到2050年,139个国家如何能获得100%的可再生能源
根据最近的一项研究,Eviart/Shutterstock的科学家们公布了一份详细的路线图,到2050年将139个国家的可再生能源转移到100%。斯坦福大学的
能源专家报告说,使用风能、太阳能、地热和水(水力发电,(潮汐和波浪)为所有需要电力运作的经济部门供电的能源,包括电网本身、运输、供暖和制冷、工业以及农业、林业和渔业,将大大减少能源消耗,减少空气污染造成的死亡,创造数以百万计的就业机会,斯坦福大学大气与能源项目主任马克·雅各布森在接受《生活科学》杂志采访时说:“稳定能源价格,节省数万亿美元的医疗保健和气候相关费用。我们为139个国家中的每一个制定了各自的计划,这些计划占全球排放总量的99%以上。”。[十大最疯狂的环保理念]
这项研究着眼于世界能源需求,从2012年开始,预测到2050年。2012年,世界用电量为12.105万亿瓦,相当于12.105万亿瓦。研究人员在研究报告中写道,到2050年,如果不发生任何变化,世界将需要20.604tw,而且每个国家都继续采用其目前用于满足能源需求的相同方法。
,但如果这些相同的商业部门转向可再生能源来满足其所有电力需求,世界将需要研究显示,仅需11.804TW就能满足全球电力需求。研究人员称,这是因为电比燃烧更有效。在解释研究要点的视频中,雅各布森举了一个例子:他说,在电动汽车中,80%到82%的电被用于移动汽车;其余的则被浪费为热量。另一方面,在以汽油为动力的汽车中,燃料中只有17%到20%的能量用于移动汽车,其余的能量被浪费为热量,他说,
能源也需要用于开采、提炼和运输化石燃料。因此,转向100%的可再生能源将消除这些能源密集型和环境破坏性的过程,报告作者说,在他们的研究中,雅各布森和他的同事展示了风、水、地热和太阳能如何满足全球对11.804太瓦能源的需求避免到2050年全球气温预计将比工业化前高出2.7华氏度(1.5摄氏度)。研究人员概述了这样做将如何拯救400万至700万人的生命,否则这些人可能死于由空气污染引起的疾病,为各国节省超过20万亿美元的健康和气候成本,雅各布森在接受《生活科学》采访时说:
“对我来说,这似乎是一件不费吹灰之力的事。
”这项研究建立在雅各布森之前的工作基础上,雅各布森开始了他的研究科学家生涯,试图了解空气污染是如何影响气候的。”。他说,在最初的几年里,他专注于解决问题,但到了1999年左右,他开始寻找解决方案。
在2009年,雅各布森和马克·德鲁奇,加州大学伯克利分校交通研究所的研究科学家,雅各布森和德鲁奇在《科学美国人》杂志上发表了一份研究报告,概述了一项为全世界提供100%可再生能源的计划。
在接下来的几年里,致力于在州一级研究这些问题的后续研究,目前研究人员已将这项研究扩展到139个国家。世界上其余59个国家的详细能源数据并不存在,因此无法纳入该研究,科学家们说,“KDSPE”“KDSPs”是向100%可再生能源基础设施过渡的总成本——一个计划将国家首次移至80%可再生能源的计划。到2030年5月,乍一看,le energy似乎有些令人望而却步,但雅各布森和他的团队也计算出了这些数字。
雅各布森说,在所有国家平均起来,建设可再生能源系统(包括储存和传输)的成本是8.9%千瓦时。在一个没有过渡和保持现有化石燃料系统的世界里,成本是9.8美分/千瓦时。
不包括社会成本。
气候变化的价格化石燃料能源伴随着健康和气候相关的成本。作者估计,到2050年,各国每年将在与全球变暖有关的环境、财产和人类健康问题上花费28万亿美元,包括洪水、房地产破坏、农业损失、干旱、野火、热应激和中风、空气污染、流感、疟疾、登革热、饥荒,海洋酸化等等。[气候变化将影响你健康的5种方式]
,如果世界不采取行动应对气候变化,地球两极的冰继续以目前的速度融化,世界7%的海岸线将被淹没,雅各布森说:
雅各布森说,可再生能源的社会总成本——包括健康和气候问题的成本,以及风能、水和太阳能的直接成本——约为化石燃料的四分之一。
“在其他世界,你可以将社会总成本降低约75%,“他说。”研究显示,这项技术的成本效益是巨大的。
几个国家已经开始转向可再生能源组合,以满足所有商业部门100%的电力需求。名单中包括塔吉克斯坦(76.0%)、巴拉圭(58.9%)、挪威(35.8%)、瑞典(20.7%)、哥斯达黎加(19.1%)、瑞士(19.0%)、格鲁吉亚(18.7%)、黑山(18.4%)和冰岛(17.3%)。
到目前为止,美国的可再生能源发电量仅占其总发电量的4.2%。但研究人员称,中国有优势。这项研究发现,像美国这样的国家,每人口拥有更多的土地,将有最容易的时间进行过渡。预计最困难的国家是那些地理位置小但人口众多的国家。据雅各布森说,新加坡、直布罗陀和香港等国家将面临100个可再生能源面临的最大挑战。“KDSPE”“KDSPS”仍有解决问题的方法。他补充说,这些地区可以转向海上风能,也可以与邻国交换能源。
“有了这些信息,我们给各国带来了信心,相信它们能够自给自足,”雅各布森说我希望不同的国家能在2050年和2030年分别承诺100%和80%的可再生能源。
这项研究于8月23日在线发表在《焦耳》杂志上。
最初发表在《生命科学》上。
电力是我们日常生活中不可或缺的部分。然而, 地球的化石资源始终有限,因此我们不时会听到有人谈到可再生能源。 可再生能源其实是自然产生、循环不息的能源,除了直接或间接来自太阳,亦可由地底深处的热能产生。此外,由水力、地热、风力、太阳能和潮汐、波浪和海洋等产生的能源,也属于可再生能源。 地球上有多少种类的可再生能源? 水力:透过水力发电厂,我们可以将水由高点往下流的动力转化成为电力。 地热能:来自地壳内的热能,通常会以热水或蒸气等形式出现,除了可直接为地区供暖及为农业提供所需的热能外,也可转化为电力。 风力:运用风的动能来推动风力涡轮机的机件,从而产生电力,或直接利用风力推动机械操作。 太阳能:吸收太阳辐射能,以制造热能, 或透过太阳能发电厂或光伏电板来产生电力。 潮汐/波浪/海洋能源:利用潮汐涨退、波浪起伏或海流所产生的动能来产生电力。 我们为甚么需要可再生能源? 可再生能源是重要的能源,具备多项优点,例如: 环保效益:利用可再生能源科技不但可减低污染,亦可减轻影响全球气候的温室效应。可再生能源科技能产生热力和电力,但对全球气候的影响却是很低至中等。除了生物质能在燃烧时会产生轻微污染外,其他可再生能源对本地或地区的空气质素几乎说得上是全无影响。 保存资源:藏于地底的化石燃料是电力工业现时采用的主要燃料,供应有限。因此,使用可再生能源可以帮助减少化石燃料的消耗,延长其作为人类能源资源的时间。 为地方经济创造就业:可再生能源科技可为安装、运作、服务及市场推广等行业创造本地就业机会。假如能开发成功的用途,更能在国际市场创造商机。 如欲了解更多中电在提倡可再生能源方面的项目及活动,请浏览中电的社会及环境网页。
风力
水力
太阳能!!!
