李家杰博士发起的TERA-Award2022智慧能源创新大赛有哪些最新进展

世界杯为什么利好有色金属

近十年来，天然气储量丰富的小国卡塔尔一直是一个巨大的建筑工地。为了准备今年11月举办的国际足联世界杯(FIFA World Cup)，巴西修建了7座体育场、新道路和数十家酒店。考虑到新建筑产生的排放，再加上运送球员和球迷的航空旅行，2022年世界杯将成为有史以来碳排放最密集的一届。

世界杯组织者承诺将消除世界杯对环境的负面影响。他们计划通过购买补偿来使这一事件"碳中和"--从理论上讲，为从地球大气中去除或减少其他地方的碳支付费用。

实际上，该计划存在严重缺陷。卡塔尔和国际足联不仅没有减轻奥运会对环境的影响，反而可能在不经意间放大了这种影响。具体来说，他们表示希望从总部位于多哈的全球碳理事会(Global Carbon Council)购买约180万份碳补偿，以支持一个新的地方组织，该组织负责批准那些在世界其他地方达不到最低标准的项目。

非营利性组织"碳市场观察"(Carbon Market Watch)的政策主管、自愿碳市场诚信委员会(Integrity Council for the Voluntary Carbon Market)的专家顾问吉勒斯.杜弗拉斯内(Gilles Dufrasne)说，GCC认证的碳排放额度"不会对全球排放产生任何影响"。"海湾合作委员会在这里提供的东西往好了说是无知的，往坏了说，显然是企图制造更多低质量、低成本信贷的供应，并产生一种可信度的错觉。"

Dufrasne说，问题在于海湾合作委员会批准的项目可能与印度、土耳其和塞尔维亚等中等收入国家的可再生能源发展有关。在过去，太阳能、风能或水力发电厂可以产生碳信用，前提是额外的收入会促使开发商采取措施取代化石燃料能源。如果没有信用，可再生能源项目就无法建成。

在大多数国家，情况已不再是这样了。从2010年到2021年，可再生能源的成本下降了近90%。太阳能和风能需求量很大。如果开发商不需要额外的激励来建造它们，他们就不应该产生信用额度，授予其他人许可证，让他们通过大规模的建筑项目或航空旅行向大气中排放新的废气。

杜弗拉斯内说，除了少数少数的例外，"在2022年向大型可再生能源项目发放碳信用额度违反了碳市场的基本完整性规则。"

这就是为什么Verra和Gold Standard这两家世界上最大的碳抵消项目认证机构自2019年以来拒绝在除最贫穷国家外的所有国家建设并网可再生能源项目。Verra首席执行官戴维 安东尼奥利(David Antonioli)表示:"我们得出的结论是，只有那些最不发达国家的人仍是多余的。"他说，核查机构推出这项禁令是为了"确保碳融资流向最需要它的地方"。

"基于科学的目标"倡议走得更远，它说公司应该只从积极地从大气中去除碳的项目中购买补偿--这个定义不包括可再生能源项目。

然而，GCC强烈反对。首席运营官Kishor Rajhansa表示，该公司会对每个项目进行单独评估，可再生能源可以成为补偿的合法来源。他说:"可再生能源是实现全球净零排放的最大一项减缓气候变化的活动。"

"我们原则上不同意Verra和Gold Standard对来自发达国家的所有项目做出全面决定的决定，"Rajhansa说。"我们希望给每个项目所有者展示附加性的机会。"

自2019年开始运营以来，GCC直到最近才认证了几个项目。但世界杯的宣传--以及其他地方标准的收紧--显著提升了该公司的商业前景。Rajhansa说，国际足联和最高委员会承诺举办一场碳中和比赛，并雄心勃勃地从该地区获得信贷，这为海湾合作委员会的计划提供了动力。

现在有近600个项目在等待GCC的批准，这些项目是由项目开发人员或无路可走的中间商提交的。印度能源公司Emergent Ventures已经向GCC提交了一些并网太阳能项目的认证。Emergent Ventures的主管Atul Sanghal说:"这是允许注册可再生能源发电项目的唯一可行标准。""这是去GCC注册的主要原因。"

Rajhansa说，GCC在未来十年可能产生多达4亿美元的信贷。按照今天的价格，这将价值约10亿美元。几乎所有的项目都是可再生能源项目，它们要么依赖GCC自己的方法，要么依赖联合国清洁发展机制(United Nations Clean Development Mechanism)的方法。据Dufrasne说，联合国清洁发展机制是1997年根据《京都议定书》建立的，现在被认为过时了，"事实上已经死亡"。

