低碳產業

低碳產業

低碳產業”是以低能耗低污染為基礎的產業。在全球氣候變化的背景下,“低碳經濟”、“低碳技術”日益受到世界各國的關注。低碳技術涉及電力、交通、建築、冶金、化工、石化等部門以及在可再生能源及新能源、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發、二氧化碳捕獲與埋存等領域開發的有效控制溫室氣體排放的新技術。

基本介紹

  • 中文名:低碳產業
  • 性質:以低能耗低污染為基礎的產業
  • 主要特徵:低能耗、低污染、低排碳
  • 概念碳排放量最小化或無碳化
  • 呈現時間:2009年
  • 提出地點哥本哈根
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低碳產業介紹

對低碳產業還沒有明確的定義,根據多位學者的闡述和自己的觀點,總結出低碳產業概念是:指在生產、消費的過程中,碳排放量最小化或無碳化的產業。低碳產業是以低能耗、低污染、低排碳為主要特徵。

背景

隨著世界工業經濟的發展、人口的劇增、人類欲望的無限上升和生產生活方式的無節制,二氧化碳排放量愈來愈大,地球臭氧層正遭受前所未有的危機。氣溫升高、冰川融化、極端氣候災害增加、生態系統退化、自然災害頻發,深度觸及了農業和糧食安全、水資源安全、能源安全、生態安全和公共衛生安全,將直接威脅到人類的生存和發展。“高能耗、高污染”經濟模式和生活方式正在成為地球和人類自身的殺手,低碳型經濟發展模式成為人類的必然選擇。走低碳產業道路,是人類與自然和諧相處的需要,是保護地球的需要,也是人類持續發展的需要、更是人類自身生存發展的需要。“低碳經濟”將是世界經濟的一次重要轉型,是一次重要的世界經濟革命,無論是從國內而言,還是從全球而言,低碳產業將成為各國經濟長遠發展的戰略選擇。同時它也有著巨大的經濟、環境、社會效益。

低碳化

全球低碳化掀起的第四次浪潮正在加速來臨。在人類發展進程中,世界文明先後經歷了三次浪潮,每次浪潮都有不同的內涵和特點。第一次浪潮是農業文明,實現人類農耕文明的興起,帶動農業的輝煌發展;第二次浪潮是工業文明,由農業文明向工業文明轉變,帶來工業化的飛速發展;第三次浪潮是信息化,引領信息化改革,全球進入知識經濟時代。繼工業化、信息化浪潮之後,世界將迎來第四次浪潮,即低碳化浪潮。
走向低碳化時代是大勢所趨。一直以來,人類對碳基能源的依賴,導致CO2排放過度,帶來溫室效應,對全球環境、經濟,乃至人類社會都產生巨大影響,嚴重危及人類生存,這比經濟危機更為可怕。解決世界氣候和環境問題,低碳化是一條根本途徑,也是人類發展的必由之路。 低碳化是一項系統工程,必須從經濟和社會的整體出發,努力構建低碳化發展新體系,著重在七個方面實現“低碳化”。

能源低碳化

能源低碳化就是要發展對環境、氣候影響較小的低碳替代能源。低碳能源主要有兩大類:一類是清潔能源,如核電、天然氣等;一類是可再生能源,如風能、太陽能、生物質能等。核能作為新型能源,具有高效、無污染等特點,是一種清潔優質的能源。天然氣是低碳能源,燃燒後無廢渣、廢水產生,具有使用安全、熱值高、潔淨等優勢。可再生能源是可以永續利用的能源資源,對環境的污染和溫室氣體排放遠低於化石能源,甚至可以實現零排放。特別是利用風能和太陽能發電,完全沒有碳排放。利用生物質能源中的秸稈燃料發電,農作物可以重新吸收碳排放,具有“碳中和”效應。
開發利用可再生新能源是保護環境、應對氣候變化的重要措施。中國可再生能源資源豐富,具有大規模開發的資源條件和技術潛力。要集中力量,大力發展風能、核能、太陽能、生物能等新能源,最佳化能源結構,推進能源低碳化

交通低碳化

當今交通領域的能源消費比30年前翻了一倍,其排放的污染物和溫室氣體占到全社會排放總量的30%。面對不斷惡化的氣候和環境,交通運輸領域必須轉變發展方式,實施交通低碳化是必然趨勢。中國在實行交通低碳化中,發展新能源汽車和電氣軌道交通現已成為發展交通的新亮點。
積極發展新能源汽車是交通低碳化的重要途徑。新能源汽車主要包括混合動力汽車、純電動汽車、氫能和燃料電池汽車、乙醇燃料汽車、生物柴油汽車、天然氣汽車、二甲醚汽車等類型。努力發展電氣軌道交通是交通低碳化的又一重要途徑。電氣軌道交通是以電氣為動力,以軌道為走行線路的客運交通工具,已成為理想的低碳運輸方式。城市電氣軌道交通分為城市電氣鐵道、地下鐵道、單軌、導向軌、輕軌、有軌電車等多種形式。

建築低碳化

世界各國建築能耗中排放的CO2約占全球排放總量的30%—40%。中國作為當今世界的第一建設大國,十分重視推廣太陽能建築和節能建築,積極推進建築低碳化進程。
太陽能建築主要是利用太陽能代替常規能源,通過太陽能熱水器和光伏陽光屋頂等途徑,為建築物和居民提供採暖、熱水、空調、照明、通風、動力等一系列功能。太陽能建築的設計思想是利用太陽能實現“零能耗”,建築物所需的全部能源供應均來自太陽能,常規能源消耗為零。綠色設計理念對太陽能建築來說尤為重要,建築應該從設計開始就將太陽能系統考慮為建築不可分割的一個組成部分,將太陽能外露部件與建築立面進行有機結合,實現太陽能與建築材料一體化。
建築節能是在建築規劃、設計、建造和使用過程中,通過可再生能源的套用、自然通風采光的設計、新型建築保溫材料的使用、智慧型控制等降低建築能源消耗,合理、有效地利用能源的活動。建築節能要在設計上引入低碳理念,選用隔熱保溫的建築材料、合理設計通風和採光系統、選用節能型取暖和製冷系統,等等。