参考: me!!!!!!!!!!!!
风力 水力 核能 潮汐能 太阳能.....
可再生资源是指消耗后可得到恢复补充,不产生或极少产生污染物。可以在自然界可以循环再生,是取之不尽,用之不竭的能源。如太阳能、风能,生物能、水能,地热能,氢能等。中国是国际清洁能源的巨头,是世界上最大的太阳能、风力与环境科技公司的发源地。
二、可再生能源的种类及作用
可再生能源有哪些?可再生能源的作用是什么?
1、太阳能:直接来自于太阳辐射。主要是提供热量和电能。
2、生物能:由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉。通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量。
3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成。主要是通过风力发电机来获得能量。
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4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能。主要是通过水力发电机来获得能量。
5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的。潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响。主要是通过潮汐的动能来发电。
6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变。可以用于地热发电和供暖。
7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量。
8、核能:通过核能发电站来取得能量。
上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源。
三、不可再生资源是什么
非再生能源在自然界中经过亿万年形成,短期内无法恢复且随着大规模开发利用,储量越来越少总有枯竭一天的能源称之为非再生能源。非再生能源包括:煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。
四、非可再生能源的种类介绍
1、煤:煤是近代工业最重要燃料之一。煤是由有机物一生长在沼泽或河流三角洲之植物残骸分解而成现今世界各主要地区之煤炭蕴藏量,以非欧洲、亚洲及大洋洲、及北美洲等三个地区所占之比例最高,整体而言,现时煤炭之蕴藏量,估计可供我们使用二百年。
2、石油:石油一般认为是由地层中的有机物质“油母质”,经地温长时间的熬炼,一点一滴地生成而浮游于地层中。由于浮力的关系,石油在水中每年缓慢地沿着地层或断层向上移动,直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的石油越聚越多。
3、天然气:天然气是一种碳氢化合物,多是在矿区开采原油时伴随而出,过去因无法越洋运送,所以只能供当地使用,如果有剩馀只好燃烧报废,十分可惜。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。若以人工建筑设施存放天然气,在遭到外力破坏如地震、火灾等,极易产生危险。
除了核能、潮汐能、地热能之外,人类活动的基本能源主要来自太阳光。像生物能和煤炭石油天然气,主要透过植物的光合作用吸收太阳能储存起来。其它像风力,水力,海洋潮流等等,也都是由于太阳光加热地球上的空气和水的结果。
木材
柴是最早使用的典型的生物质能源,烧柴在煮食和提供热力很重要,它可让人们在寒冷的环境下仍可生存。
役用动物
传统的农家动物如牛、马和骡除了会运输货物之外,亦可以拉磨、推动一些机械以产生能源。
水能
磨坊就是采用水能的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国、加拿大等满是河流的国家。
风能
人类已经使用了风力几百年了。如风车,帆船等。
太阳能
自古人类懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。
地热能
人类很早以前就开始利用地热能,例如利用温泉沐浴、医疗,利用地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等。
海洋能
海洋能即是利用海洋运动过程来生产的能源,海洋能包括潮汐能、波浪能、海流能、海洋温差能和海水盐差能等,一些沿海国家的海岸线,就很适合用来作潮汐发电。
生物能
生物质能是指能够当做燃料或者工业原料,活着或刚死去的有机物。生物质能最常见于种植植物所制造的生质燃料,或者用来生产纤维、化学制品和热能的动物或植物。许多的植物都被用来生产生物质能,包括了芒草、柳枝稷、麻、玉米、杨属、柳树、甘蔗和沼气(甲烷)牛粪等。
荷兰莱顿大学的天体物理学家Simon Portegies Zwart富有生态意识。他几乎不再因为工作缘故坐飞机,而是选择乘火车出行。“我喜欢成为素食环保主义者,尽量减少自己的碳足迹,同时也告诫孩子们避免洗澡时间过长,并尽可能使用可再生资源。”在他决定做出这些生活上的改变时,也在思考着其他方面带来的碳足迹。
“我经常使用大型计算机,它们消耗的能源相当于一座小城市,”他说道,“我可能是这条街上污染最严重的人了。假如使用一台超级计算机耗费的能源相当于10000户家庭,那么我有何权利去跟我的孩子或者别人说,他们不该洗20分钟的澡?”