碳补偿可以在几乎没有监管的情况下进行买卖。联合国和其他全球性机构正在制定通用标准，监管机构对连接买方和卖方的交易所越来越感兴趣。

到目前为止，世界杯组织者是海湾合作委员会核实的信用额度的唯一买家。海湾合作委员会负责核实抵消项目，由卡塔尔政府所有。然而，所有批准和提交的项目都被GCC标记为"CORSIA合格"，这意味着它们可以被航空公司用来履行其在同名计划下的抵消义务。

在本月回答问题时，国际足联表示，所有的赛事组织者--国际足联、最高委员会和2022卡塔尔世界杯组委会--将独立决定是否以及在哪里购买补偿。国际足联现在表示，它不会购买GCC核实的补偿。

最高委员会表示，它支持在2016年成立海合会，为地区气候行动做出贡献，但海合会现在是作为一个独立的组织运行。"可持续性定义了我们所有的规划和运作，"委员会补充说，其中包括一个新的太阳能发电厂、苗圃、绿地和电动巴士。

海湾合作委员会的出现，引发了对自愿碳排放市场进行全球监管的新呼声，为可可信地声称可抵消排放的碳排放额度建立一个共同的、高标准。即使GCC与其他机构一样收紧了标准，也没有什么能阻止另一个组织出现验证可再生能源信用，只要抵消是"验证"的，公司就会购买它们，并将其应用于净零目标。

"如果没有更严格的规则和监督，(市场)将不会在实现《巴黎协定》目标方面发挥重要作用相反，它最终可能会促进更多的排放，"可持续发展咨询公司INFRAS管理合伙人、联合国碳信用方法专家组前成员于尔格.费斯勒(Juerg Fuessler)表示。

福斯勒说，购买劣质信用的买家"分散了必要的实际和额外的减排活动的资源和注意力"，未能推动有意义的减排。

2022年北京冬奥会的4个理念是绿色办奥、共享办奥、开放办奥、廉洁办奥。

1、绿色

北京冬奥会所有新建场馆均满足三星级绿色建筑评价标准，所有竞赛场馆在世界上首次实现100%可再生能源供电，雪上场馆注重水资源保护，冰上场馆聚焦能源回收。

2、共享

北京冬奥会带动三亿人参与冰雪运动，加大群众性冰雪运动场地建设，推进交通设施、产业发展、公共服务共建共享，带动群众就业增收。

3、开放

北京冬奥组委同国际奥委会、国际残奥委会、国际冬季单项体育联合会等保持紧密合作，积极促进国际体育、教育、文化等领域的人文交流。

4、廉洁

场馆持续利用是最大的节俭，北京冬奥对重点领域和关键环节全过程监督，确保廉洁办奥。

绿色办奥的体现

在“绿色办奥”方面，低能耗的场馆和“海绵赛区”，最大限度保护山体结构和风貌，减少对环境的负面影响和资源浪费。在场馆建设中，考虑了赛后利用、节能减排等多项指标，如采用了新型真空绝热板保温材料，在保证房屋内冬暖夏凉的同时，还具有良好的防火性能。

整个建筑节能比率82%，每年可减少二氧化碳排放量约42.4吨。如“水立方”向“冰立方”的华丽转身，实现了世界上唯一一个可同时举办夏季、冬季赛事项目的场馆。冬奥村采用的是装配式钢结构住宅的形式，室内采用剪力墙设计，这是一种可以回收的建筑材料，可以满足从赛时到赛后转换的要求，可以满足未来的居住空间需求。

在智利最南端的麦哲伦省，立足于当地丰富的风能资源，西门子能源携手多个合作伙伴共同打造了“Haru Oni”项目，创新了绿氢生产与应用的场景，即利用可再生能源生产气候中立的合成燃料，这不仅能为高碳排放的交通运输行业提供清洁燃料，也将为可再生能源丰富的地区提供清洁能源输出提供巨大商机。

西门子能源首席执行官克里斯蒂安·布鲁赫博士（Christian Bruch）表示，“可再生能源将不仅在有市场需求的地方生产。风能、太阳能等自然资源丰富的地区也将成为可再生能源的产地。因此，新的供应链将在世界各地兴起，支持可再生能源在地区间的运输。”

西门子能源股份公司新能源业务全球首席战略官兼新能源亚太区业务负责人赵作智博士在接受采访时表示，重要行业如交通运输、工业等的??深度脱碳离不开绿氢的使用。未来，氢能在储能和运输方面将扮演越来越重要的角色。

可再生能源的全球化分配

氢气作为能源载体，将在全球能源转型中与电力互为补充。电解水制氢被认为是未来制氢的发展方向，尤其是利用可再生能源电解水制氢。

目前传统的制氢模式，不管是“灰氢”还是“蓝氢”，它们的生产还是使用过程，都存在着高碳排的问题。当电解水制氢过程中使用的电力完全来自风能、太阳能、水能或地热发电等可再生能源时，其产生的氢气才能被称为“绿氢”。