農業低碳化

中國一直重視農業的基礎地位,在實施農業低碳化中主要強調植樹造林、節水農業、有機農業等方面。
植樹造林是農業低碳化最簡易、最有效的途徑。據科學測定,一畝茂密的森林,一般每天可吸收二氧化碳67公斤,放出氧氣49公斤,可供65人一天的需要。要大力植樹造林,重視培育林地,特別是營造生物質能源林,在吸碳排污、改善生態的同時,創造更多的社會效益。
節水農業是提高用水有效性的農業,也是水、土作物資源綜合開發利用的系統工程,通過水資源時空調節、充分利用自然降水、高效利用灌溉水,以及提高植物自身水分利用效率等諸多方面,有效提高水資源利用率和生產效益。
有機農業以生態環境保護和安全農產品生產為主要目的,大幅度地減少化肥和農藥使用量,減輕農業發展中的碳含量。通過使用糞肥、堆肥或有機肥替代化肥,提高土壤有機質含量;採用秸稈還田增加土壤養分,提高土壤保墒條件,提高土壤生產力;利用生物之間的相生相剋關係防治病蟲害,減少農藥、特別是高殘留農藥的使用量。有機農業已成為新型農業的發展方向。

工業低碳化

工業低碳化是建立低碳化發展體系的核心內容,是全社會循環經濟發展的重點。工業低碳化主要是發展節能工業,重視綠色製造,鼓勵循環經濟。
節能工業包括工業結構節能、工業技術節能和工業管理節能三個方向。通過調整產業結構,促使工業結構朝著節能降碳的方向發展。著力加強管理,提高能源利用效率,減少污染排放。主攻技術節能,研發節能材料,改造和淘汰落後產能,快速有效地實現工業節能減排目標。
綠色製造是綜合考慮環境影響和資源效益的現代化製造模式,其目標是使產品從設計、製造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個產品生命周期中,對環境的影響最小,資源利用率最高,從而使企業經濟效益和社會效益協調最佳化。
工業低碳化必須發展循環經濟。工業循環經濟,一要在生產過程中,物質和能量在各個生產企業和環節之間進行循環、多級利用,減少資源浪費,做到污染“零排放”。二要進行“廢料”的再利用。充分利用每一個生產環節的廢料,把它作為下一個生產環節的或另一部門的原料,以實現物質的循環使用和再利用。三要使產品與服務非物質化。產品與服務的非物質化是指用同樣的物質或更少的物質獲得更多的產品與服務,提高資源的利用率。

服務低碳化

中國服務業的發展必須走低碳化道路,著力發展綠色服務、低碳物流和智慧型信息化。
綠色服務,是有利於保護生態環境,節約資源和能源的、無污、無害、無毒的、有益於人類健康的服務。綠色服務要求企業在經營管理中根據可持續發展戰略的要求,充分考慮自然環境的保護和人類的身心健康,從服務流程的服務設計、服務耗材、服務產品、服務行銷、服務消費等各個環節著手節約資源和能源、防污、降排和減污,以達到企業的經濟效益和環保效益的有機統一。
物流業是現代服務業的重要組成部分,同時也是碳排放的大戶。低碳物流要實現物流業與低碳經濟的互動支持,通過整合資源、最佳化流程、施行標準化等實現節能減排,先進的物流方式可以支持低碳經濟下的生產方式,低碳經濟需要現代物流的支撐。
智慧型信息化是發展現代服務業的必然要求,同時也是有效的服務低碳化途徑。通過服務智慧型信息化,可以降低服務過程中對有形資源的依賴,將部分有形服務產品,採用智慧型信息化手段轉變為軟體等形式,進一步減少服務對生態環境的影響。

消費低碳化

低碳化是一種全新的經濟發展模式,同時也是一種新型的生活消費方式,實行消費的低碳化。消費低碳化要從綠色消費、綠色包裝、回收再利用三個方面進行消費引導。
綠色消費也稱可持續消費,是一種以適度節制消費,避免或減少對環境的破壞,崇尚自然和保護生態等為特徵的新型消費行為和過程。要通過綠色消費引導,使消費者形成良好的消費習慣,接受消費低碳化,支持循環消費,倡導節約消費,實現消費方式的轉型與可持續發展。
綠色包裝是能夠循環再生再利用或者能夠在自然環境中降解的適度的包裝。綠色包裝要求包裝材料和包裝產品在整個生產和使用的過程中對人類和環境不產生危害,主要包括:適度包裝,在不影響性能的情況下所用材料最少;易於回收和再循環;包裝廢棄物的處理不對環境和人類造成危害。
消費環節必須注重回收利用。在消費過程中應當選用可回收、可再利用、對環境友好的產品,包括可降解塑膠、再生紙以及採用循環使用零部件的機器等。對消費使用過可回收利用的產品,如汽車、家用電器等,要修舊利廢,重複使用和再生利用。