在全球为解决气候变化问题而努力的同时,许多科学家开始正视自己碳排放量过大的现实。
巨大的计算成本
除学术旅行影响气候变化外,过去几年中许多物理学家还发现,使用计算机造成的碳足迹数量巨大——有时甚至超过航空旅行。
Adam Stevens是西澳大利亚大学的一名天体物理学家,他和同事们对2018—2019年期间澳大利亚天文学家因旅行、使用超级计算机以及在大型观测站工作等“常规活动”产生的温室气体排放总量进行了分析。他们的研究发现,平均每位澳大利亚天文学家产生约37吨二氧化碳当量,超出澳洲人的平均水平40%,是全球平均水平的5倍。其主要原因在于天文学家需要使用超级计算机来处理望远镜收集的大量数据,并进行宇宙学模拟。每位天文学家在此项工作上的排放量约为15吨,几乎是年飞行排放量的4倍(图1)。
图1 澳大利亚天文学家的四种排放来源,以吨(t)二氧化碳(CO2)当量(e)每年(yr-1)每人为单位。图中标明了误差线,注意观测站的数值为排放量下限
另一个例子是即将开展的大型中微子探测阵列(GRAND)项目,该项目计划利用分布在世界各地山区的20万根天线,探测来自深空的超高能量中微子。2021年,该项目背后的团队估算了三个不同实验阶段的温室气体排放,分别是:原型实验、中规模实验以及将于2030年进行的全面实验。他们把模拟和数据分析、数据传输和存储以及计算机和其他电子设备称为“数字技术”,这些技术将在碳足迹中占据很大比重。
预计原型实验阶段数字技术产生的排放将占69%,相比之下旅行仅占27%,4%来自“硬件设备”,如制造无线电天线。在中期实验阶段,数字技术将占总排放量的40%,剩余排放中旅行和硬件各占一半。当整个实验完成并投入使用后,主要排放量将由硬件(48%)和数字技术(45%)分担。
超级计算机的环境成本很大程度上取决于为设备供电的能源来源。2020年,荷兰天文学委员会邀请Portegies Zwart和另一支研究团队分析其6个成员机构的碳足迹。据估计,2019年平均每位荷兰天文学家排放4.7吨二氧化碳当量,远低于澳大利亚,而其中仅有4%来自超级计算。
荷兰天体物理学家Florisvander Tak主持了该项研究,他认为荷兰的天文学家不会比澳大利亚的同行们更少使用超级计算机,因此差异可能源自不同的能源供应。由于荷兰100%使用风能或太阳能产生的可再生能源,国家级超级计算中心SURF不产生任何碳排放,少量的排放由国际设备和荷兰的小型超级计算机产生。如今,Portegies Zwart已经养成查看自己所用的超级计算机是否采用环保能源的习惯,如果不是,他将考虑使用其他设备。
问题根源
德国马克斯‧普朗克天文研究所的温室气体排放数据同样显示出国家间的碳排放差异。2018年,该研究所每位研究人员排放了约18吨二氧化碳当量——超过荷兰天文学家,但只有澳大利亚同行的一半(图2)。这一数值比普通德国居民高出60%,是德国2030年减排目标的三倍,而该目标是符合巴黎气候协定的。
图2 一位澳大利亚天文学家和一位马克斯‧普朗克天文研究所的德国研究员2018年的平均排放量,按排放来源分类,并与德国根据《巴黎协定》设置的2030年目标排放比较。与电力相关的排放包括计算和非计算消耗,无论在德国还是澳大利亚,其绝大部分排放都是由计算产生的
在马克斯‧普朗克研究所2018年的碳排放中,约有29%来自电力消耗,其中计算(尤其是超级计算)占75—90%。德国和澳大利亚碳排放差异的关键在于电力的来源。2018年,德国约有一半电力来自太阳能和风能,而在澳大利亚,绝大部分电力来自化石燃料,主要是煤炭。这就意味着在澳大利亚,用于计算的电力每千瓦时产生0.905 kg二氧化碳,而在马克斯‧普朗克研究所只有0.23 kg。
van der Tak同时指出,这些调查工作是在几年前进行的,如今世界已经向前发展,比如现在使用可再生能源的机构越来越多。荷兰的一项研究发现,2019年荷兰天文学界的碳足迹中只有不到三分之一(29%)来自电力使用,包括为六家研究机构的本地计算供电。当时就有一半研究所使用绿色电力,随后又有两家开始改用100%可再生能源,van der Tak预计第六家研究所将在未来两年内实现转变。
澳大利亚的状况也在改变。作为该国三大国家级高性能计算设施之一的超级计算机OzSTAR,自2020年7月起已改用从附近的风力发电厂购买的100%可再生能源。超级计算机所在的斯威本 科技 大学声称,这将大幅度减少其碳足迹,因为电力排放占总排放的70%以上。
地点,地点,还是地点
但是,如何能确切计算出使用超级计算机的碳排放量呢?英国剑桥大学的数学家和物理学家Loïc Lannelongue没有找到简单的方法,于是他开发了一个名为“绿色算法”(green-algorithms.org)的在线工具,估算研究人员的碳足迹。
Lannelongue重申地点是关键。举例来说,在同样的硬件上运行相同任务,澳大利亚排放的二氧化碳大约是瑞士的70倍,因为瑞士的大部分电力来自水电。虽然估算任何一种算法的碳足迹都需要依据硬件、任务所需时间和数据中心或超级计算机的位置等关键因素,但绿色算法还有一个“实际比例因子”(PSF),用于估计实际计算的次数——这对排放量有着直接影响。
事实上,大多数算法都要运行多次,有时甚至要在不同参数下运行数百次,而且根据任务和研究领域的不同,运行次数会有很大差异(图3)。研究还发现,南非和美国某些州有着与澳大利亚类似的计算排放量,而冰岛、挪威和瑞典的电力碳排放则特别低。
图3 绿色算法是一款免费工具,用于估计算法的碳足迹,估算过程涉及一系列因素,包括硬件要求、运行时间和数据中心位置等。用户可对计算性能进行评估,或者估算在其他架构上重新部署算法节约或消耗的碳。该图对比了不同科学领域算法的碳足迹——从粒子物理模拟和DNA辐射损伤到大气科学再到机器学习——并比较了每个算法只运行一次和同一任务的重复计算(PSF)的结果。上述结果以克(g)二氧化碳(CO2)当量(e)为单位,并与树木固碳量以及日常活动(如驾驶 汽车 )的碳排放量进行了比较
如今,随着云计算的出现,研究人员可以更方便地选择所使用的超级计算机。但即使无法更换机器,他们仍有其他方法可以减少碳排放。Lannelongue说,如果无法改变自己的所在地,则可以使用最新版本和优化的软件,因为这将会降低计算要求。
更好的编码
高效的代码对于使计算更环保同样至关重要。正如Portegies Zwart所说,如果你花费更多时间在代码优化上,它会运行得更快,产生的排放也会更少。此外,更换编码语言不失为一种好办法。