数据显示，2020年，全球交通运输行业二氧化碳排放量高达排放量达到88亿吨，仅次于能源、工业成为第三大碳排放源头，尤其是公路运输占比较高。因此，在二氧化碳减排面临挑战的领域，比如交通运输、炼油和钢铁等行业，绿氢将助力其实现深度去碳化。

“Haru Oni”项目依托智利的风能优势，通过电解槽利用风电将水分解为氢气与氧气，然后利用从空气中捕获二氧化碳与绿氢结合，制取合成燃料。在这个过程中，西门子能源灵活高效的质子交换膜（PEM）电解技术，由于其具有的快速启停，在极短时间达到满载运行的优势，能够很好的解决风能的不稳定性问题。

未来，由绿氢制成的合成燃料，将有着广阔的新应用领域。与传统化石燃料相比，合成燃料的碳足迹显著降低，基于合成燃料的绿色产品，将成为运输、交通或供暖部门深度脱碳的有力选择。

据了解，“Haru Oni”试点项目是全球首个工业级综合性合成清洁燃料商业工厂。预计最早在2022年，工厂将完成第一阶段试点，年产约13万升合成清洁燃料。根据项目规划，，将在2024年和2026年分别实现5500万升和5.5亿升的年产量目标。

智利享有风力发电的优越气候条件，且电力成本低，具备面向全球市场生产、出口以及在本地应用绿氢的巨大潜力。“Haru Oni”项目产生的经济效益，不仅可以促进可再生能源丰富的地区经济增长，也能通过清洁能源传输机制，令工业国家受益于更加多元化的绿色能源供应和稳定的能源成本，实现双赢的局面。

2021年5月，西门子能源启动了中东和北非地区首个工业级太阳能驱动的绿色氢能生产设施，利用太阳能园区的日光太阳能，该项目能够在1.25MWe的峰值功率下，每小时生产大约20.5公斤的氢气。

该试点项目展示了从太阳能制绿氢到氢气的存储和再电气化。这套系统可以为可再生能源的生产提供缓冲，既可用于针对需求增加的快速响应，也支持长期存储。在该地区太阳能光伏发电和风力发电成本低廉的背景下，氢气有望成为未来能源组合中的关键燃料，并有可能为拥有丰富可再生能源资源的地区带来能源出口的机会。

根据国际氢能委员会预计，到2050年，氢能将承担全球18%的能源终端需求，创造超过2.5万亿美元的市场价值，燃料电池 汽车 将占据全球车辆的20%~25%，每年为交通运输行业贡献至少三分之一的碳减排。

西门子能源正在通过构建电能多元化转化系统（Power-to-X）的基础设施帮助客户实现其去碳化目标，并为全球范围内的跨行业去碳化做出贡献。西门子能源拥有面向可持续的、零碳排放的能源供应所有核心技术，从可再生能源、高效燃气电厂，到输配电和低碳的能源工业应用关键设备和解决方案，再到高效的电解水制氢解决方案。

在中国实施首个兆瓦级绿色制氢项目

氢能产业在整个能源行业的地位已逐渐提高。截至2021年初，全球已有30多个国家发布氢能产业发展路线图。日本和欧盟均已公布氢能战略，对2030年和2050年的绿氢产量和氢能源 汽车 的普及率提出具体目标。

去年，国务院办公厅及国家能源局等颁布了《新能源 汽车 产业发展规划（2021-2035年）》《关于建立健全清洁能源消纳长效机制的指导意见（征求意见稿）》等支持政策，鼓励推广绿氢、分布式能源、燃料电池等重点技术的研发和商业应用，氢能产业将迈入商业化和规模化发展的新阶段。

推广绿氢使用的一大难点在于如何降低成本。对此，赵作智博士以光伏发电成本下降举例对照，一是技术的创新突破，二是规模化应用的效应。“将需求端培养起来以后，能够有效拉动供给端，规模化效应就起来了。”他认为，绿氢的成本在于电解槽设备和用电成本，其中，可再生能源产生的绿电成本高低，以及设备的利用小时数，是最大的影响因素。

今年4月，BloombergNEF发布的氢能平价更新报告，建模预测了15~28个国家未来的绿氢降本路线，表示到2050年绿氢价格将低于天然气、灰氢和蓝氢，届时，绿氢成本将较现在降低85%，低于1美元/千克。报告同时表示，到2030年，从成本上来讲蓝氢项目的必要性将大大降低了。受益于光伏成本的大幅降低，未来绿氢降本有望提速。

在碳达峰、碳中和目标的推动下，广东、上海、浙江、江苏、山东等30个省份将氢能写入“十四五”发展规划，总产值规模将达近万亿元。此外，北京、河北、四川等省份还纷纷出台了氢能产业发展实施方案。

