的特點,增強電網(wǎng)故障的事中防 對綜合能源服務(wù)企業(yè)和售電公司來說,基于其節(jié)能改造與用電負荷管理的業(yè) 御、事后恢復(fù)能力,著力做好清潔能源并網(wǎng)消納。 務(wù)基礎(chǔ),提供需求側(cè)響應(yīng)服務(wù)可作為自身業(yè)務(wù)拓展新維度,成為盈利增長點之 一。一方面,售電公司和綜合能源服務(wù)企業(yè)通過收集用戶的用電數(shù)據(jù),對不同用 電設(shè)備進行精細化管理,為用戶提供智能化、個性化的用電與節(jié)電服務(wù);另一方 面,隨著大數(shù)據(jù)在智慧能源中的應(yīng)用不斷深入,獲取的用戶側(cè)用電數(shù)據(jù)也可以加 以完善,售電公司和綜合能服企業(yè)可通過負荷集成商的身份,綜合利用自身具有 的客戶資源參與到需求側(cè)互動響應(yīng)的市場中,實現(xiàn)碳減排的需求側(cè)改革。 16
案例分享:法國電力公司(EDF)三步走實現(xiàn)碳中和 法國電力公司(EDF)是全球領(lǐng)先的能源企業(yè),其業(yè)務(wù)范圍覆蓋電力 2015年,法國提出國家層面的低碳戰(zhàn)略,并正式建立碳預(yù)算制度。因 與燃氣全產(chǎn)業(yè)鏈,為全球3360萬電力用戶及530萬燃氣用戶提供能源產(chǎn)品 此,在第三階段,EDF進一步開展負碳排項目,加大碳吸收抵消剩余碳 及服務(wù)。截至2020年底,共擁有127.9GW裝機容量,其中約84%為清潔能 排。EDF將生物多樣性及生態(tài)保護作為其企業(yè)社會責任目標之一,并在全 源。作為法國最大綜合性能源企業(yè),EDF早已將低碳環(huán)保作為其重要發(fā)展 球范圍內(nèi)不斷與當?shù)厮欣嫦嚓P(guān)者進行協(xié)商,通過生態(tài)修復(fù)和植樹造林 戰(zhàn)略,在2018年承諾大幅減少直接二氧化碳排放量,計劃到2030年降至 實現(xiàn)負碳排。 3000萬噸,并提出2050年實現(xiàn)碳中和。 未來EDF仍將以“碳中和”轉(zhuǎn)型作為堅定的戰(zhàn)略方向,在發(fā)電側(cè)不斷 在碳中和發(fā)展道路上,EDF提出“三階段三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,首先通 退煤發(fā)展可再生及儲能技術(shù);在用戶側(cè)通過綜合節(jié)能服務(wù)進行一系列新技 過優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)、大力發(fā)展可再生能源降低直接碳排;其后通過創(chuàng)新能源 術(shù)的布局與實驗,同步化被動為主動;通過碳補償項目為低碳革命打下良 技術(shù)提供用戶側(cè)節(jié)能減排服務(wù),降低間接排放;未來將持續(xù)開發(fā)負排放項 好的基礎(chǔ)。 目,抵消剩余碳排。 EDF碳中和戰(zhàn)略三大舉措及減排預(yù)測 第一階段自2005年法國加入歐盟溫室氣體排放權(quán)交易體系起,正式拉 開帷幕。在此階段,EDF專注于直接減排,著重降低發(fā)電供熱碳足跡,并 直接減排 + 間接減排 + 負排放項目 自愿進行碳資產(chǎn)盤查,積極參與碳交易和REC可再生能源證書交易。短期 內(nèi)致力于化石燃料機組脫氮脫硫除塵,長期發(fā)展集中式與分布式可再生能 · 范圍一(Scope1) · 減少范圍二、三 · 通過負排放項目抵 源,并持續(xù)關(guān)停高耗能煤電機組。 (21.7%) 二氧化碳 (Scope2, 3)(78.3%) 消剩余排放 凈零排放或接近零 二氧化碳排放 第二階段始于2009年,法國提出碳稅機制,鼓勵用戶減少對化石燃 料的消費。在此背景下,EDF開始逐步關(guān)注用戶側(cè)間接排放,提供用戶側(cè) 直接二氧化碳排放量(Scope1)預(yù)測 儲能、需求側(cè)響應(yīng)、電動汽車、能源管理系統(tǒng)等多樣化終端能源服務(wù)。同 時EDF也未停下自身減排步伐,不斷開發(fā)智能電網(wǎng)、氫能、CCS等創(chuàng)新能 克/千瓦時 每千瓦時碳排放量(左) 總碳排放量(右) 百萬噸 源技術(shù),投運示范性項目。 160 180 120 113 117 123 102 95 120 100 碳中和 80 77 82 30 60 57 55 51 40 00 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2200523000((2EE0))
中國2030、2060年電力行業(yè)溫室氣體減排路徑 碳減排路徑測算以范圍一(Scope 1)為主 億噸二氧化碳當量 80.0 25.2 70.0 60.0 10.4 50.0 40.0 46.3 -18.4 -2.1 49.1 -1.9 -0.1 30.0 20.0 10.0 -46.6 -5.6 -2.0 -0.4 4.9 2060 0.0 2020 用電量增加 零碳電力 CCUS 效能提升 節(jié)能減排 2030 用電量增加 零碳電力 CCUS 效能提升 節(jié)能減排 替代 替代 數(shù)據(jù)來源:埃森哲分析 基于以上七大減排舉措,埃森哲針對中國電力行業(yè)“3060”減排路徑進行 在減排路徑中,結(jié)構(gòu)優(yōu)化貢獻了最大減排成效,2020年我國煤電裝機量達 了相應(yīng)測算。預(yù)計至2030年,電力行業(yè)溫室氣體排放將達49.1億噸二氧化碳當 1080GW,預(yù)計仍將保持上升趨勢至2025年達峰。此后煤電將加快轉(zhuǎn)型,逐步 量,至2060年將降至4.9億噸。電網(wǎng)升級、市場交易、調(diào)度運行優(yōu)化均為促進可 有序退出,至2060年煤電裝機量將降至640GW6。因此2030年電力行業(yè)碳排量 再生能源消納保駕護航,為避免重復(fù)計算,其所帶來的碳減排效應(yīng)已在結(jié)構(gòu)優(yōu) 仍成上升趨勢,后隨煤電機組裝機量退坡,風電、太陽能發(fā)電等零碳電力裝機 化的裝機容量與發(fā)電利用小時數(shù)中進行考量。 量增長迅速,碳排整體呈現(xiàn)下降趨勢。若各電源裝機容量或年均利用小時數(shù)與 假設(shè)有所不同,結(jié)構(gòu)優(yōu)化所帶來的減排量會出現(xiàn)一定程度浮動。 *測算中各電源在2030年的年均利用小時數(shù)為氣電3000小時、煤電4000小時、核電7000小時、水電3600小時、太陽能發(fā)電1350小時、風電2000小時、生物質(zhì)及其他4500小時;2060年年均利用小時數(shù)分別為氣電3000小時、煤電2000 小時、核電7000小時、水電3500小時、太陽能發(fā)電1800小時、風電2500小時、生物質(zhì)及其他4500小時、燃氫機組2000小時 18
CCUS技術(shù)的應(yīng)用是除結(jié)構(gòu)優(yōu)化外最大的碳減排貢獻來源。據(jù)國際能源署 用能改造和用電負荷管理水平不斷提升也將進一步實現(xiàn)碳減排。隨著綜合 (IEA)預(yù)測,至2060年全球煤電配備CCUS裝置比例將接近100%,氣電配備 能源服務(wù)企業(yè)與售電公司基于互聯(lián)網(wǎng)和控制平臺技術(shù)的不斷成熟,節(jié)能的所帶 比例近80%,生物質(zhì)發(fā)電配備比例將達32%左右7。技術(shù)適用性標準和成本是當 來的減排相應(yīng)增長潛力不容小覷。 前影響該技術(shù)應(yīng)用的主要因素,若CCUS技術(shù)成熟度和經(jīng)濟性發(fā)展不及預(yù)期,其 減碳成效將有所下降。 碳減排作為系統(tǒng)性轉(zhuǎn)型需要電力行業(yè)各參與者多方共同努力,源網(wǎng)荷儲各 環(huán)節(jié)共同發(fā)力,加快推進能源供給多元化清潔化低碳化、能源消費高效化減量 效能提升帶來的減碳貢獻主要體現(xiàn)在單位供電煤耗與供電氣耗的降低所帶 化電氣化。為此,埃森哲細化了電力行業(yè)主要玩家在“3060”“雙碳”目標下的 來的碳減排效應(yīng)。2030年前煤電仍占主流地位,氣電仍在持續(xù)增長,效能提升 轉(zhuǎn)型措施。 將帶來較為顯著的減碳成效。隨著煤電和氣電機組裝機容量達峰后逐步下降, 其帶來的減碳效應(yīng)也將隨之減弱。 企業(yè)類型 · 提供帶有數(shù)字化平臺接入方案的新能源設(shè)備 轉(zhuǎn)型舉措 裝備制造企業(yè) · 推進大容量高電壓風電機組、光伏逆變器創(chuàng)新突破 發(fā)電投資運營商 · 加快大容量、高密度、高安全、低成本儲能裝置研制 · 大力投資參與產(chǎn)業(yè)園區(qū)等綜合能源服務(wù)項目 · 布局CCUS和氫能等新興技術(shù)應(yīng)用 地方投資集團 · 制定碳交易策略,優(yōu)化投資和交易組合,開展碳交易 電網(wǎng)企業(yè) · 提高可再生能源、核能等低碳能源在電源結(jié)構(gòu)中的占比,設(shè)定有序退 · 全生命周期的發(fā)電資產(chǎn)績效管理 售電公司 役煤電機組規(guī)劃與路線圖,做到經(jīng)濟平衡 · 布局CCUS和氫能等新興技術(shù),主動構(gòu)建生態(tài)圈,推動新能源產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展 綜合能源服務(wù)公司 · 參與電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場交易 · 推進調(diào)峰電源及儲能建設(shè) · 制定碳交易策略,優(yōu)化投資和交易組合,開展碳交易 · 開發(fā)煤清潔轉(zhuǎn)化高效利用技術(shù),提高燃煤發(fā)電效率 · 提高可再生能源、核能等低碳能源在電源結(jié)構(gòu)中的占比 · 參與電力現(xiàn)貨市場和輔助服務(wù)市場交易,構(gòu)建供能主體與用能主體的 · 開發(fā)煤清潔轉(zhuǎn)化高效利用技術(shù),提高燃煤發(fā)電效率 共同調(diào)優(yōu)與節(jié)能收益分享機制,搭建數(shù)字化平臺實現(xiàn)資源協(xié)同最大化 · 集團內(nèi)高耗能產(chǎn)業(yè)用電負荷管理及用能改造 · 布局氫能等新興技術(shù) · 制定碳交易策略,優(yōu)化投資和交易組合,開展碳交易 · 加強柔性電網(wǎng)建設(shè) · 推廣節(jié)能導(dǎo)線和變壓器應(yīng)用、加強六氟化硫氣體回收處理、電網(wǎng)廢棄物 · 提升已建輸電通道利用效率 環(huán)境無害化處置 · 提高電網(wǎng)信息采集、感知、處理、應(yīng)用能力 · 抽水蓄能電站建設(shè) · 主導(dǎo)推動電力現(xiàn)貨市場建設(shè),健全輔助服務(wù)市場交易機制和碳市場交易 · 升級調(diào)度運行技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施 · 開展用電負荷管理 · 推動智慧能源系統(tǒng)建設(shè),推動新商業(yè)模式發(fā)展 · 提供綠電套餐,差異電價等服務(wù) · 參與需求側(cè)響應(yīng) · 開展用能改造服務(wù) · 參與需求側(cè)響應(yīng) · 提供綜合能源建設(shè)服務(wù) 19