为验证这一观点,Portegies Zwart进行了实验,他用十几种不同的编码语言运行同样的算法。没有哪种语言的代码经过特别优化,而且编写每种代码花费的时间相近。与其他编码语言(如C++或Fortran)相比,物理学家常用的Python运行算法时间要长得多,因此会产生更多碳排放。问题在于Python易于使用,却难以优化,而其他语言虽难编码,但更容易优化。
然而,远离Python未必能解决问题。法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的研究员Pierre Augier称,更好的教育和Python编译器的使用同样有效。他采用更加优化的代码和5种不同的Python实现方式进行了类似的实验,其中四种实现方式比C++和Fortran更快,产生的排放更少,而且更容易被理解和使用。
Portegies Zwart同意Python可以是高效的,但并不能反映实际情况。他认为天文学家对代码的优化程度并不高,与其让他们学更多计算机知识,物理研究机构或许应该雇佣更多计算机专家。“我们擅长物理,但计算机科学家把我们学习物理的时间都花在了学习计算机上,”他说,“毫无疑问,‘他们’更擅长编程。”
隐性排放
碳密集型工作不止有超级计算机上的仿真。作为GRAND中微子项目的联合发起人,法国索邦大学的Kumiko Kotera和她的同事们发现,在实验的原型阶段,数据存储和传输将占年总排放量的大约一半,中期阶段占四分之一,全面实验阶段占三分之一以上。相比之下,数据分析和仿真在三个阶段产生的碳排放占比分别为16%、13%和7%。
数据存储和传输的碳足迹取决于数据中心的能源需求,使用排放量较低的数据中心可以在一定程度上解决问题。不过,缩减数据量仍有作用,科学家们会对所传输的内容更加谨慎。Kotera表示,GRAND项目将研究如何减少数据量,找到有效清理数据的方法。
图4 为降低整体碳排放,CERN 聘请了一名环境工程师,负责监督未来项目的建造工程
粒子物理学家也需要贡献力量。欧洲核子研究中心(CERN)每年产生约100 PB数据。全球LHC计算网格(WLCG)整合全球40多个国家约170个计算中心的计算资源,并对这些数据进行存储、分发和分析。CERN近年来开始发布环境报告,2021年发布的第二份报告介绍了在LHC上实施的能效改进措施(图4),改进后每单位能源能够采集更多数据。升级后,LHC在20年使用寿命内的能效将是首次启用时的10倍。但该报告也承认其中并没有真正涵盖WLCG的全部排放,仅对CERN拥有或运营的WLCG设备能耗进行了详细说明。
改变心态
Lannelongue希望越来越多的研究人员能够开始考虑计算产生的碳排放,并将其纳入决策之中。一个典型的例子就是从前研究者经常通宵运行那些效率低下的代码和软件,当被告知提高计算效率将减少碳足迹后,他们有了改变的动力。
谈及GRAND项目,Kotera表示,他们计划建立一个仿真库,让用户可以重复使用常用的仿真,而不用自己创建,这样能够避免同样的数据被不断复制。即使在大型合作中,由于没有中央存储,经常会有不同用户反复运行同一个仿真的现象。“只需按下一个按钮,就能进行为期一周的仿真,得到结果然后说‘哦,其实我并不需要它’,这实在太常见了,”Kotera说,“我们的目的在于,鼓励用户在运行之前先思考是否真正需要这次仿真。”
「新能源」或「新及可再生能源」(New and renewable energy) 指传统化石燃料﹝石油、煤、天然气﹞及核能以外的能源资源或能源载体,包括可再生及不可再生的类型,如太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、小水电、氢能、天然气水合物等。 「新能源」这名词亦可包括各种新的能源技术,例如燃料电池技术等。?﹝燃料电池利用氢气及氧气的化学作用产生电力,过程不牵涉燃烧或机械动作。﹞ 可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。 大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。 传统化石燃料除了有耗尽的问题外,在使用中会排放大量温室气体(例如二氧化碳),使到地球暖化情况加剧。 在中国香港,如能源消耗量继续以目前的趋势增加,2010年的二氧化碳排放量预期会比2000年的水平增加39%。有效使用再生能源将有助减少本港对化石燃料的依赖,同时亦可减低使用化石燃料时所产生的温室气体。 请到机电工程署网站阅览「齐来认识可再生能源」小册子,它详细阐释何谓可再生能源和使用可再生能源的好处。
参考: Consolidation from various web sites
根据联合国环境规划署(UNEP)的定义,「再生能源」(Renewable energy)系指理论上能取之不尽的天然资源,过程中不会产生污染物,例如太阳能、风能、地热能、水力能、潮汐能、生质能等,都是转化自然界的能量成为能源,并在短时间内(几年之内,相对于亿年以上才能形成的石化燃料)就可以再生。 但哪些能源可归类于「再生能源」,目前仍有争议。例如有研究者指出,大型水力发电厂对河川生态造成破坏,因此仅将小型水力发电列入再生能源。而生质能乃是回收各类废弃物(包括农业、工业、都市废弃物)转化制成燃料,但在利用这类燃料时,仍因其复杂而不易控制的化学成份,难以避免污染产生,因此有研究者质疑将此列于再生能源之中是否适当。而近来颇受重视的燃料电池,由于做为燃料之氢气或甲醇目前仍需倚赖石化工业来生产,因此未被列入再生能源之中。 百科教室 即使在定义上尚未获得共识,但为了降低对石化燃料的倚赖程度,同时兼顾温室气体减量与资源永续利用等目标,提高再生能源的供应量与使用量已成为全球趋势。 目前台湾之再生能源,局限于小规模与家庭用能源。1998年5月之全国能源会议中曾建议,我国之再生能源推广量应于2020年时达到全国能源总供应量之3%(不含大于20 MW之大型水力设施)。若不考虑水力,目前全世界再生能源约占总能源供应量之5.5%,占总发电量约2%;而此一比例在台湾更低,分别为1.1%与0.6%,距离前述3%之目标仍有相当大的差距。 推动再生能源,不能只依赖技术上的进步。相较于传统石化燃料,大多数再生能源均无商业竞争力,必须透过减税或设备补助等方式予以奖励;也可以透过设立基金的方式,扶植相关产业与扩大市场规模。