產業革命

黨的十七大以來,黨中央、國務院一再要求各地轉變經濟發展方式。黨中央多位領導人在多種不同場合提出加快轉變“經濟發展方式”。這裡的轉變經濟發展方式主要是發展節能減排的經濟道路,而走低碳產業化道路是其主要的產業選擇。2010年3月5日,在十一屆人大三次會議上,國務院總理在政府工作報告中以“刻不容緩”來形容轉變經濟發展方式的緊迫性,既說明發展“低碳產業”的緊迫性,又說明發展“低碳產業”的重要性。
在2010年兩會上,生態環保、可持續發展成為兩會的主題,全國政協"一號提案"內容就是談低碳環保戰略性新興產業,搶占經濟科技制高點,決定國家的未來,必須抓住機遇,明確重點,有所作為。要大力發展新能源、新材料、節能環保、生物醫藥、信息網路和高端製造產業
同時指出要打好節能減排攻堅戰和持久戰;要大力開發低碳技術,推廣高效節能技術,積極發展新能源和可再生能源建設。
這都為2010年中國經濟發展的"低碳之路"指明了方向。
2009年哥本哈根氣候變化會議的召開,以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式--"低碳經濟"呈現在世界人民面前,發展"低碳經濟"已成為世界各國的共識,倡導低碳消費也已成為世界人民新的生活方式。
世界各發達經濟體都把發展低碳經濟,把發展新能源、新的汽車動力、清潔能源、生物產業等作為走出國際金融危機新的增長點。歐巴馬上任之後就在美國國內積極推動氣候立法,令眾議院通過了《清潔能源安全法案》(ACES)。歐盟提出在2013年前投資1050億歐元,用於環保項目和相關就業,支持歐盟區的綠色產業,保持其在綠色技術領域的世界領先地位。英國在2009年7月公布的低碳轉型規劃中,明確提出企業要最大限度地抓住低碳經濟這一發展機遇,在經濟轉型中確保總體經濟資源和利益的公平分配。日本則制定了"最優生產、最優消費、最少廢棄"的經濟發展戰略。
由此不難看出,低碳經濟將逐步成為全球意識形態和國際主流價值觀,低碳經濟以其獨特的優勢和巨大的市場已經成為世界經濟發展的熱點。一場以低碳經濟為核心的產業革命已經出現,低碳經濟不但是未來世界經濟發展結構的大方向,更已成為全球經濟新的支柱之一,也是我國占據世界經濟競爭制高點的關鍵。
隨著我國經濟實力的迅速提高,對世界經濟的影響明顯增強,越來越多的目光投向中國,國際社會要求中國承擔"大國責任"的呼聲日盛。我國在低碳經濟時代大國責任,重要的體現在減排與發展低碳產業方面。
2009年9月,胡錦濤主席在聯合國氣候變化峰會上承諾,"中國將進一步把應對氣候變化納入經濟社會發展規劃,並繼續採取強有力的措施。一是加強節能、提高能效工作,爭取到2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年有顯著下降。二是大力發展可再生能源和核能,爭取到2020年非化石能源占一次能源消費比重達到15%左右。三是大力增加森林碳匯,爭取到2020年森林面積比2005年增加4000萬公頃,森林蓄積量比2005年增加13億立方米。四是大力發展綠色經濟,積極發展低碳經濟和循環經濟,研發和推廣氣候友好技術。"
這個承諾,充分反映出作為一個發展中大國的國際責任,作為能源消耗和生產大國,這一承諾無疑為我國未來的發展敲定了經濟的發展方向--低碳經濟,但同時也給中國企業的發展帶來了新的挑戰。
但是,需要看到的是,在我國,由於低碳技術涉及電力、交通、建築、冶金、化工、石化等部門以及在可再生能源及新能源、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發、二氧化碳捕獲與埋存等領域,幾乎涵蓋了GDP的支柱產業。而我國正處於工業化、城市化、現代化快速發展階段,重化工業發展迅速,大規模基礎設施建設不可能停止,能源需求的快速增長也一時難以改變。
因此,能源結構的調整、產業結構的調整以及技術的革新就成為未來一段時間我過經濟發展重點問題。國家也勢必將出台一系列扶植政策,以繼續加快淘汰落後產能、遏制高耗能、高排放行業過快增長,推動重點領域節能減排,同時逐步在稅收、財政等方面加大對低碳經濟的支持力度。
在即將出台的戰略性新興產業振興規劃中,資源能耗低也是關鍵的選擇條件,已經將新能源、節能環保、電動汽車、新材料、新醫藥、生物育種和信息產業作為未來的戰略性產業,給予重點扶持。企業需要做好一切準備迎接這一變化,將低碳經濟納入戰略規劃。
做好低碳經濟規劃在未來將關乎企業的生死存亡,企業如果期望在此次轉型契機中獲得先機,就必須現在開始重新審視自己的定位和發展戰略。
發展低碳經濟是企業義不容辭的責任,也將給企業帶來巨大的商機和廣闊的發展前景。根據滙豐(HSBC)的一項研究顯示,2008年,全球氣候變化行業中的上市企業(包括可再生能源發電、核能、能源管理、水處理和垃圾處理企業)的營業總額達到了5340億美元,超過了5300億美元的航天與國防業的營業總額。
儘管全球出現了經濟衰退,但低碳行業2008年的收入仍大幅增長了75%。這一增長速度更超過了《斯特恩報告》(Stern Report)中的預測。這份里程碑式的報告預測到2050年時,低碳商品和服務行業的年收入將達5000億美元。
在《2009年胡潤低碳財富榜》上,低碳榜上榜人數達20人,低碳經濟財富效應已經顯現。
企業在發展低碳經濟、應對氣候變化中扮演著極其重要的角色,發揮著不同於政府和民眾的作用。低碳技術涉及電力、交通、建築、冶金、化工、石化等多個行業,包括可再生能源及新能源、煤的清潔高效利用、油氣資源和煤層氣的勘探開發、二氧化碳捕獲與埋存等領域開發的有效控制溫室氣體排放的新技術。企業應關注國家氣候方面的政策,並在"低碳經濟"方面進行戰略性投資。要大量套用減少排放的技術,同時跟蹤國際制度、國內政策的發展,並對可能制定的制度超前部署。
氣候變化和經濟危機為中國的跨越式發展提供了難得的契機,我國將通過轉變增長方式、調整產業結構、落實節能減排目標,在發展和低碳中找到最佳的平衡點。2010年,在中國低碳經濟之路上,企業須未雨綢繆,積極準備,以迎接未來更大的挑戰。(作者:楊金貴,現任中國國際經濟合作學會中國企業走出去研究中心常務副主任、兼跨國商務精英俱樂部秘書長、跨國線上總策劃、《世界傑出華人與商業文化》副主編、《中國國際經濟合作年鑑》編委、高級商務策劃師。)

低碳陰謀

隨著低碳話題越來越熱,國內的有識之士開始發現,低碳是已開發國家打壓開發中國家的陰謀。隨著低碳問題日益成為熱點,越來越多的人開始關注低碳,但是同時也出現了關於低碳的爭議。越來越多的反對聲音告訴我們,低碳問題存在著巨大爭議。隨著氣候門事件的爆發,聯合國IPCC的科學家私自篡改數據以迎合全球變暖的事實令全世界震驚。國內的許多學者也相繼表示:全球變暖存在巨大爭議,低碳不等於環保! 許多文章和書籍(例如《以碳之名》)更是系統的揭露了低碳騙局的前前後後。甚至有反對派把低碳說成了一種原教旨主義的歇斯底里。
當然,環境問題與人們的生活息息相關,這裡為二氧化碳申冤並不是縱容人們破壞環境,比起那些以碳之名的做秀,我們更應該將精力投入到那些真正需要我們治理的環境問題中去。希望我們中文百科能夠喚醒大眾勇於追求真相的懷疑精神,喚醒國內的主流媒體——不要再盲目跟風,我們需要獨立思考。