油氣行業(yè) 劈波斬浪向未來 油氣行業(yè)負重前行 作為以化石能源開采加工為主的傳統(tǒng)行業(yè),油氣在能 源領(lǐng)域的地位舉足輕重,其貫穿全價值鏈的碳排放量也不 容小覷,而油氣企業(yè)自身重資產(chǎn)、廣布局的特性也使得油 氣行業(yè)轉(zhuǎn)型如大象轉(zhuǎn)身,緩慢而富有挑戰(zhàn)。在“雙碳”目 標的背景下,與碳減排密切相關(guān)的油氣行業(yè)勢必將進入加 速轉(zhuǎn)型變革的新時期。 20
鑒往知來 新賽道漸趨明朗 低碳轉(zhuǎn)型下油氣行業(yè)的機遇與挑戰(zhàn) 油氣短期十年仍是重要經(jīng)濟支柱,長期來看發(fā)展空間受限 而后隨著低碳轉(zhuǎn)型進入深水區(qū),一次能源消費中化石能源的占比將大幅減 小,至2050年油氣消費占比將降至17.8%,長期來看發(fā)展空間顯著受限。從供給 中國經(jīng)濟增長階段發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變,由過去的高速增長階段,轉(zhuǎn)為更加可 端來看,化石能源行業(yè)本身的能源消耗巨大,低碳政策將增加其碳排放成本和 持續(xù)的中高速增長階段。伴隨著經(jīng)濟增速的趨緩和環(huán)境約束趨嚴,我國能源消 生產(chǎn)成本,降低其在能源市場上的競爭力;從需求端來看,低碳政策將增加各 費總量也將于2035年達峰后逐漸下降。由于油氣事關(guān)我國能源安全,具有戰(zhàn)略 行業(yè)化石能源的使用成本,從而降低化石能源需求。因此,長期來看,低碳和 性意義,且其能量密度高、便于存儲和運輸?shù)忍匦?,使得油氣在運輸領(lǐng)域、基 減排政策的大力實施對化石能源行業(yè)將產(chǎn)生重大沖擊。 礎(chǔ)化工領(lǐng)域、城鎮(zhèn)化發(fā)展等領(lǐng)域的作用難以被快速替代,油氣仍將在我國國民 經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮重要作用,至2030年油氣在我國能源消費結(jié)構(gòu)中仍占近 30%,未來十年油氣仍是經(jīng)濟增長重要支柱。 2℃目標導(dǎo)向情境下中國能源消費結(jié)構(gòu)情況 煤炭 石油 天然氣 非化石能源 億噸標煤 70 60 50 40 30 20 10 0 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 2005 數(shù)據(jù)來源:《中國長期低碳發(fā)展戰(zhàn)略與轉(zhuǎn)型路徑》 21
油氣市場不穩(wěn)定性增加,油氣價格在中低位劇烈震蕩 油氣企業(yè)轉(zhuǎn)型面臨融資困境,低碳技術(shù)前景廣闊 受各種因素的影響,過去幾年,油氣價格大幅下滑并維持低位震蕩。未來在 油氣生產(chǎn)企業(yè)融資難度增加。一方面,氣候變化行動對資本市場產(chǎn)生深遠影 碳中和約束下,溫室氣體排放約束趨緊,化石能源消費減少,盡管油氣供應(yīng)方將 響,油氣等化石能源項目的投資長期回報不再被看好,直接導(dǎo)致近年來油氣公司 加強對油氣供應(yīng)的協(xié)同調(diào)控,但油氣供過于求的局面將更加顯現(xiàn)化,且大概率將 現(xiàn)金流吃緊,股價持續(xù)下滑低迷。另一方面,新冠疫情疊加油價低迷也對油氣企 不斷加劇。因此,長期來看油氣供需基本面保持寬松,油氣價格難以恢復(fù)高位, 業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營造成巨大影響?;茉葱袠I(yè)融資難度和成本顯著上升,現(xiàn)金流和 短期內(nèi)受油氣需求波動影響,市場價格走勢不穩(wěn)定性增加,劇烈震蕩將成常態(tài), 債務(wù)管理面臨更大挑戰(zhàn)。 油氣企業(yè)盈利能力將受到巨大影響8。 雖然化石能源項目投資受到限制,但氣候目標和政策支持極大地促進了低碳 技術(shù)的發(fā)展。中國油氣企業(yè)應(yīng)抓住技術(shù)發(fā)展機遇期,綜合運用自主研發(fā)、合作研 發(fā)、技術(shù)引進集成及風險投資等多種方式,積極開展碳捕獲和存儲、甲烷排放管 控等溫室氣體減排技術(shù)研究,充分利用數(shù)字化、智能化技術(shù)手段提升效能,逐步 形成碳減排及新能源關(guān)鍵技術(shù)體系,降低氣候變化帶來的經(jīng)濟損失和發(fā)展風險。 22
沖破桎梏 六大對策向“新”而生 油氣行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型舉措 碳中和時代的到來,需要油氣企業(yè)重新審視已經(jīng)積累起來的行業(yè)經(jīng)驗和在能源領(lǐng)域的競爭優(yōu)勢,探尋新的可持續(xù)發(fā)展路徑,重構(gòu)業(yè)務(wù)鏈,不斷降低產(chǎn)業(yè)鏈的碳排放 強度。從油氣產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)來看,上游開采,以及下游煉油和化工具備較大的減排空間。埃森哲認為油氣行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑可歸納為六大舉措,分別是:穩(wěn)油增氣、效 能提升、技術(shù)減排、燃料替代、多元布局和市場減排。 油氣行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑 應(yīng)用機會 勘探和開采 運輸和儲存 煉油和化工 最終產(chǎn)品 轉(zhuǎn)型舉措 適中 很高 高 適中 · 燃料替代:運輸設(shè)備電氣化 ·其他:循環(huán)經(jīng)濟,化工產(chǎn) · 結(jié)構(gòu)減排:優(yōu)化油氣結(jié)構(gòu) · 效能提升:油氣管道智能化 · 燃料替代:自身用能結(jié)構(gòu) 優(yōu)化 品回收再利用 ·效能提升:提高火炬氣、 伴生氣等資源利用率、設(shè) · 效能提升:設(shè)備改進和工 備改進和工藝優(yōu)化、甲烷 藝優(yōu)化、提高火炬氣、伴 逃逸監(jiān)測及捕捉 生氣等資源利用率、LDAR 甲烷逃逸監(jiān)測技術(shù) ·燃料替代:自身用能結(jié)構(gòu) 優(yōu)化 · 技術(shù)減排:CCUS碳捕集 技術(shù) · 技術(shù)減排:CCUS碳捕集技 術(shù)和EOR二氧化碳驅(qū)油技術(shù) ·多元布局:布局新能源, 如風能、太陽能、氫能、 ·多元布局:布局新能源, 生物燃料等 如風能、太陽能、氫能、 生物燃料等 ·市場減排:碳排放交易 (CCER)、森林碳匯、海 ·市場減排:碳排放交易 洋碳匯等 (CCER)、森林碳匯、海 洋碳匯等 23
舉措一:穩(wěn)油增氣 結(jié)構(gòu)減排 2019年油氣行業(yè)溫室氣體排放構(gòu)成 短期來看,聚焦核心油氣業(yè)務(wù)。中國油氣需求將繼續(xù)增長,油氣企業(yè)在未來 工藝放空 氣體逃逸 仍發(fā)揮著增儲上產(chǎn)主力軍的作用。油氣田企業(yè)應(yīng)加強國內(nèi)核心區(qū)塊的勘探開發(fā)力 度,提升探明儲量動用程度,增強供應(yīng)體系的穩(wěn)定性和彈性。同時,充分利用天 9% 2% 然氣的綠色低碳能源屬性,積極提升天然氣在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中的占比,持續(xù)加大勘探 開發(fā)力度,推進致密氣、頁巖氣、煤層氣等非常規(guī)天然氣開發(fā),多渠道引進國外 火炬燃放 天然氣資源,推動天然氣產(chǎn)量快速增長。 25% 道達爾、殼牌、埃尼、挪威國家石油公司等國際油氣企業(yè)提供的油氣產(chǎn)品 中,天然氣所占比例已提高至約50%。道達爾提出2035年天然氣產(chǎn)量占比要達 油氣產(chǎn)品排放 到60%,殼牌更是提出了2030年后天然氣占比要達到75%的超級計劃。 64% 舉措二:效能提升 直接減排 從整個油氣價值鏈的排放構(gòu)成分析,除去消耗油氣產(chǎn)品產(chǎn)生的碳排外,仍有36% 的排放產(chǎn)生在油氣行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)運營環(huán)節(jié),主要排放源包括火炬燃放(25%), 工藝放空(9%)以及氣體逃逸(2%)(參見右圖)。除二氧化碳外,油氣的生 產(chǎn)運營還會產(chǎn)生甲烷等非二氧化碳溫室氣體的排放。 為降低生產(chǎn)運營過程中產(chǎn)生的碳排,油氣田企業(yè)和煉化企業(yè)需加大新技術(shù)、 新裝備的使用力度,替換或升級高排放設(shè)備;提高火炬氣、伴生氣等資源的利用 效率。同時在甲烷排放管控方面,減少計劃性和逸散性甲烷排放;擴大泄露監(jiān)測 和修復(fù)(LDAR),及時發(fā)現(xiàn)存在泄漏現(xiàn)象的組件,并進行修復(fù)或替換,進而實 現(xiàn)降低泄漏排放。 24
舉措三:技術(shù)減排 未來可期 由于油氣產(chǎn)品終端消耗是主要排放環(huán)節(jié),根據(jù)國際油氣生產(chǎn)者協(xié)會(IOGP) 統(tǒng)計數(shù)據(jù),2019年該部分占比達64%,因此油氣行業(yè)企業(yè)也需向社會提供更加清 CCUS碳捕集技術(shù)可以顯著減少開采煉化過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放,抵消 潔的終端能源。發(fā)展氫能是實現(xiàn)全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵路徑 無法避免的溫室氣體排放。油氣田企業(yè)可通過將二氧化碳注入油層,提高原油采 之一。油氣田企業(yè)和煉化企業(yè)擁有多年石化產(chǎn)品經(jīng)驗,具備支持氫能相關(guān)創(chuàng)新發(fā) 收率的同時,解決二氧化碳封存問題。煉化企業(yè)也可通過布局CCUS技術(shù)捕捉、 展的專業(yè)知識,現(xiàn)有的輸配管道基礎(chǔ)設(shè)施也為氫氣輸送提供了物理條件。此外, 利用并存儲生產(chǎn)運營過程中產(chǎn)生的二氧化碳。自2000年以來,??松梨谝呀?jīng) 生物燃料也是推動終端能源清潔化的重要手段,油氣田企業(yè)和煉化企業(yè)可利用餐 在減少排放的技術(shù)和項目上投資了100多億美元,其中包括發(fā)展碳捕捉和儲存技 飲廢油、動植物油脂等可再生資源生產(chǎn)生物航空煤油、生物柴油及乙醇汽油,推 術(shù)。作為全球CCUS技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,??松梨诙趸疾都芰?00萬噸, 動石油產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級。 