参考: e-info/column/eccpda/2004/ec04031601
电力是我们日常生活中不可或缺的部分。然而, 地球的化石资源始终有限,因此我们不时会听到有人谈到可再生能源。 可再生能源其实是自然产生、循环不息的能源,除了直接或间接来自太阳,亦可由地底深处的热能产生。此外,由水力、地热、风力、太阳能和潮汐、波浪和海洋等产生的能源,也属于可再生能源。 地球上有多少种类的可再生能源? 水力:透过水力发电厂,我们可以将水由高点往下流的动力转化成为电力。 地热能:来自地壳内的热能,通常会以热水或蒸气等形式出现,除了可直接为地区供暖及为农业提供所需的热能外,也可转化为电力。 风力:运用风的动能来推动风力涡轮机的机件,从而产生电力,或直接利用风力推动机械操作。 太阳能:吸收太阳辐射能,以制造热能, 或透过太阳能发电厂或光伏电板来产生电力。 潮汐/波浪/海洋能源:利用潮汐涨退、波浪起伏或海流所产生的动能来产生电力。 我们为甚么需要可再生能源? 可再生能源是重要的能源,具备多项优点,例如: 环保效益:利用可再生能源科技不但可减低污染,亦可减轻影响全球气候的温室效应。可再生能源科技能产生热力和电力,但对全球气候的影响却是很低至中等。除了生物质能在燃烧时会产生轻微污染外,其他可再生能源对本地或地区的空气质素几乎说得上是全无影响。 保存资源:藏于地底的化石燃料是电力工业现时采用的主要燃料,供应有限。因此,使用可再生能源可以帮助减少化石燃料的消耗,延长其作为人类能源资源的时间。 为地方经济创造就业:可再生能源科技可为安装、运作、服务及市场推广等行业创造本地就业机会。假如能开发成功的用途,更能在国际市场创造商机。 如欲了解更多中电在提倡可再生能源方面的项目及活动,请浏览中电的社会及环境网页。
参考: wedside
在此基础上,我们水电的专业人士却可以发现,能源研究机构对于我国水电的减排作用,挖掘的还不够充分。我们认为:水电在未来的我国发电总量中的比重,决不应该仅占12%,而是要远高于目前的18%,甚至可以达到20%以上。
如果我们能够证明:我国的水电在未来发电能源中的比重,可以达到20%,那么能源研究所已有的预测结论,是不是就可以修正为:到2050年我国的“风电占比50%,太阳能占到23%,水电占到20%,核电6%和火电0%。”了呢?
进而我们可以发现2050年我国实现100%非化石能源发电的问题,基本上不必担心。因为,能源研究所的减排路线图是“风电占比50%,太阳能占到23%”,再加上我国巨大的水电潜力,完全可以“用更多的水电,取代火电”。
由于世界第三级青藏高原的存在,我国水电资源非常丰富,绝对是世界第一。目前,我国水电的装机(3.56亿千瓦)和年发电量(1.3万亿千瓦时)基本都占到了全球的四分之一以上,我国水电与世界第二之间的差距,至少都在3倍以上。
然而,目前 社会 上很多人(甚至包括一些研究能源问题的专家)都认为我国水电可开发潜力已经所剩无几了。这是因为,直到世纪之交,我国正式公布的水电可开发资源量也不过只有1.7万亿度/年。2006年的水电资源普查之后,更正后公布的数字为2.47万亿。几年之后,2016年的十三五规划就上升到了3万亿。
水电资源勘测的这种复杂性、困难性,往往使得可开发的资源量上升的空间很大。即便我们以十三五规划正式颁布的比较保守的3万亿/年来计算,我国目前(截至到2019年底)所开发利用的水电资源还不到44%。
如果我们能达到目前发达国家水电开发的(大约70%到90%的)平均水平,那么未来我国的水电,至少还有一半以上的开发潜力。初步估算,届时我国水电至少每年可以提供2.6万亿度的电能。
这个电量对我国能源的作用有多大?假设我国的用电达到峰值的时候,按照14亿人口,每人每年8000度电的需求,大约也就是每年11.2万亿度电。(目前我国各种用电峰值的研究预测,最高的也不过就是12万亿度左右)。
也就是说我国的水电(2.6万亿度的年发电量)将可以在未来我国用电最高峰的电力构成中,至少应该能提供20%以上的电能,远高于目前的18%。总之,我国的资源禀赋显示:未来我国水电所能发挥的作用,不仅不会比目前少,而且还要有所上升。
除了丰富的资源量,中国领先世界的水电技术也成为资源开发的坚实基础。
2004年,我国水电总装机容量突破1亿kW,超越美国成为世界第一。虽然我国的水能资源极为丰富,但我国水电开发建设的任务极其艰巨、繁重,因此我国水电开发的过程中所遭遇到的困难,所需要解决的难题,也几乎是前所未有的。
可以说,从我国改革开放加速水电开发建设时候起,我国的水电就已经开始了向世界水电 科技 制高点的攀登。目前,世界上最大的水电站是我国的三峡;最高的碾压混凝土坝(203m)是我国的黄登水电站;世界上最高的混凝土面板堆石坝(233m)是我国的水布垭水电站;最高的双曲拱坝(305m)是我国的锦屏一级水电站。我国正在建设的双江口水电站的堆石坝,高度将达到312m,建成后将成为全世界第一的高坝,刷新所有的世界纪录。
建设这些世界之最的水电站大坝,需要一系列尖端的工程技术支撑。可以说在所有这些工程技术方面,我国都已经走在了世界前列。在水电机组制造方面,目前不仅世界上单机容量70万kW的水轮发电机组绝大部分都安装在中国,而且单机容量达到80万kW和100万kW的水轮发电机组,也只有中国才有。
这种结合了现代 科技 的水电开发技术,使得我国的水电开发能力不断增强,可开发的资源量也不断的在扩展。加上我国现有的远距离、超高压、特高压输电技术,理论上我们的水电开发已经没有制约性的技术障碍。
总之,今天我国的水电已经是当之无愧的世界第一。无论从规模、效益、成就,还是从规划、设计、施工建设、装备制造水平上,都已经是绝对的世界领先。一般人可能想象不到,中国水电领先世界的程度,其实远超经常宣传的高铁、核电等行业。我国的高铁、核电等技术虽然已经非常先进,但是在国际市场上还是有竞争对手的。但是在水利水电领域的国际招标中,目前几乎所有具备实力的竞争者都是中国的公司。我国这种全行业的绝对领先,在我国 历史 上是否能绝后我们不知道,但肯定是空前的。
发达国家的水电开发程度,为何普遍都在70%到90%多,平均也有80%以上呢?其实,发达国家他们当年在开发水电的时候,国际上还没有什么碳减排的要求。然而,他们的水电,之所以都要开发到较高的程度的根本原因,主要在于 社会 现代化文明的发展,特别需要通过水电的开发来解决调控水资源的问题。
