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从理想到现实,“煤都”做了这么一场零碳试验

来源: 作者: 责任编辑:
2022-08-19

比尔·盖茨在《气候经济与人类未来》中断言:“那些率先建立起伟大的‘零碳’企业和伟大的‘零碳’产业的国家,将在未来几十年里引领全球经济”。

投身科技的企业家们,向来不吝啬于描摹人类未来图景的宏大想象。令人诧异的在于,在这个充满不确定性的环境里,你似乎很难找到一个为绝大多数国家、产业所接受的公约数。

有关“碳”的一切是个例外。在气候变化带来迫在眉睫的生存危机之下,这种认识被逐渐接纳:减碳是进行时,零碳是理想态。

尽管知道终点就在那,该走哪条路却仍是个谜——就像今年夏天,新能源电池内部一场围绕元素周期表的战争轮番打响,细细算完度电成本的账,跃跃欲试的投资者也只能寄希望于科技进步和商业模式创新。

“零碳”真的只是一个没有人见过的乌托邦吗?

在中国内蒙古一望无垠的高原荒漠上,一大片现代化的工厂拔地而起。当然,新建工厂并不稀奇,稀奇的是他们放弃了更靠近市场的东部,反而把厂建在胡焕庸线以西,这个在传统经济地理上并不那么亮眼的地方;稀奇的是这里在全球面临能源危机的情况下可以做到稳定、低价和绿色的能源供给;稀奇的是这里生产的产品能轻松应对欧盟碳足迹要求,不惧碳关税,出口全球。

这里是鄂尔多斯,曾经世界闻名的中国第一大“煤都”。过去的一年里,它频繁被提及的另一个称谓是黄河边的“曼彻斯特”—— 世界工业革命起源于英国,英国工业革命起源于曼彻斯特。如今的鄂尔多斯摇身一变,成为新一轮绿色工业革命中不可忽视的那股力量。

这一切都是因为鄂尔多斯做了个大胆的试验:今年4月,全球首个零碳产业园——远景鄂尔多斯零碳产业园在此落地。从破土开工到真正落地,不到一年的时间,它以超出预期的速度蓬勃发展,以新能源为主体的新型电力系统已经建成,数字化的能源和碳管理技术得以应用,千亿级新能源产业集群规模初现。

而在今年7月,我们看到首创于鄂尔多斯的零碳产业园模式已经“出口”海外:远景科技集团与西班牙政府签署战略合作协议推动西班牙碳中和进程,双方约定在西班牙建设欧洲大陆首个零碳产业园,并布局动力电池超级工厂、智能物联技术中心、绿氢工厂、智能风电装备等业务,助力西班牙构建零碳新工业体系和智能数字技术生态。西班牙首相桑切斯见证签约,中国零碳样板正在全球复制推广。

或许追问远景打造零碳产业园成功背后的原因,我们就能吹散笼罩在那个面貌模糊、不可预测的“零碳世界”周边的二氧化碳,离零碳愿景近一点,再近一点。


向煤炭致敬,向零碳进发


在去年10月首次向全球推介零碳产业园的鄂尔多斯零碳产业峰会上,远景科技集团CEO张雷发表主旨演讲时说:他想向鄂尔多斯高原地下1万亿吨煤炭致敬。

“作为一家绿色科技公司,远景一直在苦苦寻找最高效的碳封存和碳捕捉技术,研究了很久后突然明白,原来煤炭就是3亿年前最完美、最高效的碳封存技术。”张雷彼时解释这份致敬的由来时说。

事实上,零碳产业园的诞生,与鄂尔多斯的“煤城”身份也有着千丝万缕的联系。

内蒙古煤炭储量约占全国的1/6,每年大约需要33万辆燃油重卡来运输。如果能把这些燃油重卡换成换电重卡,相当于100GWh电池的需求量。更重要的是,如果它们未来全部使用绿电,可以实现每年减排3000万吨。对于正在向着“双碳”目标行进的中国,这是梦寐以求的。

今天的鄂尔多斯辖区内,两座智能重卡换电站尤为醒目,而换电重卡领域也成为了绿电消纳的重要场景之一。

远景动力执行董事、中国区总裁赵卫军告诉记者,通过智能调度,这座智能重卡换电站可以有效提高换电运营效率,为当地矿区重型卡车提供安全、迅捷的清洁能源补给,并参与电网负荷调度,实现削峰填谷、绿电消纳。