在美國、澳大利亞和卡塔爾建有CCUS項目。??松梨谟?021年2月成立專業(yè) 部門負責CCUS技術(shù)的商業(yè)化,并計劃投資30億美元用于推進未來全球碳捕集與 舉措五:多元布局 勢在必行 封存項目。中石化也已經(jīng)上馬了百萬噸級CCUS項目。 在立足能源安全的同時,油氣企業(yè)應(yīng)構(gòu)建多元的能源供應(yīng)體系,實現(xiàn)由單一 此外,雪佛龍也向CTV核心基金投資超過3億美元,其中部分資金將用于發(fā) 化石能源供應(yīng)商向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型。建議油氣行業(yè)企業(yè)加大新能源業(yè)務(wù)投 展碳捕集、利用和儲存(CCUS)技術(shù);且在2021年3月,雪佛龍宣布與斯倫貝 資,重點布局太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等與油氣業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展的新能源業(yè)務(wù);同時 謝(Schlumberger)和微軟(Microsoft)在加州開發(fā)生物能源及碳捕獲和封存 可圍繞新能源業(yè)務(wù)進一步推進下游充電站、非油產(chǎn)品零售等清潔多元化業(yè)務(wù)的有 (BECCS)項目,旨在發(fā)展負碳排項目。 序發(fā)展。 舉措四:燃料替代 清潔用能 國際領(lǐng)先油氣企業(yè)已紛紛布局相關(guān)業(yè)務(wù)。道達爾集團太陽能發(fā)電業(yè)務(wù)已覆蓋 全球40多個多家,并在近年大舉進軍海上風電和儲能業(yè)務(wù),預(yù)計到2050年,其 油氣企業(yè)也應(yīng)更加注重自身用能結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。建議油氣田企業(yè)和運輸企業(yè)可 電力產(chǎn)品銷售(尤其是可再生能源電力)將占總體業(yè)務(wù)的40%。殼牌公司也將電 推廣“油改電”、“油改氣”技術(shù),使用電力、天然氣替代柴油消耗;同時推進 力作為未來業(yè)務(wù)核心,目標至2030年前實現(xiàn)每年560萬億瓦時的電力銷售,并 地熱、太陽能、風能等新能源利用,替代燃煤、燃油或燃氣鍋爐供熱,建設(shè)分布 在近年來陸續(xù)收購了歐洲最大的電動汽車充電商之一NewMotion,儲能電池制 式供電系統(tǒng),推動能源結(jié)構(gòu)清潔化調(diào)整。煉化企業(yè)可推廣應(yīng)用余熱產(chǎn)汽、余熱發(fā) 造商Sonnen,以及電動汽車充電和管理軟件開發(fā)商Greenlots。預(yù)計至2025 電、余熱供暖技術(shù),提高能源利用率;開展蒸汽、電互供合作,實現(xiàn)熱電資源互 年,殼牌的電動汽車充電樁將從目前的6萬擴展到50萬。 補和共享;利用閑置空間開展分布式光伏發(fā)電。 25
舉措六:市場減排 積沙成塔 中國森林碳匯面積 市場減排主要包含碳交易和碳匯等市場手段。 千平方公里 油氣行業(yè)企業(yè)可積極參與國家試點地區(qū)碳交易,積累 2400 市場經(jīng)驗,合理制定交易計劃和策略,應(yīng)對全國碳市 場新形勢要求,降低履約成本。同時可大力實施林業(yè) 2300 112 碳匯,努力實現(xiàn)碳轉(zhuǎn)移。以中國首個碳中和林?馬 2200 鞍山碳中和林為例,據(jù)規(guī)劃,馬鞍山碳中和林項目占 地面積510畝,分兩期完成,2020年底完成一期項目 2100 建設(shè),二期于2021年4月下旬正式啟動。一期栽植面 積185畝,栽植喬木7700余株,并取得了天津排放權(quán) 2000 455 交易所《碳中和證明書》9。 1900 1800 1700 1749 1600 1500 2005 2019 2030E 2005面積 2005-19年凈增加 如果森林密度不變,2019-30年凈增加量 資料來源:國家統(tǒng)計局,農(nóng)銀國際證券 26
案例分享:英國石油公司(BP)向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型 新冠疫情導(dǎo)致2020年國際石油和天然氣市場受到了較大的負面影響, 第二步:調(diào)轉(zhuǎn)船頭?布局新能源領(lǐng)域,優(yōu)化投資組合 全球油氣需求在短時間內(nèi)急劇減少,庫存迅速增加,國際油氣市場供需失 衡,疊加俄羅斯-沙特阿拉伯石油價格戰(zhàn)及投資者對油氣企業(yè)信心低迷,國 在BP向綜合能源企業(yè)轉(zhuǎn)變的過程中,生物能源、氫氣和低碳電力是重 際油氣市場進一步受挫。英國石油公司(BP)更是出現(xiàn)近五年來的首次全 中之重。BP通過成立合資公司BP Bunge重點發(fā)展生物燃料和沼氣業(yè)務(wù)。 年虧損,在此背景下,BP提出了全新的十年戰(zhàn)略規(guī)劃,從根本上轉(zhuǎn)變資本 截至2020年末,BP Bunge是全球第二大生物燃料公司,生物燃料的產(chǎn)能 配置原則,由一家專注于生產(chǎn)油氣資源的國際石油公司轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性能源 達3200萬噸/年。此外,BP在氫氣產(chǎn)能規(guī)劃中,呈現(xiàn)藍氫和綠氫兩手抓的 企業(yè)。實現(xiàn)這一目標并非易事,BP決定分三步走完成轉(zhuǎn)型。 情況。藍氫的生產(chǎn)幫助氫能供應(yīng)的快速增長,也可不完全依賴于可再生能 源,而綠氫將視地域而行。同時BP計劃通過同步布局新增市場(加大中國 第一步:斷臂求生?收緊油氣開發(fā)業(yè)務(wù),剝離資產(chǎn)獲取現(xiàn)金流 潤滑油市場份額)、零售業(yè)務(wù)(擴大零售非油業(yè)務(wù)布局)和交通運輸業(yè)務(wù) (增加充電樁和加氫站)進一步提升市場地位,并獲得更多資金來支持公 未來十年內(nèi),公司將在2019年水平上減少四成油氣產(chǎn)量,且不會嘗試 司業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。 在尚未開展上游活動的國家進行勘探。此外,通過加速傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的資產(chǎn)剝 離,改善現(xiàn)金流狀況。2020年,BP將全部化工業(yè)務(wù)出售給英力士公司, 第三步:組織變革?設(shè)立專業(yè)機構(gòu),支撐業(yè)務(wù)發(fā)展 隨后2021年一季度出售20%阿曼天然氣區(qū)塊股權(quán)。BP計劃2025年前從油 氣領(lǐng)域撤資250億美元,并預(yù)計帶來額外的60萬油桶當量/日的油氣產(chǎn)量削 成功的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型離不開組織架構(gòu)和人才的支撐。BP公司在2020年公 減。以傳統(tǒng)油氣化工為主的資產(chǎn)剝離計劃將為公司帶來充裕的現(xiàn)金流。 布了新的組織架構(gòu)變革方案,專門成立了“天然氣與低碳能源”板塊,旨 在對分散在各部門的能源團隊進行整合,共同創(chuàng)建低碳解決方案,為推進 自身綜合能源服務(wù)商業(yè)務(wù)奠定堅實的基礎(chǔ)。 27
案例分享:國際領(lǐng)先油氣企業(yè)碳減排舉措 截至目前,國際領(lǐng)先油氣企業(yè)均已在碳減排上開展相應(yīng)舉措 全面開展 () 尚無相關(guān)舉措 部分企業(yè)示例 部分實施 直接減排 替代 抵消 驅(qū)動因素 效能提升 減少天然氣燃除 逃逸氣體管控 電氣化 購買綠電 氣候行動 () () 替代能源 碳抵消 CCS 碳交易 高管薪酬 投資 績效掛鉤 () () () () () () () () 28
中國2030、2060年油氣行業(yè)溫室氣體減排路徑 億噸二氧化碳當量 30.0 4.4 -1.9 28.2 27.2 -0.1 -0.8 -0.62 25.0 20.0 15.0 10.0 -19.2 -0.3 -0.2 5.0 -4.2 -0.15 4.2 0.0 2020 能源消費 穩(wěn)油增氣 用能結(jié)構(gòu) CCUS 其他 2030 能源消費 穩(wěn)油增氣 用能結(jié)構(gòu) CCUS 其他 2060 需求變化 優(yōu)化 需求變化 優(yōu)化 基于以上各項減排舉措,埃森哲針對中國油氣行業(yè)“3060”減排路徑進行 源消費結(jié)構(gòu)中占比17%,化石能源占比83%,其中石油18.4%,天然氣8.4%。至 了相應(yīng)測算,埃森哲預(yù)計2030年油氣行業(yè)溫室氣體排放量升至28.2億噸二氧化 2030年,石油占比將下降至13.9%,天然氣占比將上升至14.3%;至2060年,非 碳當量,2060年將降至4.2億噸。 化石能源占比將達到83%,石油和天然氣占比將分別下降至6.2%和8.6%。隨能 源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,非化石能源占據(jù)主導(dǎo)地位,2030年后能源消費需求變化將貢 油氣行業(yè)最重要的減排路徑來源于終端能源消費需求和結(jié)構(gòu)的變化。預(yù)計我 獻最大比例的碳減排量。若我國能源消費結(jié)構(gòu)變化不及預(yù)期,則該部分帶來的碳 國能源消費需求將在2030年達峰至58.2億噸標準煤;后逐步降低至2060年的 減排也將有所下降。 46.9億噸標準煤。同時,能源消費結(jié)構(gòu)也將不斷變化,當前非化石能源在我國能 *能源消費需求變化已考慮碳中和目標下我國一次能源總消耗量和結(jié)構(gòu)變化 29