注意問題

綠色環保一直是產業發展的方向,這個方向並不是因為低碳概念的興起而剛剛產生,任何一個新概念的提出都意味著新商機的誕生。然而,不能不引起注意的是,概念到現實總是需要一個實現的過程,如今在面對低碳經濟發展過程中出現的一些問題,卻不能不引起我們的關注。
留意外貿出口中的綠色貿易壁壘
所謂“綠色貿易壁壘”,是指通過制定嚴格的強制性的技術標準,用以限制不符合能耗、環保標準的產品進口,這對國際貿易在客觀上形成了一種技術壁壘。WTO在《技術性貿易壁壘協定》的前言中規定“不能阻止任何成員方按其認為合適的水平採取諸如保護人類和動植物的生命與健康以及保護環境所必須的措施”。因此,已開發國家採取的嚴格的綠色貿易壁壘措施,是無可爭辯的。我國也頻頻遭遇國際綠色貿易壁壘的圍堵。有專家指出,綠色貿易壁壘已經成為了匯率之後影響外貿的第二大因素。
隨著世界範圍內低碳概念的提出,不符合綠色低碳理念的產品必然要遭到淘汰。而我國的產品出口仍大量依賴產品的初級加工,客觀上,對我國外貿出口構成了一定影響。但是,綠色貿易壁壘有別於關稅壁壘,是把雙刃劍。雖然綠色貿易壁壘是在已開發國家與開發中國家處於經濟與科技存在巨大反差的背景下施行的,具有隱蔽性、歧視性的特點,並將對以加工製造為主的中國企業造成一定的影響,但在一定程度上也將推動企業加強產業升級改造,推動企業科技研發上的投入,實際上這也是企業參與國際競爭的必然趨勢。
低碳經濟”是未來經濟發展的必然趨勢,這對以勞動密集型企業為主,以加工製造為主體的我國中小企業帶來了巨大的挑戰。為此,我國中小企業應當未雨綢繆,加強科技研發能力,提升產品國際競爭水平,以贏得未來經濟發展的先機。
杜絕產業轉移掩護下的“污染轉移”
在改革開放初期,一些地方盲目追求招商引資帶來的稅收,卻忽視了對環境的保護。我們一邊在享受著外商投資企業加速中國經濟發展的同時,也不得不去面對那些高污染、高耗能企業對中國環境造成的巨大破壞。
如今,中國內地再次吹響了產業轉移的號角,不能不引起我們注意的是,要謹防產業轉移成為污染轉移的藉口。地方經濟發展固然重要,但是不能不因為眼前經濟利益、個人政績考慮,而忽視了對污染的把控,破壞當地環境。此舉不但不會促進地方經濟成長,相反會因環境破壞,制約地方經濟可持續發展。
如果產業轉移僅僅是把高污染高排放企業,從發達地區轉移至落後地區,此舉雖然從短期來看解決了地方招商引資問題和沿海地區的產業升級、淘汰落後高耗能企業的安置問題,但其實只是把高碳從左手交到了右手,沒有任何實際意義。
謹防以發展低碳經濟帶來負效果
發展低碳、淘汰過剩產能有可能影響我國經濟發展速度,一部分企業關停並轉將會增加就業壓力,並由此可能造成一定的經濟動盪。因此我們必須處理髮展與穩定的關係,有計畫、有步驟的實施低碳策略,且不可一擁而上、一蹴而就。
隨著經濟的增長,中國的能源消耗總量可能還會相對增加,但是這種增加還是一種合理的增加,二氧化碳排放還會有所增加。中國正處在工業化、城鎮化加快發展的關鍵階段,還不能脫離高碳發展的模式,而工業生產技術水平落後,又加重了中國經濟的高碳特徵。低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟發展模式,技術創新是低碳經濟的核心,企業應加強技術創新力量,加強自主研發能力,使得產品更加符合“低碳時代”要求。
不要誤判低碳經濟發展概念
低碳經濟不單純指某個行業的低碳發展,更是產業上下游的低碳協調發展,如果把下游的耗能轉移到上游,還能算是發展低碳嗎?北京國際汽車展上,各大廠商都迎合著潮流打出了低碳、環保的電動汽車牌,仿佛誰若是沒有兩個電動汽車產品便就會被市場淘汰一樣。各大媒體也將焦點對準了電動汽車,一時間,仿佛不買電動汽車便構成了低碳經濟的絆腳石,事實上真的如此嗎?
眾所周知,電動汽車的最大特點是能源替代。誠然石油的消耗與二氧化碳的排放有著密不可分的關係,然而,電動汽車就真的能降低碳排放嗎?
中國80%的二氧化碳排放來自燃煤,超過50%的煤炭消費用於火力發電,而同時,火力發電量占到總發電量的70%以上。加之目前我國煤炭發電平均效率只有35%,在這樣的情況下,發展電動汽車,無異於增加電力消耗,同時也就意味著增加碳排放量。隨著我國城鎮化、工業化步伐的加快,電力資源將更為緊張。而在風能、核能發電尚在發展階段的我國而言,大力發展電動汽車,勢必將增加能源供需緊張形勢,相反不利於低碳產業的發展布局。
對於政府來說,在不遺餘力地支持電動汽車發展、支持相關企業開發新產品的同時,更需要解決源頭問題。以電動汽車為例,用煤炭替換石油的作為並不可取,電動汽車成為低碳經濟時代先鋒的前提是解決電力資源問題,否則,前景並不樂觀。
當心低碳高“炒作”而低行動
自兩會開始,“低碳”字眼頻頻出現於各大媒體的醒目位置。就在這個時候,企業和地方政府也迅速完成了由“高碳”向“低碳”的角色轉變,甚至於某些房地產開發企業都打起了“低碳”的旗號,這與中國人的政治敏感度息息相關。但同時,不能引起注意的是,部分地方政府與企業將低碳作為“炒作”的手段,原來的產品,貼上低碳的標籤,便號稱低碳經濟,這只是自欺欺人罷了。中國人善於炒作概念,這大概是因為漢語的辭彙太過豐富。有些傳統我們必須傳承,有些傳統我們必須摒棄。(中國國際經濟合作學會楊金貴)