例如,美国著名的胡佛大坝、田纳西流域梯级水电开发的主要原动力,其实都是 社会 发展需要有效的调控水资源。所以,这些国家在满足了水资源的调控需求之后,往往就不再去进一步开发其它水电资源了。
而一些想靠开发水电解决能源问题的国家的水电开发程度,则普遍会更高些。例如:法国、瑞士等国的水电开发利用程度都超过了95%。总之,无论是哪种情况,国际 社会 的普遍经验说明,如果一个国家水电开发程度低于70%的话,那么这个国家的水资源调控问题,很难解决好。
因为,一个国家的水电开发程度往往都与水资源的开发程度成正比。所以,水电开发如果不能达到一定的程度,这个国家的水资源问题肯定也解决不好。目前,由于我国水电开发程度还不足44%,因此,我国的水资源调控的矛盾也就十分突出。
我国的国土面积和水资源总量都与美国差不多,但是,我国目前的水库蓄水总量只有9千多亿立方米,而美国是13.5万亿。我们大约还需要增加50%的水库总库容,才能达到美国那样的水资源调控水平。
然而,美国的人口还只是我国的1/5左右。也就是说,如果我们不能超过美国的水电开发程度的话,我国的水资源调控矛盾,绝对是无法解决好的。
总之,我们也可以这样说,即使我国不再需要用水电提供能源,但为了调控水资源我们也必须要把我国的水电开发程度提高到80%以上才行。否则,水资源的调控矛盾解决不好,我们建成小康 社会 的目标将难以实现。更何况目前我们还面临着巨大的减排压力,实现能源革命电力转型,最终兑现巴黎协定的减排承诺,已经迫在眉睫。
根据我国发改委能源研究所和国家可再生能源中心所发布的《我国2050高比例可再生能源发展情景暨路经研究》报告的预测结论:到2050年我国风电和太阳能发电的装机分别可达到24亿和27亿千瓦。
按照可能的年运行小时(风电2200多,太阳能1400多)估算。届时我国的风电大约每年可提供5万多亿度电能,太阳能也能提供接近4万亿度。有了这9万多亿的电能,再加上水电的2.6万亿,就已经超过了我国用电最高峰时的峰值11.2万亿度。
更何况届时我们还要有2亿多千瓦的生物质能可以发挥作用。也就是说,即使我们完全不考虑核电的作用,我国未来也可以用100%可再生能源的发电,来满足我国全部的用电需求。
不仅如此,水电还能够肩负起非水可再生能源发电调峰的重任。
众所周知,水电的可调节性肯定要比火电、核电都要好得多。所以,如果能源研究所的减排路线图切实可行,不存在解决不了的调峰矛盾,那么我们用水电替代其中火电的方案当然就更不会有问题了。
此外,我们还应该注意到:目前,尽管化学储能的技术无论从技术上还是成本上,确实都还难以满足商业化的要求,但是国内外的研究机构,为什么都还敢断言说2050年全球就实现100%的由可再生能源供电,无论在技术上还是经济上都是可行的呢?
笔者认为,其最重要的原因之一就在于可再生能源家族中含有功能特殊的水电。水电是最优质的可再生能源,可以为风、光等可再生能源的大量入网,提供重要的保障作用。目前,世界上所有能够实现百分之百由可再生能源供电的国家,基本上都离不开水电的有效调节。
大家知道,挪威因为水能资源丰富,一直都依靠水电保障全国99%以上的用电需求。今年年初,葡萄牙也完成了一个多月完全由可再生能源供电的成功尝试。葡萄牙高达52%的水电比重就是重要的支撑。
就连宣布了退出巴黎协定的美国的总统特朗普,在考察挪威,发现了水电的重要作用之后,也曾经表示过,他有可能会通过开发美国水电的潜力,重新考虑加入巴黎协定。这其实就是水电在未来的高比例可再生能源体系中,具有特殊的重要作用的一种体现。
当然,我们也必须承认,世界上的水能资源本身(总量有限)确实不能满足人类的能源电力需求,但是,由于科学开发的水电有很好的调节型,可以为大量的风、光等可再生能源的入网提供保障。这样一来,水、风、光互补发电,情况就大不一样了。
在现实中,风、光发电的间歇性与水电的季节性之间,通常有很强的互补关系。例如,我国四川省的凉山州,通过水、风、光互补,2016年凉山州除了满足自己的用电需求之外,给我国东部地区的送电超过1300亿度(这大约相当于当年上海市用电量的70%)。如果,未来的送电通道建设能有保障,预计2020年凉山外送电量可达2000亿度。也就是说通过水、风、光的互补发电,凉山州一个州所产生的可再生能源,除了满足自己的需要之外,还可以满足一个像上海这样大城市的全部用电需求。
目前欧洲很多的国家之所以能达到较高比例的可再生能源,也是因为欧洲的水电开发程度经高。而我国目前之所以还不得不以煤炭发电为主的根本原因之一,也正是由于我国的水电开发程度还不够高,水电的调节性能难以得到充分的发挥。
此外,在化学储能技术没有出现重大突破之前,水电家族中抽水蓄能电站的重要作用也不能忽视。为了给电网调峰,日本的抽水蓄能装机规模早就超过常规水电。假设到2050年化学储能的技术,仍然不能出现重大的突破,我们大不了再多建一些抽水蓄能。事实上,我国大量梯级开发的水电站(以及一些散落在全国各地的小水电)很多只要稍加改造,加装上能抽水的泵,都可以改造成混合式的抽水蓄能电站。
总之,仅从发电量来分析,我国到2050年实现完全由可再生能源供电,应该是完全可行的。再加上水电这种资源和它所具有的某些优质特性,在2050年实现百分之百的由可再生能源供电,无论在技术上还是经济上都是可行的。
1. 水库移民
很长时期以来,移民问题一直都是水电开发的主要制约因素,但其实移民的难点并非是由水电开发造成的。现实中凡是需要大量移民的大型水库水电站,其实都是有着重要的水资源调控功能的多功能水电站。而这些电站的最主要作用,可能并不是发电,而是水资源的调控。
例如三峡工程的首要目标是防洪和供水,而不是发电。如果仅仅是为了发电,三峡可以分别建成一系列的径流式水电站,这样几乎可以不用移民而产生等量发电。
没有了任何防洪、供水等水资源调控功能的三峡工程无法解决我国长江灾害的心腹大患,当然不能考虑。然而上百万的移民成本,全都要靠一个水电站的发电效益来解决,几乎也是无解的开发难题。
我国通过建立三峡基金,先后投入了一千多亿元解决了我国三峡建设的投资难题。理论上相当于国家出资建设了三峡水库,企业投资建设了三峡大坝和发电站。
现在回过头来看,这是国家参与大型水电开发的最成功范例。三峡水电的上网电价只有0.26元/度,比火电的平均上网电价要低近0.1元。三峡的年发电量大约为1000亿,这样一算三峡除了每年给国家的上交的利税和效益之外,仅这种隐性的电价补偿,就接近100亿(相当于对三峡基金的一种回报)。也就是说,大约发电十几年之后,国家对于三峡水库的投资,就相当于完全收回了。
然而,三峡水库所创造的效益又有多大呢?