穩(wěn)油增氣是油氣企業(yè)當下調(diào)整自身產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的無悔舉措,將天然氣作為過渡能源填補石油需求萎縮帶來的收益減少。與此同時,對于油氣企業(yè)自身生產(chǎn)來說,CCUS 和LDAR甲烷逃逸監(jiān)測技術(shù)已在油氣生產(chǎn)運營中試點應(yīng)用,未來隨技術(shù)成熟度不斷提升、應(yīng)用成本不斷降低,在2030年后可貢獻更多的碳減排量。此外,森林碳匯、用 能結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展可在長期減排路徑中起到輔助作用,助力油氣行業(yè)碳減排目標實現(xiàn)。 碳減排作為系統(tǒng)性轉(zhuǎn)型需要油氣全產(chǎn)業(yè)鏈共同努力,在保證我國能源安全的前提下,積極推動能源供給清潔化進程。為此,埃森哲提出了油氣行業(yè)主要玩家在 “3060”“雙碳”目標下的轉(zhuǎn)型措施。 企業(yè)類型 轉(zhuǎn)型舉措 裝備制造企業(yè) · 加大設(shè)備技術(shù)研發(fā)投入,提高設(shè)備效能 上游開采企業(yè) · 在油氣生產(chǎn)設(shè)備中納入數(shù)字化解決方案,形成碳排足跡閉環(huán)管理 · 穩(wěn)油增氣,提高天然氣占比,加快非常規(guī)天然氣開發(fā)技術(shù)突破 · 發(fā)展CCUS技術(shù) · 油氣生產(chǎn)設(shè)備電氣化,以及生產(chǎn)設(shè)備的清潔燃料替代 · 加快二氧化碳驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用 · 提高生產(chǎn)效率,降低單位能耗 · 加快新能源開發(fā)布局 · 推廣甲烷逃逸監(jiān)測及捕捉技術(shù)應(yīng)用范圍 · 積極參與碳排放交易,開展碳匯活動實現(xiàn)碳抵消 下游煉化加工企業(yè) · 優(yōu)化自身用能結(jié)構(gòu),生產(chǎn)設(shè)備電氣化,燃料替代 · 發(fā)展CCUS · 生產(chǎn)設(shè)備改造及工藝優(yōu)化 · 加快新能源開發(fā)布局 · 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級,加快高附加值化工產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā) · 積極參與碳排放交易,開展碳匯活動實現(xiàn)碳抵消 大型跨國綜合油氣企業(yè) · 優(yōu)化資產(chǎn)布局,剝離高碳低效資產(chǎn) · 積極布局新能源資產(chǎn),加快向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型 · 持續(xù)推進國際合作,擴大和穩(wěn)定資源渠道 · 積極參與碳排放交易,開展碳匯活動實現(xiàn)碳抵消 · 制定差異化區(qū)域業(yè)務(wù)發(fā)展策略 地方性綜合能源企業(yè) · 優(yōu)化資產(chǎn)布局,加大天然氣投資力度 · 開展多元業(yè)務(wù)布局 · 拓展多能互補、能效管理等綜合能源服務(wù) · 積極參與碳排放交易,開展碳匯活動實現(xiàn)碳抵消 數(shù)據(jù)來源:埃森哲分析 · 投資發(fā)展新能源,加快向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型 30
采礦業(yè) 格局重塑 產(chǎn)業(yè)煥新勢不可擋 隨著我國經(jīng)濟進入高質(zhì)量發(fā)展新常態(tài),資源節(jié)約型社 會建設(shè)的進程逐漸加快,采礦業(yè)10作為典型的高污染行業(yè), 不斷加劇的環(huán)境風險和大規(guī)模的露天采礦引起社會認同度 的廣泛下降和投資者信心的持續(xù)低迷。與此同時,越來越 多的金融機構(gòu)將企業(yè)ESG表現(xiàn)納入考慮范圍,出臺了限制 煤炭、石油和天然氣領(lǐng)域融資的政策,從而給資本密集型 的采礦業(yè)帶來了重重困境。為重拾社會認同度、重塑投資 者信心、緩解融資難困境、激發(fā)市場主體活力,采礦業(yè)亟 需深度轉(zhuǎn)型,追求經(jīng)濟利益的同時也應(yīng)關(guān)注礦產(chǎn)資源的科 學(xué)化、低碳化開采,從而實現(xiàn)采礦業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展。 31
發(fā)展受限 洞見增長新曲線 低碳轉(zhuǎn)型下采礦行業(yè)的機遇與挑戰(zhàn) 上游金屬市場暖風已至,減排壓力持續(xù)加大 礦業(yè)企業(yè)在中國低碳經(jīng)濟轉(zhuǎn)型過程中扮演著至關(guān)重要的角色,可再生能源發(fā)電設(shè)備、電動汽車、氫燃料電池等低碳基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),推動與之相關(guān)的金屬需求進一 步提升。例如,一輛典型的電動汽車所需要的金屬需求為普通汽車的6倍11,從而為鈷、鋰和鎳創(chuàng)造增量市場;而氫燃料電池和碳捕捉等新興技術(shù)也將提升對鉑、鈀和其 他催化劑材料的需求。由于全球綠色經(jīng)濟對于金屬和礦物應(yīng)用前景的提振,采礦業(yè)即將迎來大繁榮。 為實現(xiàn)“3060”“雙碳”目標,清潔能源技術(shù)需求將全面爆發(fā),由此帶來了金屬需求的激增。預(yù)計到2030年,中國對于銅和鋁等傳統(tǒng)金屬的需求將較2020年上升 2-3倍,對于鋰、鈷、鎳和稀土等新興金屬的需求將較2020年上升3-4倍,與清潔能源技術(shù)相關(guān)的金屬總需求將提升3-4倍。 光伏太陽能 銅 鈷 鎳 鋰 稀土 鋅鋁 風能 ○ ○ ○○ ○ 水電 ○ ○ ○ ○ 聚焦式太陽能發(fā)電 ○ ○ ○○ ○○ 生物能 ○ ○ ○○ ○○ 地熱能 29.0 ○ ○ ○○ ○ 核能 89.3 ○ ○○ ○ 電網(wǎng) ○ 0.2 ○○ ○ 電動汽車和蓄電池 ○ 0.5 ○○ 2.4 40.5 氫能 7.6 130.5 總需求(2030)(百萬噸) ○ ○ 總需求(2060)(百萬噸) 0.02 0.4 0.1 0.1 0.9 0.3 *注:陰影顏色表示某一礦物對一種特定的清潔能源技術(shù)的相對需求量(●=高;●=中等;○=低) 數(shù)據(jù)來源:IEA,埃森哲研究 32
然而,大量上升的金屬需求對于采礦業(yè)低碳轉(zhuǎn)型帶來了更大挑戰(zhàn)。相較于 傳統(tǒng)金屬而言,推動能源轉(zhuǎn)型的金屬碳排放強度更大,因此隨著與清潔能源技 術(shù)相關(guān)的銅、鎳、鋰等金屬需求增加,未來采礦業(yè)能耗及碳排將呈上升趨勢。 此外,在過去20年中,上游開采的資源質(zhì)量與數(shù)量均呈現(xiàn)不斷下降的趨勢,除 了面臨開采資源耗竭的風險外,開采和提取品位較差的金屬需要消耗更多的能 源,加劇了溫室氣體排放和污染量。 低碳創(chuàng)新技術(shù)層出不窮,潛在顛覆即將到來 近年來,科技的快速發(fā)展使采礦業(yè)站在了過去與變革性未來的十字路口。 機器學(xué)習、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實、智能傳感器、3D打印、區(qū)塊鏈等自動化和數(shù) 字化技術(shù)的創(chuàng)新、推廣和應(yīng)用將為礦業(yè)智能化發(fā)展提供堅實的技術(shù)基礎(chǔ);安全 綠色的勘探開采技術(shù)(如:充填開采技術(shù)、煤矸石再利用技術(shù)等)與清潔高效 的選礦加工技術(shù)(如:浮選選硫技術(shù)、選礦拜耳法技術(shù))為采礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級與 高質(zhì)量發(fā)展保駕護航。雖然技術(shù)變革在一定程度上增加了企業(yè)的成本投入,但 生產(chǎn)和效率的提升及低碳高效的運營流程能夠幫助礦業(yè)企業(yè)實現(xiàn)更長遠的可 持續(xù)增長。 業(yè)務(wù)模式多元優(yōu)化,“魚”和“熊掌”亦可兼得 隨著其他行業(yè)和采礦業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型深化,對于業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)以傳統(tǒng)金屬為主的 礦業(yè)企業(yè)來說將面臨更多挑戰(zhàn),經(jīng)營效益受到?jīng)_擊,盈利空間進一步擠壓,企 業(yè)經(jīng)營管理面臨巨大壓力。 因此,多元優(yōu)化的業(yè)務(wù)投資組合及商業(yè)模式將成為礦業(yè)企業(yè)的發(fā)展新增長 極。一方面,企業(yè)可通過投資布局與能源轉(zhuǎn)型相關(guān)的金屬,例如鋁土礦、銅、 鎳、鋰和鐵礦石等金屬提升經(jīng)濟效益;另一方面,對于擁有專業(yè)加工技術(shù)的礦 業(yè)企業(yè)來說,可進一步將業(yè)務(wù)延伸至回收利用環(huán)節(jié),通過向下游設(shè)備廠商降價 “出租”金屬,進而通過回收提升金屬循環(huán)利用率,在緩解上游金屬一次供給 壓力的同時,結(jié)合循環(huán)經(jīng)濟為企業(yè)帶來更長足的優(yōu)勢。 33
蓄勢待發(fā) 六大舉措先發(fā)制勝 采礦行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型舉措 目前來看,中國采礦業(yè)宣布減排目標的礦業(yè)企業(yè)僅不到一成。相對于其他行業(yè)而言,采礦業(yè)污染較高、起步較晚,仍處于減排初期,低碳轉(zhuǎn)型之路道阻且長。從產(chǎn) 業(yè)鏈各環(huán)節(jié)來看,上游勘探與開采、中游選礦與加工均具備較大的減排空間。除開采過程中甲烷逃逸導(dǎo)致的碳排外,埃森哲認為,礦業(yè)企業(yè)可通過清潔電氣化、燃料替 代、采選技術(shù)創(chuàng)新、甲烷減排、循環(huán)經(jīng)濟及市場化交易六大轉(zhuǎn)型舉措實現(xiàn)全面脫碳。由于礦業(yè)企業(yè)六成以上的碳排放源于電力消費和燃料,因此可率先從電力和燃料兩 端入手,逐步實現(xiàn)清潔脫碳。 采礦行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑 應(yīng)用機會 勘探與開采 選礦與加工 物流 銷售 轉(zhuǎn)型舉措 很高 高 適中 適中 ·清潔電氣化 ·循環(huán)經(jīng)濟 ·清潔電氣化 ·清潔電氣化 ·燃料替代 ·關(guān)注價值鏈下游排放 ·燃料替代 ·燃料替代 ·采選技術(shù)創(chuàng)新 ·采選技術(shù)創(chuàng)新 ·循環(huán)經(jīng)濟 ·循環(huán)經(jīng)濟 ·甲烷減排 ·市場化交易 ·業(yè)務(wù)多元化 ·市場化交易 34