產業技術

碳捕集與封存(CCS)技術
自然碳捕獲:海水、綠色植被都是蓄碳池體系的組成部分,現今地球的海水裡充滿了遠古時代的碳,其總量大約有35萬億噸。而經過數千萬年的時間,地球上的原始森林也吸進了數萬億噸的二氧化碳。被植物所捕獲到的大多數二氧化碳經過數十億年的時間,都演變成更加固定的地質形態,包括石灰石、頁岩,也包括煤炭、石油和天然氣等碳氫化合物。直到大約500年前,這種自然碳捕獲的過程都進行得十分順利。碳的循環在當時達到了一定的平衡:腐爛的植物或者火焰每排放一個二氧化碳分子,森林或海洋就會重新吸收一個同樣的分子。空氣中的二氧化碳濃度為百萬分之二百七十。然而,從公元1500年開始,這種平衡被逐漸打亂。由於農業的發展和對木材的需要耗盡了森林,地球吸進碳的能力逐步下降。更為重要的是,對能源需求貪得無厭的工業革命引發了碳氫化合物燃燒量的驟增,從而扭轉了數億年來碳儲存的平衡。從18世紀末以來,人為的二氧化碳排放量已經從微不足道的每年1億噸上升到每年63億噸,大約比生物圈所能吸收的量多了一倍。由於每年進入大氣層中的碳量比被捕獲的碳量多出32億噸左右,所以大氣層中碳的聚集量開始上升,增加到了百萬分之三百八十以上。
在這種背景下,人類開始了人為碳捕獲與封存技術的嘗試。
碳捕集與封存(簡稱CCS)是指將大型發電廠、鋼鐵廠、化工廠等排放源產生的二氧化碳收集起來,用各種方法儲存以避免其排放到大氣中的一種技術。它包括二氧化碳捕集、運輸以及封存三個環節,可以使單位發電碳排放減少85%至90%。對於中國來說,解決煤炭污染問題是非常重要的。中國的煤炭資源豐富,也是煤炭使用大國。但眾所周知,煤炭造成的污染破壞也是很嚴重的。如果不解決煤炭產生大量二氧化硫、二氧化碳排放的問題,中國的環境污染問題就難以得到解決。同時,隨著世界對全球氣候變暖問題越來越關注,中國因此承受的國際壓力也會越來越大。因此,中國應及早自行開發碳捕捉及封存技術。如果不及早自行開發清潔煤炭技術,中國今後還將被迫去購買美國或別國的相關技術,處境會相當被動。碳捕捉及封存技術是將煤電廠釋放的二氧化碳捕獲,經過壓縮,然後埋入岩層或海底,達到減少80-90%碳排放的目的。套用碳捕捉及封存技術將使煤電成本增加21-91%。如果能將捕獲的二氧化碳加以利用,比如注入油田以增加石油的產量,成本就可能降低。第一家套用碳捕捉及封存技術的試驗性煤電廠在德國建成。運行情況還不清楚。
捕集二氧化碳可達食用程度
夏天,在熱浪烘烤之下,喝上一杯冰鎮的碳酸飲料,感覺從里爽到外。為什麼碳酸飲料有如此功效?這是因為碳酸飲料里含有大量二氧化碳,遇熱易揮發,碳酸飲料進入體內遇“高溫”,使二氧化碳迅速從口腔中逃逸出來,帶走了部分熱量,使人頓感消暑解渴。也許人們還不知道,北京部分碳酸飲料中添加的二氧化碳,來自一項備受關注的技術——碳捕集和封存,這項新技術事關人類面臨的重大挑戰——“全球氣候變暖”,該技術對減少溫室氣體排放具有深遠的意義,將為人類減緩氣候變暖帶來希望。北京高碑店熱電廠二氧化碳捕集試驗裝置,是我國首個燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集示範工程,在2008年7月北京奧運會之前建成投產,預計年回收二氧化碳能力可達3000噸。煙氣二氧化碳捕集技術工作原理,就是讓電廠排放出來的氣體,通過可以吸收二氧化碳氣體的化學物質,對煙氣中二氧化碳進行捕獲,該項技術的二氧化碳回收率可以超過85%,對於減少現有電站的二氧化碳排放具有重要意義。從高碑店熱電廠二氧化碳捕集試驗裝置里捕集出的二氧化碳,精製以後可以達到食用的程度,就是99.9%至99.99%的程度,截至2009年春節,二氧化碳捕集系統運行穩定,銷售食品級二氧化碳已超過800萬噸。
如何科學利用二氧化碳
要減少一種物質對人類的危害,最好的辦法就是科學利用。二氧化碳其實也有兩面性。一方面會產生溫室效應;另一方面也會對人類有利,比如說用作植物氣肥和果蔬保鮮劑。還可作為某些滅火器的原料,工業上可制純鹼、尿素、汽水等,二氧化碳的成品乾冰可作製冷劑,保藏容易變壞的食物,還可用於人工降雨。另外在溫室栽培中,常用二氧化碳作為肥料。全球二氧化碳工業利用量大約是每年1至1.5億噸。美國是世界上最大的二氧化碳生產國和消費國,生產能力每年約1000萬噸。中國有二氧化碳生產企業 100家左右,生產能力是每年200至250萬噸,而一個幾十萬千瓦的燃煤電廠,一年能捕獲二氧化碳100至200萬噸,同中國企業生產的二氧化碳的總量是差不多的,人類對二氧化碳的消費量是非常有限的,因此人類面臨一個問題是,由於過度地使用化石原料造成了二氧化碳過多,而人類無法消費多出的龐大的那部分,所以造成了一系列氣候和生態問題。
徹底做法是把多餘二氧化碳封存
如何處置多出來的二氧化碳,一個“異想天開”的解決方案出台了:把人類排放的二氧化碳氣體捕捉並集中起來,深埋于海底或地下,徹底解決因溫室氣體而引發的全球氣候變暖威脅。
[1]、地質封存:
向即將耗竭的油氣儲層和不可開採的甲烷煤層注入二氧化碳是一種“增值”的埋存方式,試驗研究表明,注入2倍體積的二氧化碳,可以驅替一倍體積的甲烷氣體,世界上有70個油田通過注入二氧化碳來提高石油回採率,是一種非常有前景的碳埋存技術。
[2]、深海封存:
深海封存是指把二氧化碳注入深海中以進行長時間的存儲,大部分二氧化碳在深海中將與大氣隔離若干世紀,深海封存在全世界還未被真正採用,也未開展試點示範,仍處於研究階段。二氧化碳封存面臨的科學疑問是,將巨量的二氧化碳儲存到地下或深海,是否有可能逃逸出去?令人樂觀的是二氧化碳並不需要被永久封存,封存的時間只要保證自然界中碳循環將大氣中的二氧化碳降到工業化之前的水平即可,從目前來看,人類的科技發展應該可以做到。
中國在碳捕獲與封存相關案例