远景科技集团旗下的动力电池企业远景动力就在鄂尔多斯产业园布局了动力和储能电池工厂。这座目前北方区域单体最大的电池工厂,东西走向长达530米,一期已经投产了10GWh的动力电池与储能电池产能。

动力电池项目入驻零碳产业园背后更长久的考虑是国际碳关税的威胁。今年6月,欧盟碳边境调整机制草案修正案正式通过。根据提案,2023年至2025年为欧盟碳关税实施过渡期,进口产品无需缴纳碳关税,但进口商需每季度提交包括当季进口产品总量、产品直接和间接碳排放量等信息在内的报告。2026年起,欧盟将正式全面开征碳关税。

其中,欧盟碳关税修正案叠加《欧盟新电池法规》修订,意味着欧洲对本土动力电池产业链的管控将更加严格,并对中国动力电池产业链企业进军欧洲市场提出挑战。

这意味着中国出口到欧洲的商品成本将进一步提升,中国制造需要加速实现零碳转型,获取“绿色通行证”。

据赵卫军测算,以一个100度的电池包为例,制造阶段的碳排放大概在5吨左右,按照近期100欧元/吨的碳交易价估算,出口面临的潜在碳成本在500欧左右。

有趣的是,这对于零碳产业园的企业而言不仅“不成问题”,反倒是个机会。

零碳产业园内布局的“新型电力系统”和“零碳数字操作系统”,共同支撑了远景零碳电池智能制造的实现——新型电力系统为电池生产提供100%零碳能源供给;基于智能物联操作系统EnOS和方舟能碳管理平台打造的零碳数字认证体系,赋予了每一块电池可追踪溯源、符合各类国际标准、经过权威机构认证的“零碳绿码”,无惧碳关税,在国际上畅行无阻。

目前,园区内已入驻多家新能源头部企业,初步形成了以远景为龙头,华景、万锂泰、镕锂为配套的电池及储能产业链;以隆基为龙头的光伏产业链;以美锦国鸿、协鑫集团为龙头的氢燃料电池及绿氢设备制造产业链;以上汽红岩、捷氢科技为龙头的新能源汽车制造产业链。

伴随新能源电池、新能源装备、新能源汽车绿色新工业集群的崛起,远景鄂尔多斯零碳产业园将成为全球绿色工业革命的典范。

张雷在2022鄂尔多斯零碳峰会上表示,这场绿色工业革命不仅局限于能源领域,在第四次工业革命下,风电、光伏、储能、动力电池、电动汽车这些领域将会构建一个宏大的融合交汇系统。这个系统只有赋能新工业体系,并跟第三次工业革命中的信息和物联网技术,尤其是人工智能技术相结合,才可能让可再生能源系统更绿色、高效和稳定,才能有效推动绿色工业革命往前发展。


何以零碳


尽管缺乏国际公认的明确定义,零碳产业园的大体逻辑却不难理解——通过使用清洁能源开发和交易、工业技术改造等方式,将园区内产生的温室气体减排和抵消,园区生产运营实现净零排放。能源与工业从来都是紧密联系的一体两面。要想实现工业零碳,从供应端的能源减碳着手势在必行。远景科技集团战略高级总监张元介绍,零碳产业园中80%的电量由区域内的可再生能源发电直供,20%与电网交易,实现100%绿色零碳能源供给。无论是风电还是光伏,作为可再生能源难免逃不开“看天吃饭”的困局,工业生产却不能说停就停。为了解决这一难题,远景鄂尔多斯零碳产业园提供了两种解决方案:探索智能微网和大规模储能。

首先是基于可再生能源的新型电力系统的控制和调度。作为园区级的项目,它的构成要素和大电网的有一定差异。高比例依托风光绿电直供使得能源结构和当前依然是火电为主的网电不一样,同时下游的用户数量相对电网用户少,意味着负荷平衡空间更有限。因此必须通过精确地预测风光功率,建立园区内合理的电力市场交易机制激活需求侧管理,同时积极同大电网的做好互动,优化电力潮流管理来实现,而这些都需要把这一套不断迭代优化的算法集成在新型电力系统中。