舉措一:脫碳之路 清潔電氣化先試先行 汽車,礦業(yè)企業(yè)應(yīng)乘時借勢,提前布局,通過氫燃料、生物燃料對傳統(tǒng)化石能源 的替代,大幅降低來自燃料使用的碳排,并最終將其降至為零。 截至目前,中國礦業(yè)企業(yè)40%左右的能耗來源于用電,其余作業(yè)仍以化石能 源作為主要直接動力源,現(xiàn)場作業(yè)設(shè)備電氣化具有較大提升空間。 舉措三:節(jié)能高效 創(chuàng)新技術(shù)嶄露頭角 短期內(nèi),對于部分擁有自備電廠的采選企業(yè)來說,可進一步提高作業(yè)電氣化 通過開采及加工技術(shù)的改進與創(chuàng)新,降低整體能耗,從而減少運營過程中的 占比;對于其他尚未建設(shè)自備電廠的采選企業(yè)來說,可選擇與發(fā)電廠簽訂購電協(xié) 碳排也是采選企業(yè)未來低碳轉(zhuǎn)型的主要途徑之一。根據(jù)歐洲某采礦設(shè)備企業(yè)對核 議(PPA)或直接向電網(wǎng)公司購電的方式,共同推進電氣化進程。 心礦產(chǎn)品耗能的調(diào)研結(jié)果來看,采選過程中粉碎環(huán)節(jié)(即破碎和研磨過程)是目 前礦場能源消耗的最大單一環(huán)節(jié),占比為25%以上,以金屬銅為例,其采選過程 中長期而言,隨著可再生能源發(fā)電的經(jīng)濟性愈發(fā)凸顯,礦場用電結(jié)構(gòu)可逐步 中粉碎環(huán)節(jié)的耗能占比高達36%。隨著未來高效粉碎設(shè)備及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,一 向清潔能源轉(zhuǎn)型。對于擁有自備電廠的采選企業(yè)來說,應(yīng)優(yōu)化自身電源結(jié)構(gòu),例 方面可減少對于磨礦介質(zhì)的需求,另一方面先進的粉碎流程控制系統(tǒng)及破碎技術(shù) 如,該類企業(yè)可利用礦場空地布局建設(shè)分布式光伏或分散式風電,并進一步結(jié)合 可大幅提高能效,降低碳排,據(jù)估計5%的能效提升即可降低超3000萬噸二氧化 儲能系統(tǒng)搭建微電網(wǎng),在保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時,實現(xiàn)離網(wǎng)運營的低碳化; 碳當量的溫室氣體排放13。 另一方面,企業(yè)在滿足自身用電需求的同時還可進一步通過“自發(fā)自用、余電上 網(wǎng)”的方式增加收入來源,提升企業(yè)盈利性。對于其他尚未建設(shè)自備電廠的采選 金屬銅采選過程能耗環(huán)節(jié)拆分 企業(yè)來說,隨著未來發(fā)電結(jié)構(gòu)的整體清潔化,企業(yè)通過與可再生能源發(fā)電廠簽訂 購電協(xié)議或向電網(wǎng)購電的方式,減少用電過程中的溫室氣體排放;與此同時,隨 其他加工環(huán)節(jié) 著可再生能源成本的下降,該類企業(yè)也可逐步部署可再生能源電站,從而推動礦 業(yè)企業(yè)全面向清潔電氣化轉(zhuǎn)型升級。 4% 目前,全球領(lǐng)先的采礦企業(yè)已紛紛開始脫碳計劃,如必和必拓公司(BHP) 粉碎過程 為其位于智利的銅礦簽訂了四份可再生能源供電合同,不僅節(jié)省了20%的能源成 本,同時減少了300萬噸的二氧化碳排放,實現(xiàn)100%可再生能源供電12?,F(xiàn)場作 36% 業(yè)設(shè)備的全面清潔電氣化將大幅減少碳排,并最終將用電產(chǎn)生的排放減少至零。 采礦設(shè)備 舉措二:低碳轉(zhuǎn)型 替代燃料并駕齊驅(qū) 60% 隨著技術(shù)的進步和成本的下降,使用氫燃料、生物質(zhì)燃料代替柴油、煤炭等 化石能源成為采選企業(yè)的另一轉(zhuǎn)型必選項。英美資源集團(Anglo American) *注:采礦設(shè)備包括拖運卡車、挖掘機、鉆孔機等;粉碎過程主要包括破碎和研磨;其他加工環(huán)節(jié)包括浮選、 正在與ENGIE集團共同開發(fā)全球最大的氫動力礦用卡車,并通過太陽能電解水制 過濾、干燥等 氫為其提供氫燃料。淡水河谷公司同樣開展了多個燃料替代項目,在傳統(tǒng)金屬領(lǐng) 數(shù)據(jù)來源:Weir,Mining Energy Consumption 2021 域使用生物柴油、在球團廠利用生物燃料替代煤炭等,實現(xiàn)經(jīng)濟性的低碳轉(zhuǎn)型。 預(yù)計到2027年,氫燃料電池汽車的總擁有成本將有望低于電動汽車或內(nèi)燃機 35
舉措四:轉(zhuǎn)危為機 甲烷減排箭在弦上 舉措六:“負碳”戰(zhàn)略 市場化機制迸發(fā)活力 甲烷是煤礦企業(yè)另一種主要排放的溫室氣體,其造成的溫室效應(yīng)影響更大。 隨著全國碳排放權(quán)交易市場的啟動,在全社會范圍內(nèi)形成碳價信號,充分利 目前來看,煤炭開采和礦后活動導(dǎo)致的甲烷逃逸排放是中國最大的甲烷排放源。 用市場機制減少溫室氣體排放,促進能源行業(yè)轉(zhuǎn)型和加速發(fā)展。雖然交易初期只 然而和油氣行業(yè)不同,在煤礦行業(yè)中,泄漏甲烷的濃度低、波動大,相關(guān)處理技 覆蓋電力行業(yè)企業(yè),未來隨著碳市場機制的逐步完善,越來越多的高排放、高污 術(shù)的難度更大、成本更高,從而使得煤礦企業(yè)在甲烷減排的技術(shù)和成本上都面臨 染行業(yè)將會納入交易主體范圍,采礦行業(yè)的市場化轉(zhuǎn)型同樣蓄勢待發(fā)。除了直接 著較大挑戰(zhàn),中國煤礦企業(yè)尚未針對開采和礦后活動中的甲烷逃逸問題進行主動 參與碳市場交易以外,為降低自身履約成本,采選企業(yè)可進一步與負碳排企業(yè)簽 處理。 訂碳匯合作協(xié)議,通過遠期協(xié)議的模式鎖定企業(yè)碳匯成本。 甲烷逃逸作為采礦業(yè)中較為棘手的難題,雖然目前尚未形成廣泛有效、經(jīng)濟 與此同時,碳中和背景下,未來將有越來越多礦業(yè)企業(yè)通過自主開展或戰(zhàn)略 可行的解決方案,但隨著未來甲烷捕獲、抽采及利用等技術(shù)的不斷成熟,減少甲 合作的模式進行植樹造林、生態(tài)修復(fù)等控制或抵消自身碳排,“負碳”戰(zhàn)略的實 烷逃逸帶來的溫室氣體排放仍有較大潛力。對于開采及碳排占比較小的露天礦而 現(xiàn)指日可待。隨著碳市場的進一步成熟,礦業(yè)企業(yè)可充分利用綠色金融工具,放 言,一旦開始開采很難減少甲烷逃逸性排放,減排幅度有限;而對于開采且碳排 大碳匯項目商業(yè)價值,獲取額外收益,通過市場化的方式全面煥發(fā)企業(yè)減碳活 占比較大的井工礦,可選擇對甲烷進行采前抽采和采后抽采,并將采出的甲烷用 力,實現(xiàn)礦業(yè)企業(yè)商業(yè)價值及社會價值的最大化。 于發(fā)電、供熱等,或與碳捕捉和封存技術(shù)進行結(jié)合,有效解決甲烷逃逸難題。 舉措五:綠色礦業(yè) 循環(huán)經(jīng)濟如虎添翼 隨著上游對于碳排放強度較高的金屬需求持續(xù)增加,給金屬一次資源供給和 行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型帶來更大挑戰(zhàn),而循環(huán)經(jīng)濟對采選企業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。 一方面,金屬的循環(huán)回收再利用可減少一次資源供給的開采,例如電動汽車和蓄 電池中銅、鋰、鎳和鈷的回收可以減少5-12%的金屬需求。另一方面,金屬回收 再利用的二次資源供給碳排強度通常小于一次資源供給,例如從印刷電路板上回 收銅、鈀、金、銀等核心金屬的能耗僅為常規(guī)開采過程的5%左右;從生產(chǎn)廢棄 物中回收再利用銅的碳排放強度僅為常規(guī)開采的四分之一14。因此,金屬的循環(huán) 回收再利用可有效對沖上游金屬需求增加所帶來的碳排增量,拓寬礦業(yè)企業(yè)商業(yè) 模式,成為發(fā)展新增長極。 36
案例分享:跨界合作,碳匯交易實現(xiàn)雙贏 2021年6月,某上游原料企業(yè)與某紙業(yè)公司簽署碳匯合作協(xié)議,共同探索 中國企業(yè)碳匯期權(quán)交易模式,引發(fā)市場高度關(guān)注。根據(jù)協(xié)議,紙業(yè)公司為上 游原料企業(yè)提供不少于200萬噸/年的CCER自愿減排指標,排放周期不少于 25年。雙方約定可以一次性簽訂排放周期25年的碳匯交易合同,也可以分期 簽訂,單首期碳匯交易合同排放周期不少于10年。 交易價格采用浮動式定價,雙方實際交割時,以“T+1”日國家指定機構(gòu) CCER成交價格為指導(dǎo)價,具體而言:當CCER成交價格≤50元人民幣時,雙 方按照當期價格交割;當50元人民幣<CCER成交價格≤100元人民幣時,紙 業(yè)企業(yè)承諾給予上游原料企業(yè)10%的優(yōu)惠幅度;當CCER成交價格>100元 時,紙業(yè)企業(yè)承諾給予上游原料企業(yè)5%-10%的優(yōu)惠幅度。 此外,雙方還將利用各自優(yōu)勢共同合作開發(fā)碳匯造林項目和其他CCER減 排項目,探索綠色金融模式,利用金融工具最大化林業(yè)碳匯項目的商業(yè)價 值,拓寬企業(yè)融資渠道,同時提升林業(yè)碳匯項目收入規(guī)模,從而實現(xiàn)企業(yè)經(jīng) 濟效益、生態(tài)效益、社會效益與碳匯效益的協(xié)同創(chuàng)造。 37
中國2030、2060年采礦行業(yè)溫室氣體減排路徑 碳減排路徑測算以范圍一(Scope 1)為主 億噸二氧化碳當量 10.0 9.0 8.0 3.2 7.0 1.1 6.0 5.6 -0.9 -0.3 -0.2 -0.2 -0.3 -0.1 -0.1 4.7 -3.3 5.0 4.0 3.0 -1.5 2.0 -1.4 1.0 -0.6 -0.03 -0.2 -0.2 0.2 0.0 2020 清潔電氣化 燃料替代 甲烷減排 循環(huán)經(jīng)濟 2030 清潔電氣化 燃料替代 甲烷減排 2060 需求增加 采選技術(shù)創(chuàng)新 森林碳匯 需求增加 采選技術(shù)創(chuàng)新 循環(huán)經(jīng)濟 供給減少 供給減少 森林碳匯 有色金屬 有色金屬 其他礦產(chǎn) 其他礦產(chǎn) *注:1. 有色金屬主要包括銅、鋰、鎳、鋁等,由于終端需求增加導(dǎo)致開采量增加 由于采礦行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型起步較晚,2020-2030年期間清潔電氣化、燃料 2. 其他礦產(chǎn)主要包括煤炭、黑色金屬等,由于終端供給減少導(dǎo)致開采量減少 替代、采選技術(shù)改進、甲烷減排、金屬回收利用的減排幅度較為有限。 2030-2060年將迎來中國采礦業(yè)脫碳化的全面爆發(fā)期,清潔電氣化及燃料替代 數(shù)據(jù)來源:埃森哲研究 的全面普及將有望實現(xiàn)凈零排放,而高效采選及金屬回收利用技術(shù)的不斷發(fā)展與 突破也將進一步推動采礦業(yè)脫碳。至2060年,由于終端煤炭需求量的大幅下 基于以上六大減排措施,埃森哲針對中國采礦業(yè)“3060”減排路徑進行了 降,因此煤炭開采活動的減少大幅降低了甲烷逃逸的溫室氣體排放量。 相應(yīng)測算,預(yù)計至2030年采礦業(yè)碳排將小幅減少至4.7億噸二氧化碳當量,至 2060年采礦業(yè)可減少95%以上的碳排,并最終降至0.2億噸二氧化碳排放當量。 由于未來能源結(jié)構(gòu)的清潔化轉(zhuǎn)型,銅、鋁、鎳等有色金屬需求將快速增加,開采 量的上升帶來了一定碳排增加;與此同時,煤炭、黑色金屬等其他礦產(chǎn)的終端需 求量減少,從而其他礦產(chǎn)開采量相較于2020年有所減少。若有色金屬的需求增 加和其他礦產(chǎn)的供給減少不及預(yù)期,該部分帶來的碳減排將會有所波動。 38