中國在碳捕獲與封存方面積極與澳大利亞、英國等技術已開發國家合作,積極發展碳捕獲與儲存的試點項目。2008年7月,中國華能集團與澳大利亞聯邦科學工業研究組織(CSIRO)正式宣布在北京成立的燃煤電廠二氧化碳捕集示範工程建成投產。這項由華能控股的西安熱工研究院設計完成的華能北京熱電廠二氧化碳捕集示範工程,坐落於北京郊區,是中國首個燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集示範工程,預計其年回收二氧化碳能力可達為3000噸。前面提到的高碑店熱電廠位於北京市東郊高碑店,是由北京國際電力開發投資公司與華能國際電力開發公司共同出資建設。
2009年3月,神華集團表示其正在研究利用碳捕獲和封存技術減少煤制油項目的二氧化碳排放,正在進行示範項目的研究、開發和評估工作。這一為神華集團位於鄂爾多斯100萬噸直接煤制油示範項目配套的工程,將大大減少生產過程中二氧化碳的排放,以實現煤的清潔利用。研究表明,利用現代煤直接液化工藝,每生產一噸成品油,大概需要排放約3噸左右的二氧化碳,其中大部分純度很高,捕集的成本相對較低。
建築節能:建築智慧型化的發展方向
中國能源消耗處於全球前列,而建築能耗更是占社會總能耗的25%。在“十一五”規劃目標中,建築行業要完成節能達1.01億噸標準煤,建築節能總面積達 21.46億平方米。相較於政府的節能目標,目前來看,其達成難度在加大。截至2008年底,單位GDP能耗下降20%的目標僅下降了8.5%,政府未來進一步完善節能政策仍具有較大的緊迫性。
碳捕獲、利用與封存技術CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)
CCUS技術是CCS(Carbon Capture and Storage,碳捕獲與封存)技術新的發展趨勢,即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純,繼而投入到新的生產過程中,可以循環再利用,而不是簡單地封存。與CCS相比,可以將二氧化碳資源化,能產生經濟效益,更具有現實操作性。
科技部21世紀議程管理中心副主任彭斯震2010年7月22日在《CCS在中國:現狀、挑戰和機遇》報告發布會上表示,目前中國的首要任務是保障發展,CCS技術建立在高能耗和高成本的基礎上,該技術在中國的大範圍推廣與套用是不可取的,中國當前應當更加重視拓展二氧化碳資源性利用技術的研發。他強調:“今後會有越來越多的人用CCUS(碳捕集再利用與封存)代替CCS(碳捕集與封存)。對中國來說,我們也更青睞CCUS。”第三屆中國(太原)國際能源產業博覽會上,CCUS(碳捕獲、利用與封存)成為熱門話題。中國工程院院士、清華大學教授倪維斗在博覽會上說“中國CCUS目前有很大潛力,應儘快啟動”。
二氧化碳的資源化利用技術有合成高純一氧化碳、菸絲膨化、化肥生產、超臨界二氧化碳萃取、飲料添加劑、食品保鮮和儲存、焊接保護氣、滅火器、粉煤輸送、合成可降解塑膠、改善鹽鹼水質、培養海藻、油田驅油等。其中合成可降解塑膠和油田驅油技術產業化套用前景廣闊。
二氧化碳降解塑膠
二氧化碳降解塑膠屬完全生物降解塑膠類,可在自然環境中完全降解,可用於一次性包裝材料、餐具、保鮮材料、一次性醫用材料、地膜等方面。二氧化碳降解塑膠作為環保產品和高科技產品,正成為當今世界矚目的研究開發熱點。利用此技術生產的降解塑膠,不僅將工業廢氣二氧化碳製成了對環境友好的可降解塑膠,而且避免了傳統塑膠產品對環境的二次污染。它的發展,不但擴大了塑膠的功能,而且在一定程度上對日益枯竭的石油資源是一個補充。因此,二氧化碳降解塑膠的生產和套用,無論從環境保護,或是從資源再生利用角度看,都具有重要的意義?。
研究現狀
美國、日本、德國和中國等國的企業在二氧化碳基聚合物領域進行了大量的研發工作。
美國
2010年8月上旬,美國Novomer公司獲得美國能源部(DOE)1840萬美元的資助,將加快該公司二氧化碳制塑膠生產線實現商業化。Novomer公司的技術使用二氧化碳和環氧丙烷生產聚丙烯碳酸酯(PPC)樹脂。PPC樹脂可用於塗料、表面活性劑、軟包裝和硬包裝以及纖維等,並且可實現生物降解。
Novomer公司已經在其合作夥伴伊士曼柯達(Eastman Kodak)公司的生產裝置中進行二氧化碳制塑膠的小規模生產。據稱,使用二氧化碳生產套用於塗料和膠粘劑的低分子量熱固性多元醇可望於2011年實現商業化,高分子量熱塑性聚合物可望於2012年實現商品化。
中國
中國企業在二氧化碳制塑膠方面已經處於世界領先地位。江蘇中科金龍化工股份公司早於2007年就形成了2.2萬噸/年的二氧化碳樹脂生產能力(一條2000噸/年和一條20000噸/年的生產線),該項目採用中科院廣州化學所技術。中科金龍已經開發了二氧化碳樹脂在塗料、保溫材料、薄膜等多個領域的套用。中科金龍公司計畫在2015年前實現10萬噸/年的二氧化碳樹脂產能。
日本
日本研究人員日前開發出一種新技術,使二氧化碳能轉變為用於合成塑膠和藥物的碳資源,從而變“害”為寶。二氧化碳的化學性質非常穩定,不容易與其他物質發生反應,因此在工業領域僅用於生產尿素和聚碳酸酯等。東京工業大學教授岩澤伸治等人發現,碳化合物經過處理後可以與二氧化碳結合,形成新的碳物質。相關論文已經刊登在新一期《美國化學學會會刊》上。
德國
拜耳材料科學公司和兩家合作夥伴已獲得德國政府的資助,將共同開發基於二氧化碳原料的聚氨酯生產方法。德國聯邦教育研究部將在未來三年里為該項目投入450多萬歐元,研究目的是採用二氧化碳廢產物生產出聚醚多元醇聚碳酸酯(PPP)。
德國最大電力公司RWE Power International公司和位於德國亞琛的亞琛工業大學也將參與由總部位於德國Leverkusen的拜耳材料科學發起的這一項目。此外,將在Leverkusen興建一座採用上述新工藝的試驗工廠。
該工藝中使用的二氧化碳將來自於RWE Power公司在德國Niederaussem的工廠,該廠的一座煤創新中心內設有一套二氧化碳洗滌裝置。由此工藝生產出的PPP材料可用在建築隔熱和輕型汽車零部件中。
產業化遭遇的三大難題