三峡防洪供水的巨大效益仅仅通过一次防止特大洪灾就足以让我们刮目相看。2012年三峡水库所拦蓄的洪水峰值,已经超过了1998年。1998年我国长江特大洪水所造成的经济损失大约是2000多亿,死亡1600余人。
由于我们有了三峡水库的拦蓄,面对更大的洪峰,我们不仅不再需要百万军民的严防死守,而且也不再有任何人员的伤亡。可以说三峡当年防洪错峰所避免的洪灾损失,就已经超过了国家对三峡水库投资的数倍。只不过水利工程的经济效益,往往都是公益性的,你可以计算出来,但却无法实际收取到。
大型水电站的水库移民困难,其实是一种公益性开发的矛盾。让某一个企业自己依靠发电效益去解决,往往是非常困难的事情。如果采用三峡这种的国家参与开发的模式,问题就变得非常简单,容易。
世界上各国的大型水电开发项目,基本上都是国家行为。例如美国的大型水电全部都要由联邦政府的所属机构投资开发,从不容许商业开发者参与。
电力市场化改革之后,我国很多优质的项目即使依靠开发企业的电费收益,也能解决好移民的投资。但大多数具有水资源调控功能的大型水库电站的建设,都应该是公益性的。尽管这些项目的移民投资收益,几乎可以说是一本万利的。如果交给企业进行商业化的开发,可能就难以运作。
例如我国目前还争议巨大的龙盘水电站建设需要移民10万余人。这个重要的大型调蓄水库电站所创造的水资源调蓄能力几乎可以达到200亿/年。虽然其防洪功能还比不上三峡,但其供水的能力甚至可以超过三峡。
如果因为某个企业没有能力依靠电费解决移民搬迁的费用,就耽误了龙盘水电站的开发建设。那么就相当于今后上千年,我国的长江中下游每年汛期要增加200亿立方米洪水的压力,同时枯期还要减少了200亿水资源的供应。
同样的问题还体现在龙滩水电站二期扩建上。如果因为移民的费用无法由电费担负,就停止了龙滩二期的开发。那么我国南方的珠江流域,每年将要增加上百亿洪水的压力,同时枯水期又将减少上百亿水资源的供应。
每年几百亿的水资源保障,才是我们水库移民问题的本质。我们需要跳出水电商业化开发中移民难的惯性思维,避免丧失了我国水资源开发的大好时机。
2. 生态环保
除了移民问题,生态环保也一直被认为是水电开发的巨大障碍。
对于水电破坏生态的偏见,曾有很多文章专门介绍过,这是当年美苏争霸政治斗争留下的后遗症。1996年在联合国的可持续发展峰会上,也曾经一度因为当时的水电生态问题的过度炒作,否定了大型水电的可再生能源地位。但随后在2002年的峰会上,大会又一致同意做出了更正,恢复了大型水电的可再生能源地位。为什么会这样?因为,水电尤其是大型水电是当前人类 社会 替代化石能源第一主力。
仔细分析不难发现:所有水电破坏生态的问题,几乎无一不是局部的、针对某一特定物种的某种炒作。而水电实实在在所解决的,却是人类 社会 最大的生态难题——过量的使用化石能源所造成的气候变化。
因此,只要站在人类 社会 可持续发展的高度,几乎没有人敢否认,开发水电才是当前最重要的生态建设。当年的联合国峰会就是因为考虑到了气候变化,而立即纠正了对水电的偏见和误导宣传。
受到国际 社会 对水电误解的影响,我国以往的环保部门和环保人士也一度对水电开发的生态环境问题耿耿于怀。但是,改组后的生态环保部,已经开始担负了防止气候变化的职责。
前不久美国马里兰大学和我国国家发改委能源研究共同颁布的中国煤电退役报告非常明确地指出:我国若要实现《巴黎气候协定》中2摄氏度的减排承诺(2100年达到净零排放),就必须在2050至2055年退役全部的传统煤电;如果要实现1.5摄氏度的减排承诺(本世纪下半叶实现净零排放),就必须在2040至2045年间退役所有的传统煤电。
解决火电的碳排放问题,几乎是世界各国公认的兑现《巴黎气候协定》的最大难点。目前,世界各国都普遍认为,要实现《巴黎气候协定》的零碳目标,火电尤其是煤电只有退役一条路。
在今后20年的时间内,退役我国全部的煤电,大量的风、光发电入网,没有一定量的水电调节保障,怎么可能支撑起电力系统的正常运行。
可以确信在不远的将来,只要我国真的要兑现巴黎协定,我们负责这项工作的生态环保部,肯定会和当年的联合国可持续发展峰会一样,从根本上转变对水电的态度。因为水电在能源革命中的地位和作用是无可替代的重要。
3. 开发成本
随着我国水电开发的深入和向西部转移,资源的开发难度以及输电的距离都在增加。因此导致大部分即将开发的水电项目,普遍存在着还贷期上网电价过高的难题。
西部水电开发成本高的问题,其实也不应该是真正的发展障碍。由于目前企业投资核算的周期,最长也不能超过30年,所以我国西部深山中待开发的水电项目,几乎都存在着初期上网电价难以接受的难题。然而,只要还贷期一过,水电站的发电成本马上又变得非常低。
当前所谓西部水电开发的高成本障碍,其实只是一个算账方法的规则问题。这对于具体开发企业,虽然是无法逾越的难题,但对于一个国家来说,从政策上解决这种矛盾,应该说是轻而易举的简单。
从全生命周期来看,水电几乎是最经济的能源。目前,不仅我国的水电上网电价平均比火电低很多,而且全世界各国的电价,几乎都是水电多的国家的电价都比较低。
除此之外,随着 社会 的进步,很多发达国家都已经进入低利率甚至负利率的时代。而我们目前水电投资,还都是要以高达6%左右的贷款利率计算成本。可见,西部水电开发的高成本,其实只是形式上的、暂时的。而实质上,水电才是我们人类 社会 最经济的电力来源之一。
