全面實現“零碳”社會，“碳中和”將如何實現？

阻止全球進一步變暖，避免造成更嚴重的后果已經成為了全人類的共同使命，而“碳中和”則是達成這一使命的必須手段，實現人類社會長期可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。

2021年全國兩會上，“碳達峰”和“碳中和”被首次寫入政府工作報告，不僅是中國，全世界越來越多的國家政府正在將“碳中和”轉化為國家戰(zhàn)略，當前全球已有 110 多個國家相繼承諾“碳中和”目標。

社會各界都早已開始行動起來，為構建未來的“零碳”社會出謀劃策。全球社會可持續(xù)發(fā)展需要“碳中和”的支撐。

那么，為什么全球主要國家都提出要實現“碳中和”？究其根本，是出于保護全球生態(tài)環(huán)境，人類經濟社會可持續(xù)發(fā)展的考量。

“碳達峰”、“碳中和”中的“碳”指的是以二氧化碳為代表的溫室氣體，而碳達峰指的是碳排放達到“峰值”后，進入平穩(wěn)下降階段；碳中和（carbon neutrality）， 則是將一定時間內，全社會直接或間接產生的溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節(jié)能減排等形式抵消，實現二氧化碳的“零排放”的過程。這是一場針對二氧化碳等溫室氣體的圍剿革命，一場從源頭、到排放、再到吸收處理甚至再利用的所有環(huán)節(jié)的多方博弈。

二氧化碳等溫室氣體對地球生態(tài)環(huán)境的影響已經無需贅言，它就像是亞馬遜叢林煽動翅膀的蝴蝶，引發(fā)了地球一系列的變化。不僅是海平面上升，氣溫升高帶來的熱能，會提供給空氣和海洋巨大的動能，更易引發(fā)大型，甚至超大型臺風、颶風、海嘯等自然災難；還有研究表明，隨著全球氣候變暖，將會使原本在夏秋季流行的傳染病流行季節(jié)變長，也會使原本局限在熱帶和亞熱帶流行的腸道傳染病、蟲媒傳染病、寄生蟲病逐漸向溫帶、甚至寒冷地區(qū)擴散。

阻止全球進一步變暖，避免造成更嚴重的后果已經成為了全人類的共同使命，而“碳中和”則是達成這一使命的必須手段，實現人類社會長期可持續(xù)發(fā)展的重要支撐。

從經濟社會可持續(xù)發(fā)展的角度來看，“碳中和”也意味著人們的生產生活方式從粗放進一步走向精細；經濟發(fā)展從根本上改變高碳發(fā)展模式，走向“低碳綠色”，由資源驅動轉變?yōu)橛煽萍简寗?，社會也將進一步向資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的轉變。

“十三五”期間，我國在應對氣候變化，綠色低碳發(fā)展方面取得了令人矚目的成就。截至2019年底，我國碳強度較2005年降低約48.1%，非化石能源占一次能源消費比重達15.3%，提前完成我國對外承諾的到2020年目標，駛入綠色低碳發(fā)展“快車道”。

政府工作報告中還指出，“十四五”期間，單位國內生產總值能耗和二氧化碳排放分別降低13.5%、18%，這就更需要統(tǒng)籌綠色低碳與高質量發(fā)展，將碳達峰、碳中和的美好藍圖化為美麗現實而不懈努力。

疏堵結合：

實現“碳中和”的必備方法

作為碳排放大戶，2019年我國排放量仍增長了3.1%（UNEP，2020），而在簽署聯(lián)合國《1.5°C商業(yè)目標承諾》的407家公司中，僅有京東物流、37互娛、鴻海精密等8家中國公司，占比不到2%，和智利并列居全球16位，我國碳中和之路任重道遠。

縱觀“碳中和”天平的兩邊，一頭是植樹造林提升大自然對二氧化碳的吸收能力；另一頭是節(jié)能減排，利用疏堵結合的方式減少人類社會的二氧化碳排放。

未來零碳中國的實現路徑是什么？國家的頂層設計早有明示，即以經濟社會發(fā)展全面綠色轉型為引領，以能源綠色低碳發(fā)展為關鍵，加快形成節(jié)約資源和保護環(huán)境的產業(yè)結構、生產方式、生活方式、空間格局，堅定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色低碳的高質量發(fā)展道路。實現“碳中和”，進入“零碳”時代，需要國家頂層設計、到企業(yè)具體執(zhí)行、個人身體力行全方位的努力與合作。

從源頭來看，“碳”就是石油、煤炭、木材等由碳元素構成的自然資源，它們的燃燒產生了二氧化碳，“碳”耗用得多，二氧化碳也制造得多，20世紀以來，隨著中國工業(yè)社會的快速發(fā)展,二氧化碳的排放量也在持續(xù)增加，當前中國產業(yè)結構偏重、能源結構偏煤?；?、建材、鋼鐵和有色四大高載能行業(yè)能源消費量占全社會的比重一直在30%左右。煤炭消費占比雖呈下降趨勢，2018年跌入60%以內，但短期內仍是我國主要能源來源。調整國家能源結構，利用水電、風能等可再生能源以及核能等清潔能源取代化石燃料能從根源上“堵住”碳的排放。

但“堵”不是“一刀切”，不能“蒙眼”瞎堵。疏通清楚每一克“碳”的來龍去脈，實現碳管理是實現“堵住”碳排放的基礎。

具體到能源行業(yè)，“碳管理”體現在對能源生產效率的精細化管理。而數字技術和能源技術創(chuàng)新融合，可以精細管理能源生產、傳輸、儲備、使用的各個環(huán)節(jié)，提升“碳”消耗效率，從而減少碳排放，進而加速中國“碳中和”建設。