对于国内氢能市场的发展，赵作智博士表示，“中国是很好的一块土壤，我们有政策、有资本，也有??各行各业，一些领军企业也有意愿去尝试一些新技术，有资金、有人才、有市场，未来，随着技术的进步，绿氢的发展潜力十分巨大。”

据了解，西门子能源专注于三大领域的技术创新，一个是低碳或零碳的发电；第二是低碳环保的输电；第三是针对工业领域的去碳化，尤其是油气、化工、造纸等能源密集型行业。

赵作智博士透露，目前，西门子能源在国内布局，主要是通过和领军企业合作，发挥各自优势降低成本，推进技术应用。在实现双碳目标的背景下，业内遵循着需求拉动供给的规律，以技术解决方案节能降本，推动应用规模化的形成。

2019年9月，西门子与国家电力投资集团（“国家电投”）签署《绿色氢能发展和综合利用合作谅解备忘录》。双方计划进一步拓展绿色氢能项目的合作。

2020年8月，西门子能源与中国电力国际发展有限公司（下称“中国电力”）旗下的北京绿氢 科技 发展有限公司签署协议，为中国电力氢能创新产业园提供一套橇装式质子交换膜（PEM）纯水电解制氢系统“Silyzer 200”。这一项目所在的北京市延庆区是将于2022年举行的大型 体育 赛事的三大赛区之一。西门子能源的绿色制氢解决方案将帮助确保赛事期间和赛后的公共交通运营所需的氢能供应。

据介绍，这是西门子能源在中国实施的首个兆瓦级别绿色制氢项目，设备已经运达现场，在安装调试后将很快投入运营。作为该制氢-加氢一体化能源服务站的核心设备，西门子能源提供的PEM纯水电解制氢系统Silyzer 200能够以高能量密度和运行效率实现工业规模的高品质氢气生产。此外，该制氢系统具有快速响应能力，带压启动至稳定运行时间不超过1分钟，并可直接与可再生能源耦合。

展望未来发展，“绿氢方面，我认为中国会引领整个世界。现在领先的是中国和欧洲，这两个市场有他们自身得天独厚的地方，两边一起来、两家火车头一起拉动，这也符合一个整个中欧合作的一个大框架。”赵作智博士说。

可再生能源大赛是作为世界职业技术教育发展大会重要赛事之一，只要在日常生活中肯努力学习这个方面的知识，获奖率是很高的。

可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源，是取之不尽，用之不竭的能源。

除了体育场，中国还参与了世界杯可再生能源基础设施的建设，尤其是阿尔卡萨光伏电站。这座由中国企业承建的800兆瓦发电站位于多哈以西约80公里的沙漠地区，为卡塔尔世界杯提供了重要能源保障。

中国还参与了球迷村集装箱式房屋建造。为球迷提供往返世界杯场馆接送服务的1500辆大巴车，其中包括888辆电动汽车，也是由中国制造的。

中国企业成为本届世界杯最大赞助商。英国全球数据公司说，中国企业为世界杯赞助了14亿美元，超过了美国企业的11亿美元。

当然，国际足联的很多世界杯纪念品也是由中国制造的，包括旗帜、球鞋和桌上足球机，生产官方授权限量版“大力神杯”的是一家广东东莞企业。

中国与2022年世界杯的联系如此紧密，原因至少有四方面。首先，也是最显而易见的一点，中国和卡塔尔在多个领域建立了积极的关系。自1988年建交以来，双边关系稳步发展。中国目前是卡塔尔最大的贸易伙伴之一，卡塔尔则是中国能源进口的主要来源。双边贸易继续强劲增长，2021年达到170亿美元的历史最高水平，比上一年增长57%。在过去10年里，中国对卡塔尔的投资稳步增长，在该国的关键基础设施和能源项目中占有重要地位。

第二个原因是，尽管中国队没有获得世界杯决赛圈比赛的参赛资格，但很多中国球迷前往卡塔尔观战，中国球迷购买了5000到7000张门票，中国还是全球通过电视收看世界杯比赛人数最多的国家。这让中国政府有机会向人民展示，国家有能力为重要世界赛事作出重大贡献。

第三个原因是，参与世界杯为中国企业提供了市场机遇。对中国来说，赞助是向全球市场宣传品牌的一种方式，能与更知名的全球品牌并肩展示，令中国品牌引以为豪。

第四个原因与中国的长期雄心有关。中国已经制订计划要振兴和发展足球，包括大规模扩建足球场地，加快发展校园足球，建设更多的全国特色足球学校。

从这个意义上说，中国参与2022年卡塔尔世界杯的筹备工作是通往未来目标的桥梁。