值得注意的是,雖然森林碳匯從絕對數(shù)值而言相較于其他舉措略低,但隨著未來我國碳交易市場的進一步成熟,未能有效控排將會造成企業(yè)高昂的履約成本,因此 對于采礦業(yè)企業(yè)來說,森林碳匯也是低碳轉(zhuǎn)型路徑中必不可少的舉措之一。 綜上所述,采礦行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型任重而道遠,亟需采礦行業(yè)各環(huán)節(jié)參與者共同努力,加快推進采礦行業(yè)全面電氣化、清潔化、高效化、市場化與循環(huán)化。為此, 埃森哲總結(jié)了采礦行業(yè)不同類型企業(yè)在“3060”“雙碳”目標下的主要轉(zhuǎn)型措施。 企業(yè)類型 轉(zhuǎn)型舉措 傳統(tǒng)金屬礦采選企業(yè) · 開展企業(yè)碳足跡盤查,制定低碳戰(zhàn)略 · 推進金屬循環(huán)利用 · 布局新興金屬礦業(yè)務(wù),優(yōu)化投資組合 · 開展植樹造林、生態(tài)修復(fù)等項目,抵消部分碳排 · 推動電氣化進程,長期全面向清潔電氣化轉(zhuǎn)型 · 積極參與碳市場交易,并進一步發(fā)展綠色金融 · 加速燃料替代,布局氫燃料、生物質(zhì)燃料等清潔燃料 · 擇機并購產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè),開展業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型或有效對沖風險 · 開發(fā)高效綠色采選技術(shù)及數(shù)字化技術(shù),提高能效,減少能耗 新興金屬礦采選企業(yè) · 開展企業(yè)碳足跡盤查,制定低碳戰(zhàn)略 · 推進金屬循環(huán)利用 非金屬礦采選企業(yè) · 推動電氣化進程,長期全面向清潔電氣化轉(zhuǎn)型 · 開展植樹造林、生態(tài)修復(fù)等項目,抵消部分碳排 · 加速燃料替代,布局氫燃料、生物質(zhì)燃料等清潔燃料 · 積極參與碳市場交易,并進一步發(fā)展綠色金融 煤礦采選企業(yè) · 開發(fā)高效綠色采選技術(shù)及數(shù)字化技術(shù),提高能效,減少能耗 · 擇機并購產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè),開展業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型或有效對沖風險 專業(yè)加工企業(yè) · 開展企業(yè)碳足跡盤查,制定低碳戰(zhàn)略 · 開展植樹造林、生態(tài)修復(fù)等項目,抵消部分碳排 · 推動電氣化進程,長期全面向清潔電氣化轉(zhuǎn)型 · 積極參與碳市場交易,并進一步發(fā)展綠色金融 · 加速燃料替代,布局氫燃料、生物質(zhì)燃料等清潔燃料 · 擇機并購產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè),開展業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型或有效對沖風險 · 開發(fā)高效綠色采選技術(shù)及數(shù)字化技術(shù),提高能效,減少能耗 · 開展企業(yè)碳足跡盤查,制定低碳戰(zhàn)略 · 開展植樹造林、生態(tài)修復(fù)等項目,抵消部分碳排 · 推動電氣化進程,長期全面向清潔電氣化轉(zhuǎn)型 · 積極參與碳市場交易,并進一步發(fā)展綠色金融 · 加速燃料替代,布局氫燃料、生物質(zhì)燃料等清潔燃料 · 擇機并購產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)企業(yè),開展業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型或有效對沖風險 · 關(guān)注甲烷捕捉、抽采及利用技術(shù),有效處理甲烷逃逸問題 · 適當剝離高污染資產(chǎn),加快實現(xiàn)脫碳化 · 開展企業(yè)碳足跡盤查,制定低碳戰(zhàn)略 · 加大金屬循環(huán)利用技術(shù)投資,開展循環(huán)經(jīng)濟業(yè)務(wù),多元化商業(yè)模式 · 推動電氣化進程,長期全面向清潔電氣化轉(zhuǎn)型 · 積極參與碳市場交易,并進一步發(fā)展綠色金融 · 開發(fā)高效綠色加工技術(shù)及數(shù)字化技術(shù),大幅提高能效,減少能耗 39
化工行業(yè) 備戰(zhàn)“碳中和” 化工行業(yè)勢在必行 化工行業(yè)作為典型的高耗能高排放行業(yè),在我國低碳 轉(zhuǎn)型路徑中扮演著重要的角色。2019年,化工生產(chǎn)部門產(chǎn) 生碳排放量約5.88億噸,約占工業(yè)領(lǐng)域總排放的16.7%, 占全國能源碳排放比例為6%。我國化工行業(yè)產(chǎn)值高居世 界第一,占全球近40%的份額,在全球產(chǎn)業(yè)鏈中占有至關(guān) 重要的地位;并且預(yù)計2030年中國化工行業(yè)的產(chǎn)量將占 到全球50%的份額。在產(chǎn)能產(chǎn)量持續(xù)迅速增長的同時,行 業(yè)碳排要在2030年達峰,挑戰(zhàn)與機遇并存。 40
分化發(fā)展 差異不斷擴大 低碳轉(zhuǎn)型下化工行業(yè)的機遇與挑戰(zhàn) 兩極分化,雙高產(chǎn)能設(shè)定天花板 西部地區(qū)化石能耗大省服務(wù)全國,其化工產(chǎn)業(yè)以資源開發(fā)為主,高碳能源 占比高,而加工能力薄弱,導(dǎo)致地方獲取的利益較有限,面臨資金短缺、技術(shù) 2021年6月1日生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《關(guān)于加強高耗能、高排放建設(shè)項目生態(tài) 落后、人才不足等問題,零碳能源發(fā)展空間有限。此外,東部地區(qū)是中國精細 環(huán)境源頭防控的指導(dǎo)意見》,高耗能、高污染的雙高行業(yè)將受到嚴格的政策控 化工領(lǐng)先企業(yè)最集中的區(qū)域,在2020年中國精細化工百強企業(yè)中占據(jù)77家,而 制。高耗能化工細分行業(yè),如電石、純堿、黃磷等,已嚴格不批新上產(chǎn)能。與 西部地區(qū)僅占7家,精細化水平較低。同時,西部地區(qū)由于多化石能耗大省,其 此同時,隨著“雙碳”目標下煤炭能源使用成本上升,對高耗能化工企業(yè)帶來 化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)依賴重化工業(yè)、原材料工業(yè),能源結(jié)構(gòu)以煤炭資源為主。云南、 了更大的競爭差異,成本劣勢、技術(shù)劣勢、資源劣勢使得中小化工企業(yè)與大型 內(nèi)蒙古、廣西等西部省份工業(yè)增加值增速遠低于能源消費增速,西部地區(qū)綠色 化工企業(yè)的差距進一步拉大,促進行業(yè)集中度進一步提高。由于產(chǎn)能發(fā)展受限 發(fā)展形勢嚴峻。因此,在邁向零碳轉(zhuǎn)型的過程中,如果傳統(tǒng)高耗能、高排放的 而需求不減,這些化工產(chǎn)品將被重新定價,提前布局節(jié)能減排的龍頭企業(yè)利潤 化工企業(yè)沒有進行合理的低碳轉(zhuǎn)型,西部地區(qū)將迎來更大沖擊與挑戰(zhàn)。 空間反而優(yōu)化提升。 上下游分化,減排催生新增長領(lǐng)域 區(qū)域分化,西部地區(qū)沖擊巨大 在化工行業(yè)上游受到新趨勢和政策沖擊的同時,下游迎來了新的機會和轉(zhuǎn) 我國西北部地區(qū)自然資源豐富,是我國化工產(chǎn)品的主要生產(chǎn)地。內(nèi)蒙古、 機,例如化工行業(yè)廣泛應(yīng)用的塑料制品領(lǐng)域,將催生新的生物降解塑料需求的 新疆、貴州、云南、山東等地均為化工能耗大省。然而,廣闊的西部地區(qū)與東 快速增長。在2019年,中國塑料制品產(chǎn)量高達8184萬噸,約占全球塑料需求量 部沿海發(fā)達地區(qū)的巨大差距,不僅體現(xiàn)在經(jīng)濟的增速和總量上,更多的還體現(xiàn) 的四分之一。然而,中國對于生物降解塑料的需求并沒有明顯的增加,2019年 在經(jīng)濟發(fā)展的質(zhì)量上。由于西部地區(qū)整體技術(shù)創(chuàng)新能力較低,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對低 我國生物降解塑料消費量僅為52萬噸,約占全球的4.6%,遠遠低于全球平均水 端,以及較低的能源資源利用率導(dǎo)致的資源型經(jīng)濟特點突出,整體西部地區(qū)發(fā) 平。我國大部分塑料的消費仍集中于非可降解的塑料制品。如今隨著限塑、禁 展效益不高,能源消耗與碳排亟待優(yōu)化。 塑政策陸續(xù)出臺,可降解塑料將能夠充分發(fā)揮其替代性潛力,到2025年完全可 降解塑料有望迎來500億左右的市場規(guī)模,2019-2025年的復(fù)合增速可達73%。 41
類型分化,國企外企減排道路各異 中國化工行業(yè)也是為數(shù)不多國企、民企、外企三足鼎立、爭相競爭的行業(yè)領(lǐng) 域。預(yù)計到2025年左右,民營經(jīng)濟將占據(jù)中國石油化工產(chǎn)業(yè)60%的市場份額。 對于國內(nèi)化工企業(yè)來說,其低碳路徑更針對于節(jié)能減排。例如中國中化正在大力 發(fā)展節(jié)能降碳技術(shù),對于節(jié)能降碳累計投入超過3億元,累計淘汰落后設(shè)備970 余臺套,公司整體能效水平不斷得到提升。中化對煉化工藝進行優(yōu)化,實施鍋爐 綜合整治,累計投入超過3億元,通過優(yōu)化加熱爐設(shè)計,提高加熱爐的熱效率, 并強化裝置之間的熱聯(lián)合,提高能量利用率;同時調(diào)整鍋爐能源結(jié)構(gòu),使用更加 清潔綠色的天然氣作為鍋爐的能源或廣泛利用周邊替代性熱源,實現(xiàn)能源消費綠 色轉(zhuǎn)型。長期來看,國內(nèi)企業(yè)的低碳路徑將會是由簡單的節(jié)能減排到多元的綜合 低碳舉措方向發(fā)展。 外資化工企業(yè)普遍具有經(jīng)驗豐富、行業(yè)基礎(chǔ)完整、裝置規(guī)模完善、技術(shù)水平 高的優(yōu)勢,因此其低碳減排路徑更加多元化。以巴斯夫大中華區(qū)為例,其采用的 第一個重要舉措是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,通過投資和使用可再生能源降低碳排放。位于 巴斯夫上??萍紕?chuàng)新園和巴斯夫漕涇基地的光伏發(fā)電站,每年可減少超過1600 噸二氧化碳排放量;巴斯夫湛江一體化基地首批裝置將100%采用可再生能源電 力,助力巴斯夫?qū)崿F(xiàn)碳中和的氣候目標。其次,巴斯夫?qū)Ξa(chǎn)品碳足跡進行跟蹤測 算,基于工藝排放、能源消耗及上游排放數(shù)據(jù),將在2021年底提供全部產(chǎn)品組合 “從搖籃到大門”的溫室氣體排放量,以助力實現(xiàn)氣候保護目標。巴斯夫還對生 產(chǎn)工藝技術(shù)進行投資,研發(fā)了無碳排放甲烷裂解制氫裝置、電加熱蒸汽裂解裝置 和甲烷與二氧化碳干重整制備合成氣三項碳管理工藝技術(shù)。 42