能源轉型委員會（Energy Transitions Commission, ETC）與落基山研究所（RockyMountain Institute, RMI）聯(lián)合發(fā)布的《中國2050：一個全面實現現代化國家的零碳圖景》報告中提到，實現凈零排放將需要電力部門完全脫碳，需要將電力用量從2018年的僅7萬億千瓦時大幅提高到2050年的15萬億千瓦時左右。其中，大約75%的電力將來自于風能和光伏，并通過提升電網靈活性、發(fā)展儲能設施、強化需求側響應等手段實現電力供需平衡。

而在傳統(tǒng)電能生產模式下，電力生產商僅關注"瓦特流，“發(fā) - 輸 - 配 - 儲 - 用”節(jié) 點之間彼此孤立，難以協(xié)同，且全鏈路存在大量“啞設備”，導致電力生產效率低、能源效率低，依靠人工維護，運維效率低。而引入 5G、AI、大數據、IoT 等數字化技術，并將其與電力電子技術創(chuàng)新性地融合的能源數字化則能通過在網絡管理電力生產，實現全鏈路的互聯(lián)化、數字化和智能化協(xié)同，讓電力生產效率、運維效率、能源效率最大化。

數字能源不僅能在能源生產端發(fā)揮巨大的作用，在能源消費端同樣也有相當重要的作用。隨著數字世界的快速發(fā)展，電信基站、數據中心、站點數量都在激增，這也帶來了更高的電能消耗，以某運營商為例，根據未來 5 年 5G 建設計劃預測，以其傳統(tǒng)方式建設站點能源將帶來 34% 運營成本（OPEX ）增長，其中電費 是主要增長因素。而全中國數據中心僅在 2018 年的耗電量就超過 1600 億度，相當于一個大型城市全年總用電量，減少通信基礎設施、數據中心、站點的能源消耗也對減少碳排放有著重要意義。

世界多個領先的運營商、科技公司、石油企業(yè)都將實現“碳中和”作為重要的戰(zhàn)略目標。比如Vodafone、Orange提出在2040 年實現“凈零”排放，Telefonica 則為2030年；谷歌則提出在 2030 年之前，實現在全球所有數據中心和園區(qū)全天候使用無碳能源；微軟承諾到 2030年成為負碳公司。

如何降低能源消耗？加速各行各業(yè)的碳中和進程？

零碳發(fā)電、零碳站點、零碳數據中心、零碳出行、模塊電源、智慧能源云。這些解決方案也已經顯示強大的效用；比如，在光伏領域，上海地鐵龍陽路基地光伏項目，自發(fā)自用，降低用電成本，屋頂5萬多平米，年均發(fā)電340萬度，可供八節(jié)編組地鐵列車運行20萬公里，年均節(jié)約標煤約1200噸。

在站點方面，深圳謀機房改造項目，機房降本增效，免工程，每年省電19730度電，3柜替11柜，并通過綠色發(fā)電，每年減排20100千克二氧化碳，相當于每年種植856棵樹。

在數據中心方面，通過間接蒸發(fā)冷卻和智能調優(yōu)技術使PUE（Power Usage Effectiveness，是評價數據中心能源效率的指標，是數據中心消耗的所有能源與IT負載消耗的能源的比值）從傳統(tǒng)方案的1.4降低到1.2，在江蘇蘇州數據中心，采用華為方案，省備電占地 70%，供電效率提升 2%。

總結上述方案，無論是那類，都是遵循先疏通碳排放各環(huán)節(jié)的信息流，再使用各類技術及政策手段堵住多余“碳”的排放?？梢姅底只o了“碳中和”工作按上了洞察點滴的“上帝之手”。

能源數字化助力

“零碳”社會的全面實現

“零碳”社會是“碳中和”工作最終的成果，在這個社會中，人類生活生產產生的所有溫室氣體都能被大自然完全吸收，實現排放-吸收的平衡，包括零碳能源、零碳交通、零碳建筑、零碳企業(yè)、零碳家庭等多個方面。

中國的“十四五”大幕已開，“十四五”既是中國經濟增長速度換擋期、結構調整陣痛期、前期刺激政策消化期“三期疊加”的關鍵時期，也是實現碳達峰目標的關鍵時間窗口。要是“碳中和”就必須要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，工業(yè)領域要推進綠色制造，建筑領域要提升節(jié)能標準，交通領域要加快形成綠色低碳運輸方式。

這其中，無一不需要能源數字化。能源數字化能夠使得傳統(tǒng)能源“源 - 網 - 荷 - 儲”獨立建設的模式演進至統(tǒng)一架構、統(tǒng)一管理、綜合應用的一體化綜合智慧能源系統(tǒng)， 使整個能源系統(tǒng)自組網和云化智能管理，實現全鏈路的統(tǒng)籌、協(xié)調和優(yōu)化，極大提升能源利用效率，降低用能成本。并將其逐步推進到園區(qū)、家庭、數據中心、網絡、出行、工廠等細分場景的零碳化建設，充分發(fā)揮綠色產業(yè)動能優(yōu)勢。

AI、大數據、云、IoT 等數字化新技術與新能源汽車、智能出行平臺的進一步結合，使整個交通系統(tǒng)更加智能、環(huán)保、低碳；通過 AI 和大數據技術，可以使用更精準的電化學模型，提升儲能管理精度、提高儲能系統(tǒng)壽命，降低風險預測， 實現AI 自錯峰；AIoT技術融入到人們的生活當中，實現了家庭用電、用氣的可視化和自動調節(jié)，全面幫助個人養(yǎng)成“低碳生活”的習慣。

如今，越來越多的案例證明數字技術的創(chuàng)新，可以為人類社會面臨的新問題帶來新的解決方案，我們也相信，能源數字化技術最終也將促成“零碳”社會的全面實現。