其次是大规模储能。不单是某一种,而是集成多种储能方式。电化学储能在现在的技术和价格范围内,只能做到4小时储能。园区既保留20%电量和电网的交互,同时还在探索集成更长时间的储能,例如液态空气的储能,可以实现天级、甚至周级的储能。

“新型电力系统是要解决三个核心问题的平衡,第一个问题是要做到高比例的绿色能源,第二要保持电网的稳定,第三要实现电价是有竞争优势的。这三件事是在一个不断平衡的过程中。”张元扼要指出难点所在。

事实上,这种难以达成的平衡已经在零碳产业园近乎实现了。除了实现能源稳定、绿色以外,远景零碳产业园中的电价,比内蒙古工商业电价还低了20%。

在过去的中国工业体系中,由于电价相对低廉而稳定,电力成本问题并未被广泛深入考虑。但是这种情况正在发生变化,今年全部工商业企业购买电力,告别了沿用多年的政府目录电价,采用随煤电上网电价上下浮动的市场化电价,叠加下游需求疲软价格传导不畅,企业不得不思考降本增效的应对策略。

远景智能零碳产品首席科学家邱林认为,零碳产业园本质上其实上是绿电就地消纳,这将进一步提高绿电的经济效益,降低企业的能耗成本。

不过,要与当地电网构建起一套新型电力系统并不容易,需要得到当地在政策创新方面的支持。张元表示,内蒙古自治区践行“生态优先、绿色发展”理念,推出了一系列政策的先试先行。


“咬定青山不放松”


只要到过鄂尔多斯零碳产业园参观的人,就会笃信,这场规模巨大的零碳试验绝对是一场企业和政府、资本技术和体制机制的“双向奔赴”。“建设零碳产业园没有先例、没有参考,我们只能摸索着前行。”鄂尔多斯伊金霍洛旗人民政府副旗长杜彦斌在2022年鄂尔多斯零碳产业峰会上坦言,面对不同声音和重重挑战,政府以“咬定青山不放松”的韧劲和“不达目标不回头”的决心紧抓快上新能源项目,这才形成了“风光氢储车”全产业链集聚成势,零碳产业园建设势头竞相迸发。为了做好“后援团”,各层级政府均成立了零碳产业园建设工作专班,涵盖了所有涉及的职能部门和企业,建立了纵向到底、横向到边的沟通协作机制。通过密切调度解决问题、交流意见、凝聚共识,形成了政府搭台、企业唱戏、产业牵线的良好格局,为零碳产业园尽早建成注入强大信心和不竭动力。“自治区对我们零碳产业园高度重视,专门成立了专班,在审批流程方面,政府做了大量的优化和精简,使得我们产业园落地的速度非常快,同时在鄂尔多斯周边有大量的风光资源、产业基础适合做零碳产业园,这些都是我们选择一起做零碳产业园的因素。” 远景零碳业务产品总监顾理旻说。上到自治区,下至开发区,无一不支持。为了抢占装备制造业发展制高点,近年来,内蒙古加大顶层设计力度,重磅推出多份政策性文件,全力推动装备制造业向高端化、集群化、规模化发展。从《内蒙古自治区现代装备制造产业发展规划(2013—2020)》到《关于进一步支持现代装备制造业加快发展的若干意见》,再到《内蒙古自治区新能源装备制造业高质量发展实施方案(2021—2025年)》,思路逐渐清晰,方向更加明确,措施愈发具体。“努力把内蒙古建设成为我国现代装备制造产业基地”,正在从愿景付诸实践。至今,狠抓项目的成绩已经初显:零碳产业园建设的脉络愈加清晰,“1+2+5+8”创新示范体系实现零碳构想的实践逐步实施:大规模风光储项目计划年内并网,新能源规划已编制完成待审批,内蒙古自治区《绿色电力应用评价方法》标准已正式发布,“零碳产业园建设规范”标准即将正式发布,八大创新示范正在培育。远景也从未遮掩向全球推广零碳产业园的雄心。张雷表示,未来,远景的使命就是要让零碳产业园——这个中国的原创产品、原创标准走向全球,能够同更多的伙伴成为绿色工业革命重要的推动者。到2030年,远景将携手合作伙伴,建成100个零碳产业园,实现全球每年10亿吨的碳减排。从试验到推广,从鄂尔多斯到全球,这个看似宏大而遥远的目标,正在一步步变成现实。

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