在新一轮的西部大开发中,如果我们仅仅因为资本收益的计算,不利于投资者的短期回报,而丧失了为 社会 提供最优质、最经济的电力的大好机遇,那无疑将是我们的巨大失误。总之,我们的 社会 主义市场经济应该更有利于保障 社会 的整体和长远利益,因此,通过建立专项基金或者利用财税手段,解决这类矛盾并非难事。
如上文所述,我国水电在新时期高质量的发展,不仅切实可行,而且还可以说是我国经济和 社会 可持续发展的必由之路。然而,当前由于我国 社会 舆论对能源电力转型的认识不到位,煤电退出 历史 舞台的问题,至今还没有被摆上议事日程。因此,目前我国严重的电力产能过剩,所导致的水电弃水的难题,依然制约着当前水电的发展。
这种状况只能是暂时的。一旦我们整个 社会 意识到以煤电的退出和可再生能源的大发展为标志的能源革命电力转型,是我国实现小康 社会 并兑现巴黎协定承诺的基本前提,电力转型的情况随时都可能会发生大变。水电作为我国可再生能源大发展的基础和保障,时刻要为这一天做好准备。总之,水电的特性就决定了,我国水电的高质量发展一定要和我国 社会 的进步和可持续发展同呼吸、共命运。
1月12日,国际环保组织绿色和平发布报告称,互联网企业具有极强的低碳转型潜力,应在节能减排方面发挥作用,力争在2030年实现100%采用可再生能源目标。同时,可再生能源发电成本下降,低碳转型也将成为企业控制电力成本的重要手段。
云计算中心资料图。新华社 图
中国互联网 科技 产业具有极强低碳转型潜力
1月12日,国际环保组织绿色和平发布了《迈向碳中和:中国互联网 科技 行业实现100%可再生能源路线图》研究报告,认为随着中国2060年前实现碳中和目标的提出, 科技 行业转向100%可再生能源已成为必然趋势。
碳中和是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量,通过植树造林、节能减排等形式,抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”。我国已明确提出争取二氧化碳排放于2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和的目标。
报告指,在中国2030年前碳达峰的大背景下,预计“十四五”期间,碳达峰压力及目标将分解到具体产业。中国互联网 科技 行业规模仍在高速扩张、碳排放持续增长,如果不采用可再生能源,仅依靠提升节能技术将难以实现碳中和目标。
报告解释,互联网 科技 企业碳排放主要来自电力使用,其中数据中心、云计算中心等大型互联网基础设施的电力使用为主要能耗来源。企业100%使用可再生能源,意味着其用电均来自风能、太阳能、水能等对环境无害或危害极小的能源。
据南都此前报道,复旦大学经济学院教授、复旦大学能源经济与战略研究中心主任吴力波则提出,数据中心等大型互联网基础设施的能耗很高,2018年我国数据中心的用电总量已经超过了整个上海市全 社会 的用电总量,达1500亿千瓦左右,占中国全 社会 用电量的2.35%。吴力波测算,如果按照现在的趋势发展,到2030年数据中心能耗最高可以达到1.4万亿千瓦,占全 社会 能耗的20%。
报告称,全球约41家率先设立长期100%可再生能源目标的 科技 企业,其中约20%已经实现了100%可再生能源目标,另外的约50%企业将实现100%可再生能源目标设置在2030年前,44%企业在2019年达到了60%或以上的可再生能源利用。
而目前在中国,仅有秦淮数据集团一家互联网 科技 企业设立了在2030年实现100%可再生能源目标。绿色和平项目主任叶睿琪表示:“数据中心、云计算领域的脱碳发展是中国实现碳中和的重要一环。中国互联网 科技 产业具有极强的低碳转型潜力,应该成为实现中国碳达峰、碳中和目标的排头兵。”
参考国际情况及中国在2060 年前实现碳中和的雄心,报告建议,互联网 科技 企业应结合自身业务发展的需求,将目标定为在2030年前达到100%使用可再生能源,最晚不应晚于2050年。
绿色电力成为企业减排、控制成本重要手段
要实现100%使用可再生能源目标,企业应当如何做?报告介绍,随着中国可再生能源市场的发展,企业采购可再生能源的方式越来越多样化。市场化绿电交易、“绿色电力证书”认购、分布式和集中式可再生能源电站投资等已成为主要方式。
市场化绿电交易指不依靠政策强制要求,用户自愿从供应商处购买可再生能源转化成的电能,即绿色电力。例如,2019 年,某互联网企业位于河北张家口的数据中心通过采购当地的风电与太阳能发电,实现数据中心40%由可再生能源供电。
2017年,国家发展改革委、财政部、国家能源局三部委发布了《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》,绿色电力证书市场在中国正式启动。每张绿色电力证书(简称“绿证”)相当于1000度电。企业购买了证书后可视为采购了相应的绿色电力,资金将用于支持发电方相应的度电补贴。
此外,企业还可以在屋顶或园区内建设分布式可再生能源发电项目,如分布式光伏和分散式风电,直接获取和使用绿色电力。例如,2020年,某企业位于上海的数据中心在墙体外立面增设太阳能电板,每年可减少消纳传统火电9万千瓦时,相当于减少二氧化碳排放 63.3 吨。报告显示,投资建设分布式项目的收益率为8%,投资大型风电、光伏等集中式项目的收益率为9%-12%。