作為化學方法固定二氧化碳的方向之一,二氧化碳制塑膠對實現碳捕集、封存與利用具有重要意義。一方面,二氧化碳制塑膠可以在很多領域替代傳統塑膠,從而減少了生產傳統塑膠過程中的碳排放;另一方面,生產一噸樹脂消耗0.4-0.5噸左右的二氧化碳,也體現了二氧化碳資源化利用的經濟價值。二氧化碳制塑膠與強化採油(CO2-EOR)類似,在減少CO2排放的同時,可為企業帶來收益。
業內人士表示,儘管目前我國在二氧化碳制塑膠這一領域已經取得突破性進展,但由於種種原因,目前國內二氧化碳降解塑膠產業進展遲緩,相關技術的利用,只有中海油等“高端玩家”才“玩得起”。
一是成本壓力太大。目前我國開發成功的二氧化碳降解塑膠技術主要有4種,在這4種技術中,實現了產業化的有3種。由於這些項目規模小,目前只能小批量生產,產量低、價格貴。此外,項目所需主要原料之一環氧丙烷和環氧氯丙烷價格也很高,再加上不菲的新產品推廣費用,導致二氧化碳降解塑膠的最終成本高達18000元/噸以上。在石油基塑膠價格隨石油價格走低的情況下,二氧化碳降解塑膠企業的成本壓力越來越大。
二是投資風險大。“就單位產品投資額而言,二氧化碳降解塑膠項目的投資額比煤制油還高,一個1萬噸/年二氧化碳降解塑膠項目,往往需要1.4億元以上的資金投入,單從經濟效益考慮,項目的投資風險是很大的。”廣州天成生物降解材料有限公司項目部經理陸斌說。中海石油化學股份公司和內蒙古蒙西高新集團負責人也坦承,如果不計算節能減排和環保效益,二氧化碳降解塑膠項目根本不賺錢甚至會賠錢。
三是需求小、銷售難。據介紹,二氧化碳降解塑膠的價格始終高於石油基塑膠1.5~2倍。加之其熱穩定性、阻隔性、加工性與石油基塑膠存在一定差距,限制了其只能在食品包裝、醫療衛生等有特殊要求的極少數領域使用,無法在需求巨大的薄膜、農地膜等領域推廣套用。不僅如此,即便在有限的食品包裝、醫療衛生領域,也面臨聚乳酸、聚乙烯醇、聚丁二酸丁二醇酯等降解塑膠的衝擊與競爭,使得二氧化碳降解塑膠的消費市場十分狹小,產品銷售困難。
二氧化碳合成全降解塑膠技術是世界關注的重要熱點之一。目前市場上的塑膠製品大多以石油為原料製成,成本高,且使用後不易降解,污染環境。運用該技術後,可將二氧化碳廢氣回收代替石油,直接生產全降解塑膠製品。該技術一方面可以減少二氧化碳的排放,節約石油資源;另一方面合成的塑膠可完全生物降解,能從根本上解決“白色污染”危害,是一種典型的循環經濟技術模式。
二氧化碳驅油
二氧化碳驅油,是一種把二氧化碳注入油層中以提高油田採收率的技術。在二氧化碳與地層原油初次接觸時並不能形成混相,但在合適的壓力、溫度和原油組分的條件下,二氧化碳可以形成混相前緣。超臨界流體將從原油中萃取出較重的碳氫化合物,並不斷使驅替前緣的氣體濃縮。於是,二氧化碳和原油就變成混相的液體,形成單一液相,從而可以有效地將地層原油驅替到生產井。套用混相驅油提高石油採收率的一個關鍵性參數是氣體與原油的最小混相壓力(MMP),MMP是確定氣驅最佳工作壓力的基礎。一般情況下,因為混相驅油比非混相驅油能采出更多的原油,所以希望在等於或略高於MMP下進行氣驅。如果壓力遠高於MMP,就容易造成地層破裂,無法保障生產過程的安全性,其結果是不僅不能大幅度提高原油產量,還會降低經濟效益。二氧化碳驅油一般可提高原油採收率7%~15%,延長油井生產壽命15~20年。
研究現狀
美國是套用二氧化碳驅油研究試驗最早、最廣泛的國家。從1970年開始,美國就在德克薩斯州把二氧化碳注入油田作為提高石油採收率(EOR)的一種技術手段,至2006年已有70多個類似的項目,每年注入二氧化碳總量達2000萬~3000萬噸,其中大約有300萬噸二氧化碳來源於煤氣化廠和化肥廠的尾氣,大部分從天然的二氧化碳氣藏採集。至今還在使用。CO2-EOR混相驅油提高採收率範圍在4%~12%之間,純淨CO2注入儲層,占儲層中流體體積的10%~45%。與CO2-EOR混相驅油項目相比,CO2-EOR非混相驅油項目較少。非混相驅油需要380m3CO2驅替1桶原油(760kg/b)。可最大提高採收率20%。
我國的大慶油田和江蘇油田都曾開展過驅油相關研究。1984年,大慶油田在薩南東部過渡帶進行二氧化碳驅油的礦場試驗研究,該項目首先與國外公司合作,1993年6月結束,1994年大慶繼續開展試驗,直到1995年底結束。驅油試驗當時可能主要考慮到增加石油產量,缺少對二氧化碳在地下運移、富集的監測研究。
2006年,在中國石油集團領導的支持下,中國石油勘探開發研究院和吉林油田發起組織,聯合中科院地質與地球物理所、華中科技大學、北京大學、清華大學和中國石油大學等單位,向科技部申請了《溫室氣體的資源化利用和地下埋存》國家973基礎研究項目,並得到了批准。項目組立足於中國陸相油藏儲層特點和原油性質,發展完善了二氧化碳混相驅油、埋存評價等關鍵理論與方法,以減排利用火山岩天然氣藏開發過程中副產的二氧化碳為目標,初步形成二氧化碳驅油與埋存的配套技術,並在吉林大情字井現場試驗中得到成功套用,奠定了我國利用二氧化碳驅油實現溫室氣體減排和資源化利用的產業模式基礎。
套用前景
二氧化碳驅油提高採收率和封存技術已經成為經濟開發和環境保護上實現雙贏的有效辦法,實現溫室氣體的資源化利用並提高油氣採收率前景可期。國內外大量的研究和現場套用已經證明,向油層中注入二氧化碳混相驅或非混相驅能夠大幅度提高採收率。據2010年《油氣雜誌》報導,美國利用二氧化碳驅技術已經采出了大約15億桶原油,根據美國能源部國家能源技術實驗室(NETL)的評價結果,美國利用二氧化碳驅的增油潛力達340億桶。
根據1998年《中國陸上已開發油田提高採收率第二次潛力評價及發展戰略研究》的結果,僅在參與評價的79.9億噸常規稀油油田儲量中,適合二氧化碳驅的原油儲量約為12.3億噸。另外我國現已探明的63.2億噸低滲透油藏儲量,尚有50%左右未動用。開發這些儲量,二氧化碳驅油比水驅油具有明顯的優勢。
此外,二氧化碳在提高稠油油藏採收率、提高煤層氣和天然氣採收率領域也具有很好的套用前景。“具體到我國,當前和今後一段時期,二氧化碳減排必須走高效利用之路,二氧化碳驅油提高採收率和埋存技術必定具有廣泛的套用前景”。