贏者通吃 三大核心助力領(lǐng)先 化工行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型舉措 2020年,化工行業(yè)受疫情影響,發(fā)展腳步相對放緩。隨著中國與全球經(jīng)濟回暖,化工行業(yè)加快了復(fù)蘇進程。我國化工行業(yè)的碳排放占總碳排的比例為4%,但部分省 份化工品產(chǎn)能碳排放強度遠超國家平均水平,化工行業(yè)碳排放的特點為總量有限但強度突出。埃森哲認為化工行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑可歸納為三大舉措,分別是:調(diào)整產(chǎn)業(yè) 結(jié)構(gòu)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和精益運營生產(chǎn)。 化工行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型路徑 原料與運輸 煉化與生產(chǎn) 營銷貿(mào)易 分銷與最終使用 應(yīng)用機會 很高 高 中 高 轉(zhuǎn)型舉措 ·原料替代:確定低碳和可再 ·結(jié)構(gòu)優(yōu)化:更加注重發(fā)展生 ·銷售策略優(yōu)化:深入了解終 ·循環(huán)經(jīng)濟:增加產(chǎn)品回收渠 生原料作為傳統(tǒng)化石燃料 產(chǎn)能力,以滿足對低碳產(chǎn) 端客戶對可持續(xù)產(chǎn)品的需 道,變廢為寶,延申產(chǎn)品 的替代品,如生物原料、 品不斷增長的需求,例如 求,確定營銷和銷售策略, 使用壽命,達到間接減排 生物萘和纖維素基纖維 通過機械和化學(xué)回收來實現(xiàn) 提升產(chǎn)品綠色形象 的效果 ·模式創(chuàng)新:評估與擁有創(chuàng)新 ·技術(shù)減排:確定并實施提高 可持續(xù)化工生產(chǎn)技術(shù)企業(yè)的 能源效率的可持續(xù)生產(chǎn)技 研發(fā)和合作/收購機會 術(shù),如石腦油催化裂化、 低碳電源和CCUS 43
舉措一:結(jié)構(gòu)優(yōu)化 加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 友好型樹脂Decovery?,就是這一領(lǐng)域最新的創(chuàng)新成果,并且正通過吸引供應(yīng) 商、客戶等其他價值鏈伙伴擴大創(chuàng)新,以加快向生物/植物基油漆和涂料過渡。 目前,我國化工產(chǎn)品的品種較為單一,且產(chǎn)品鏈延伸不夠,以生產(chǎn)大宗化工 其次,可以開發(fā)技術(shù)和商業(yè)模式,實現(xiàn)再利用與回收。在再利用方面,目前已有 原料為主,精加工發(fā)展較弱。綠色低碳和雙控政策對大宗化工加工帶來發(fā)展天花 針對聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶和塑料購物袋成熟的技術(shù)解決方案。這些 板的同時,精細化工卻迎來了發(fā)展機遇。精細化學(xué)品又被稱為專用化學(xué)品,是基 方案可以應(yīng)用到其他產(chǎn)品,如汽車零部件、電子產(chǎn)品部件和白色家電。就回收而 礎(chǔ)化學(xué)品進一步深加工的產(chǎn)物,其基本特征是以高新技術(shù)為基礎(chǔ)生產(chǎn)高質(zhì)量、小 言,可以依靠機械技術(shù),收集和處理使用過的最終產(chǎn)品,并在不修改其化學(xué)鍵的 批量、多品種、專用或多功能的精細化學(xué)品。隨著國內(nèi)市場對大宗化工需求的不 前提下將其完整分子重新插入價值鏈的更上游;或依靠化學(xué)手段,將長鏈碳氫化 斷下降,化工原料的低端競爭將會被原料精加工替代,合成材料、精細化學(xué)品等 合物分解成前體。VinyLoop是一種機械回收工藝,由比利時化學(xué)品公司索爾維集 附加值較高的行業(yè)將會崛起?;ぎa(chǎn)品將逐漸從大宗同質(zhì)化向差異化方向轉(zhuǎn)變, 團開發(fā)的專利工藝,該工藝通過溶解過濾和分離污染物,將PVC與其他材料分離。 由基礎(chǔ)化工產(chǎn)品生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榫毣ぎa(chǎn)品生產(chǎn)。 除此之外,化工企業(yè)還可以在下游行業(yè)實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和數(shù)字化。若能成功實 精細化工生產(chǎn)具有投資效率高、附加值高、利潤率高的經(jīng)濟特性,對于化工 現(xiàn)下游循環(huán),預(yù)計將增加對可持續(xù)化學(xué)品的額外需求和新需求,從2015至2030 企業(yè)來說,加速精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)既是低碳轉(zhuǎn)型道路上的一大重要路徑,也為化工 年,潛在增長率可達26%。在化工行業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的過程中,需要基礎(chǔ)設(shè)施和 企業(yè)帶來了長期發(fā)展的經(jīng)濟性利益。針對煤化工子行業(yè),可以通過將煤中復(fù)雜大 創(chuàng)新的長期投資,以及支持性監(jiān)管政策的實施,并鼓勵化工循環(huán)技術(shù)的研發(fā)。 分子化合物定向裁剪、轉(zhuǎn)化,選擇性地拆斷分子共價鍵,獲得大量的高價產(chǎn)品, 如不同取代基、不同芳環(huán)芳烴、含側(cè)鏈的環(huán)烷烴、長鏈脂肪酸及酯等精細化學(xué)品。 舉措三:數(shù)字化賦能 助力運營優(yōu)化與精益生產(chǎn) 化工企業(yè)應(yīng)通過技術(shù)創(chuàng)新加速精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型,集中資源推動化工 在低碳轉(zhuǎn)型的道路上,化工企業(yè)需要改善管理能力,通過數(shù)字化技術(shù)全面優(yōu) 產(chǎn)品向精細化、高附加值方向發(fā)展,在生產(chǎn)運營中降低碳排放的同時,開拓二氧 化企業(yè)的運營和生產(chǎn),實現(xiàn)一體化運營?;て髽I(yè)應(yīng)著眼于精益化生產(chǎn)和數(shù)字化 化碳資源化利用的新路徑,打造長期綠色低碳的可持續(xù)發(fā)展道路。 運營,利用端到端“能耗流”的概念, 在各生產(chǎn)裝置導(dǎo)入價值流診斷的模型優(yōu)化 工具,從運營系統(tǒng)、管理架構(gòu)、理念行為三方面進行詳細診斷和分析。精益化生 舉措二:效能提升 擁抱循環(huán)經(jīng)濟 產(chǎn)可以通過原料比例參數(shù)或者生產(chǎn)溫度等環(huán)境參數(shù)的調(diào)整,減少最終產(chǎn)品的整體 用能,對企業(yè)運營體系持續(xù)升級。在數(shù)字化平臺方面,化工企業(yè)可以綜合利用內(nèi) 化學(xué)工業(yè)是最具規(guī)?;投鄻踊闹圃鞓I(yè)之一,其生產(chǎn)的中間產(chǎn)品和最終產(chǎn) 外部數(shù)據(jù),通過更高效的數(shù)據(jù)報告、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析,評估技術(shù)設(shè)備的可用 品幾乎可用于所有行業(yè)。隨著傳統(tǒng)不可再生資源不斷減少和環(huán)境法規(guī)日益嚴格, 性、成熟度與供應(yīng)商的可持續(xù)發(fā)展水平。通過因地制宜的數(shù)字化解決方案,精準 化工行業(yè)已開始向循環(huán)性發(fā)展,例如可再生、可持續(xù)產(chǎn)品生產(chǎn)投入,從單一用途 提升節(jié)能減排效率,最大限度地挖掘創(chuàng)新潛力。針對管理體系,化工企業(yè)應(yīng)分解 轉(zhuǎn)變到多種用途(從而減少聚合物總需求),以及最大限度減少泄漏到環(huán)境中的 效益目標并提高管理透明度,并建立一體化管理和組織系統(tǒng),統(tǒng)籌管理原料采 危險成分。 購、生產(chǎn)、運輸、銷售整套流程的優(yōu)化。同時,化工企業(yè)需推動精益生產(chǎn)管理, 采用精益原則和量化分析方法,及“端到端”的商務(wù)采購分析工具發(fā)掘成本節(jié)省 首先,化工行業(yè)可以通過開發(fā)可再生原料循環(huán)分子技術(shù),降低供應(yīng)鏈中的環(huán) 潛力, 并設(shè)計提升方案。通過系統(tǒng)的全流程診斷分析發(fā)現(xiàn)問題, 建立整體運營提升 境足跡,在供應(yīng)鏈中增加使用分子循環(huán)回路的使用。帝斯曼研發(fā)的一種植物生態(tài) 路徑和舉措,推進系統(tǒng)性優(yōu)化和綜合效益優(yōu)化,打造可持續(xù)的精益運營體系。 44
案例分享:巴斯夫大中華區(qū)全面實現(xiàn)碳中和 巴斯夫作為領(lǐng)先的低碳轉(zhuǎn)型化工企業(yè),提出了2050年實現(xiàn)企業(yè)碳中和 巴斯夫大中華區(qū)積極推動數(shù)字化助力精益運營體系。巴斯夫利用一體 的目標。巴斯夫大中華區(qū)已大力推動源結(jié)構(gòu)調(diào)整,通過讓生產(chǎn)裝置采用 化體系數(shù)據(jù),開發(fā)出SCOTT數(shù)字化解決方案,幫助客戶測算45000款在售 100%可再生能源電力、投建光伏發(fā)電站等方式,使得2020年巴斯夫大中 產(chǎn)品“從搖籃到大門”的二氧化碳足跡,并與客戶制定計劃,量化可持續(xù) 華區(qū)較2019年減少了8287噸二氧化碳排放量。巴斯夫還對生產(chǎn)工藝技術(shù)進 性績效,助力客戶實現(xiàn)氣候保護目標。預(yù)計2021年底,巴斯夫可提供所有 行投資,研發(fā)了無碳排放甲烷裂解制氫裝置、電加熱蒸汽裂解裝置和甲烷 全球在售產(chǎn)品從原材料到成品的碳足跡數(shù)據(jù)。除此之外,巴斯夫研發(fā)的超 與二氧化碳干重整制備合成氣三項碳管理工藝技術(shù)。此外,巴斯夫正在中國 級計算機“Quriosity”,擁有1.75petaflop計算能力,借助強大的數(shù)據(jù)庫, 廣東省考察建立投資總額達100億美元的新型一體化生產(chǎn)基地(Verbund), 為生產(chǎn)設(shè)備及工藝搭建更精準模型,如洗滌劑配方的分子模擬等。同時, 該一體化系統(tǒng)創(chuàng)造了高效的價值鏈,從基礎(chǔ)化學(xué)品一直延伸到高附加值產(chǎn) Quriosity能預(yù)測設(shè)備維護時機,合理分配原材料與能量,實現(xiàn)高效運營、 品,如涂料和作物保護劑。在這個系統(tǒng)中,化工生產(chǎn)過程將消耗更少的能 節(jié)能降損。至2022年,巴斯夫全球超過350座生產(chǎn)裝置將實現(xiàn)數(shù)字化。 源,在節(jié)約資源的同時生產(chǎn)更高產(chǎn)量的產(chǎn)品。通過這種方式,巴斯夫可以 節(jié)省原材料和能源,最大限度地減少排放,降低物流成本并發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)。 巴斯夫大中華區(qū)已啟動循環(huán)經(jīng)濟計劃,通過聚焦原料循環(huán)、新材料循 環(huán)等重點領(lǐng)域,實現(xiàn)巴斯夫“化學(xué)循環(huán)”項目及生物質(zhì)平衡方案,循環(huán) 利用難以機械回收或焚燒的塑料廢棄物,如含食物殘渣的塑料、多層食 品包裝、輪胎等。針對混合塑料廢棄物,熱解比焚燒產(chǎn)生的二氧化碳排放 少50%。使用熱解油生產(chǎn)塑料,比使用石腦油生產(chǎn)塑料產(chǎn)生的二氧化碳排 放更少。至2030年,將實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟解決方案相關(guān)的銷售額翻倍,達170 億歐元。 45