發展規劃

隨著中國節能環保產業的快速發展,一些體制與機制性的問題逐步顯現,比如,低碳經濟發展戰略不明確,市場被跨國公司大量瓜分,中央與地方缺乏統一協調,產業集中度偏低,自主智慧財產權和關鍵技術缺乏,等等。這就要求我們必須高度重視,綜合施策,聯合攻關,盡力搶占節能環保產業的高地。制定國家節能環保產業發展戰略和系統化的產業發展規劃。國家戰略的重點是明確節能環保產業作為新興產業領域在國民經濟中的戰略地位,核心是提升國家競爭力,目標是確保中國企業抓住低碳經濟的戰略機遇,贏得發展優勢。在制定戰略時,應突出“以我為主”,充分發揮中國的比較優勢,從已開發國家已走過的經濟發展道路中吸取經驗和教訓,建立中國特色的節能環保管理體制、市場機制和保障體系,增強中國的國際話語權;大力培育國內市場,通過打造骨幹企業,造就一批可參與國際競爭的企業。同時,以培育市場為核心,開展系統性的產業規劃編制,規劃應充分考慮各地區經濟發展不平衡的實際情況,分階段、分地區差別加以實施。體制機制建設進程也應納入規劃的範疇,涉及節能環保項目的規劃,國家、省市縣各級規劃應銜接配套,統籌部署。

產業協會

廣東省低碳產業技術協會(以下簡稱產業協會)是第一批獲批具有廣東省承擔政府職能轉移和購買服務資質的機構,是廣東省財政廳及廣東省民政廳聯合重點培育的樞紐型社會組織,秘書處設在廣州市新港西路135號地環大樓C座5樓,固定辦公場所面積達200多平米,計算機、印表機、商務車等辦公設施和交通工具一應俱全。
產業協會以服務政府、服務企業為根本準繩,以低碳產業技術為基礎,以“低碳技術與低碳產業、低碳發展、低碳生活相互促進”為基本理念,推廣及普及低碳產業技術,促進低碳產業技術創新、低碳技術標準完善、低碳發展能力建設;為全省從事低碳技術、低碳產業、低碳發展的企、事業單位、組織及個人提供交流、合作、共同發展的平台等,促進碳貿易的國際合作,推動廣東低碳發展。
產業協會擁有豐富的行業資訊和專業人才資源,始終堅持把服務置於首位,為政府部門和企事業單位提供高效優質的項目管理、諮詢服務等,對於承擔和實施項目管理服務工作,做好省低碳產品體系、低碳技術標準評審工作,具有各方面良好的條件和優勢。
產業協會設有專門的專家工作委員會,主任委員為原華南理工大學校長、俄羅斯科學院院士劉煥彬教授;建有完備的專家庫,庫內共有300多名省內專家和100多位省外專家。他們是德才兼備,理論深厚,實踐豐富,知悉行業發展狀況和項目管理的資深人員,且均具備副高以上職稱。一直以來,專家們積極認真參與政府低碳技術創新、科技攻關等各類項目的立項論證、評定審核、驗收鑑定工作。為協會發展建言獻策,參與協會的各項工作,是協會專家庫的常駐力量。

示範園

我國首座國家級低碳產業示範園將落戶門頭溝,該示範園將打造集低碳技術研發中心、零排放低碳大廈、低碳交易服務中心等於一體的低碳產業集群。
門頭溝此次引入的項目堅持綠色、環保、低碳的理念,將在有效保護生態環境的前提下產生較大的經濟效益和社會效益。將一期投資30億元建設國內第一座國家級低碳產業示範園,打造集低碳技術研發中心、零排放低碳大廈、低碳交易服務中心、碳資產經營中心於一體的低碳產業集群;華鐵文化公司將在門頭溝建設影視拍攝基地;同時石龍開發區還將加快建設總部經濟孵化基地,建設東方國際產業園。

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