綜上,碳減排作為系統(tǒng)性轉(zhuǎn)型需要化工全產(chǎn)業(yè)鏈共同努力,在保證社會生產(chǎn)和人們生活衣食住行各方面需求的前提下,積極推動低碳轉(zhuǎn)型進程。為此,埃森哲總結(jié) 了化工行業(yè)主要玩家在“3060”“雙碳”目標下的轉(zhuǎn)型措施。 企業(yè)類型 轉(zhuǎn)型舉措 原料與運輸企業(yè) · 利用基于替代原料技術(shù)的創(chuàng)新企業(yè),開發(fā)環(huán)境友好的 · 使用可再生原料和生物原料 替代性原料 · 積極研究,或扶持新化工材料研發(fā)企業(yè) 煉化與生產(chǎn)企業(yè) · 制定限制二氧化碳密集型生產(chǎn)的政策 · 通過可再生能源,利用低碳能源動力 營銷貿(mào)易企業(yè) · 支持探索脫碳解決方案公司的研發(fā)活動 · 在化工領(lǐng)域中開發(fā)最具成本效益的CCUS機會 · 增加機械和化學(xué)回收,提高能源利用率 · 使越來越多的公司參與到生物降解塑料的營銷中來 · 增加賺取正貿(mào)易利潤的潛力,并覆蓋在新產(chǎn)品領(lǐng)域的風險 · 實行碳交易計劃 · 根據(jù)客戶的需求推動石化企業(yè)對整體產(chǎn)品板塊的改變 · 深入了解客戶在產(chǎn)品的可持續(xù)性及其潛在的最終用途 方面的需求和愿望 分銷企業(yè) · 制定限制塑料需求的一系列政策 · 加強循環(huán)性技術(shù)方面的設(shè)計和研發(fā) · 鼓勵和規(guī)范回收的法規(guī)和激勵措施 · 增加對可降解塑料的需求,將需求轉(zhuǎn)移到可持續(xù)包裝和塑料上 · 改善報廢管理,提高報廢價值 · 推動共享經(jīng)濟,減少潛在化工最終產(chǎn)品需求 數(shù)據(jù)來源:埃森哲分析 46
智慧賦能 生態(tài)融合: 數(shù)字化技術(shù)保駕護航 47
作為低碳轉(zhuǎn)型的重要推動力,數(shù)字化、智能化技術(shù)帶來的效率和成本優(yōu)勢日愈凸顯,充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新的支撐作用,促進數(shù)字化和綠色化的產(chǎn)業(yè)融合,推動能源 綠色生態(tài)建設(shè),是實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級和長期可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前,人工智能、大數(shù)據(jù)分析、云計算等數(shù)字化技術(shù)已于能源行業(yè)廣泛應(yīng)用。其中,特別值得關(guān)注的是數(shù)字 孿生、數(shù)據(jù)分析和平臺賦能。 數(shù)字化技術(shù)在能源低碳轉(zhuǎn)型過程中得到廣泛應(yīng)用 電力行業(yè) 北斗定位系統(tǒng) 自適應(yīng)算法 無人機 大數(shù)據(jù)分析 分布式 賬本技術(shù) 5G 可持續(xù)供應(yīng)鏈 區(qū)塊鏈 3D打印技術(shù) 云計算 人工智能 虛擬現(xiàn)實 物聯(lián)網(wǎng) 油氣行業(yè) 增強現(xiàn)實 虛擬現(xiàn)實 數(shù)字孿生 量子計算 3D打印技術(shù) 化工行業(yè) 自適應(yīng)物流 X-Carbon 油井機器人 虛擬現(xiàn)實 虛擬建模 5G 無人礦山 認知計算 GIS技術(shù) 虛擬現(xiàn)實 3D打印技術(shù) 采礦行業(yè) 48
鏡像世界,數(shù)字孿生推進能源技術(shù)革命 近年來,數(shù)字孿生技術(shù)得到越來越廣泛的傳播,同時,得益于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù) 據(jù)、云計算、人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字孿生的實施愈發(fā)成為可 能,有望廣泛應(yīng)用于能源行業(yè)。數(shù)字孿生技術(shù)充分利用精細化物理模型、智能化 監(jiān)測傳感器、歷史運維數(shù)據(jù),集成多學(xué)科、多物理量、多時空尺度、多概率的仿 真過程,在虛擬空間中完成對智慧能源系統(tǒng)的真實映射,反映智能設(shè)備的全生命 周期過程,通過實時更新與動態(tài)演化助力能源企業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。 基于數(shù)字孿生技術(shù)在碳排放源鎖定、數(shù)據(jù)分析、監(jiān)控預(yù)警等方面起到的顯著 成效,能夠合理管控設(shè)備碳排的智慧電廠應(yīng)運而生。通過仿真模擬電廠的煤炭消耗, 評估降低煤耗、提升運行效率的優(yōu)化方案,協(xié)助傳統(tǒng)煤電廠減排。此外,數(shù)字孿 生技術(shù)還可實現(xiàn)對可再生能源出力及供電負荷的精準預(yù)測,實現(xiàn)分布式能源供需 就地平衡,從而提高可再生能源發(fā)電比例,助力電力行業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化低碳轉(zhuǎn)型。 數(shù)字孿生技術(shù)也已逐漸應(yīng)用于油氣和采礦業(yè),企業(yè)可依托仿真場景測試新型 勘探開采工藝,從而以較低成本實現(xiàn)關(guān)鍵過程的節(jié)能減排。與此同時,領(lǐng)先油氣 和礦業(yè)公司利用數(shù)字孿生技術(shù)精確把控其生產(chǎn)加工流程,基于現(xiàn)場真實數(shù)據(jù)進行 分析、預(yù)測、診斷,優(yōu)化生產(chǎn)和決策流程,并提前識別設(shè)備故障或性能劣化,降 低企業(yè)運營成本和能源消耗。此外,企業(yè)還可搭建交互式智能化協(xié)同管理平臺, 實現(xiàn)生產(chǎn)信息和反饋控制信息雙向流通,從而設(shè)計并優(yōu)化低碳運輸路線,減少能 源消耗,“虛實結(jié)合”地推動行業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型與升級。 49
掌控全局,X-Carbon釋放全產(chǎn)業(yè)鏈減碳價值 度,優(yōu)化企業(yè)運營與決策過程,并促進企業(yè)進一步開展碳交易等差異化產(chǎn)品和服 務(wù),提升企業(yè)整體競爭力,助力企業(yè)長期可持續(xù)發(fā)展。 能源企業(yè)通過將低碳化的智能解決方案嵌入核心業(yè)務(wù)及全產(chǎn)業(yè)鏈,從而更有 效地進行產(chǎn)品組合及運營過程的管理及優(yōu)化,將有助于長期可持續(xù)的發(fā)展,并充 埃森哲依托X-Carbon平臺協(xié)助某大型油氣公司下屬燃氣廠優(yōu)化運營流程、 分釋放減碳價值。 提升能源效率,促進其實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。通過能效管理數(shù)據(jù)大屏,X-Carbon可實 現(xiàn)工廠碳排放量、能源效率及相關(guān)指標的實時監(jiān)控與追蹤,并對能源數(shù)據(jù)展開分 埃森哲X-Carbon作為零碳轉(zhuǎn)型的數(shù)字化解決方案,通過監(jiān)測與測量能源企 析,確定燃氣廠整體碳排放量及碳排放強度,進一步通過調(diào)試設(shè)備最優(yōu)參數(shù)減少 業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的碳排數(shù)據(jù),追溯碳足跡來源,并將碳排記錄和相關(guān)報告與企 工廠整體碳排放量,提升能源效率,每年節(jié)降約90萬美元的能耗支出和20萬美 業(yè)未來投資計劃和財務(wù)指標相結(jié)合,幫助企業(yè)設(shè)立合理碳排目標,把握企業(yè)在全 元的碳稅支出,成功幫助該燃氣廠實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。 產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)所有范圍內(nèi)的減排機會。同時將低碳化轉(zhuǎn)型提升到企業(yè)的戰(zhàn)略高 預(yù)測和再平衡 測量和監(jiān)測 目標和 資產(chǎn)組合 績效管理 審計、記錄 減少、替換、 交易與 和報告 優(yōu)化和抵消 貨幣化 戰(zhàn)略 · 成熟度評估與對標 · 減排機會錨定與優(yōu)先級排序 · 碳交易戰(zhàn)略 · 排放目標設(shè)定和戰(zhàn)略,以及與公 · 使用案例定義與優(yōu)先級評估 · 目標狀態(tài)定義與差距分析 · 低碳產(chǎn)品發(fā)展戰(zhàn)略 司戰(zhàn)略的整合 · 運營模型設(shè)計 · 可持續(xù)供應(yīng)商的選擇 · 組合與資本配置策略和并購 · 范圍1/2/3排放方案的定義以及發(fā) · 勞動力重新規(guī)劃/變革管理 展路徑 · 服務(wù)與體驗(CX/EX) 能效服務(wù)設(shè)計 · 燃料能源、排放、成本和成分的分析建模 · 能效服務(wù)的營銷技術(shù)支持 · 云遷移 · 產(chǎn)量及質(zhì)量優(yōu)化的機器學(xué)習模型 數(shù)字化 · 客戶參與、轉(zhuǎn)換與提升客戶粘性的客 · 多系統(tǒng)集成 · 數(shù)據(jù)、AI和云戰(zhàn)略與評估 · 碳管理數(shù)據(jù)與系統(tǒng) · 將區(qū)塊鏈等技術(shù)用于供應(yīng)鏈透明 · 數(shù)據(jù)管理和治理 · 碳管理數(shù)字化平臺 制化體驗 · 能源管理系統(tǒng)的產(chǎn)品和UX設(shè)計 · 創(chuàng)新架構(gòu) · 后臺、風險管控等 · 減排 - 經(jīng)濟性決策流程 · 能源分析服務(wù) 運營 · 可持續(xù)發(fā)展的財務(wù)會計 · 可再生能源尋源 · 低碳供應(yīng)商尋源和采購 50