北京建委要求可再生材料的使用率是多少
不清楚,但是规定预计2030年达到100%。
北京市发改委日前发布关于印发进一步加强数据中心项目节能审查若干规定的通知,在碳达峰、碳中和的背景下,鼓励2021年及以后建成的数据中心,通过自建可再生能源设施、绿色电力交易、认购可再生能源绿色电力证书等方式,逐年提高可再生能源利用比例,在2030年达到100%。
可再生能源是可以永续利用的能源资源,如水能、风能、太阳能、生物质能和海洋能等,不存在资源枯竭问题。中国除了水能的可开发装机容量和年发电量均居世界首位之外,太阳能、风能和生物质能等各种可再生能源资源也都非常丰富。中国太阳能较丰富的区域占国土面积的2/3以上,年辐射量超过6000MJ/㎡,每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿tce的能量;风能资源量约为32亿kW,初步估算可开发利用的风能资源约10亿kW,按德国、西班牙,丹麦等风电发展迅速的国家的经验进行类比分析,中国可供开发的风能资源量可能超过30亿kW;海洋能资源技术上可利用的资源量估计约为4亿-5亿kW;地热资源的远景储量为1353亿tce,探明储量为31.6亿tce;现有生物质能源包括:秸秆、薪柴、有机垃圾和工业有机废物等,资源总量达7亿tce,通过品种改良和扩大种植,生物能的资源量可以在此水平再翻一番。总之中国可再生能源资源丰富,具有大规模开发的资源条件和技术潜力,可以为未来社会和经济发展提供足够的能源,开发利用可再生能源大有可为。2006年底,中国可再生能源年利用量总计为2亿吨标准煤,(不包括传统方式利用的生物质能),约占中国一次能源消费总量的8%,比2005年上升了0.5个百分点,这为2010年可再生能源占全国一次性能源10%的目标迈出了坚实的一步。随着越来越多的国家采取鼓励可再生能源的政策和措施,可再生能源的生产规模和使用范围正在不断扩大,2007年全球可再生能源发电能力达到了24万兆瓦,比2004年增加了50%。2007年至少有60多个国家制订了促进可持续能源发展的相关政策,欧盟已建立了到2020年实现可持续能源占所有能源20%的目标,而中国也确立了到2020年使可再生能源占总能源的比重达到15%的目标。2007年,全球并网太阳能发电能力增加了52%,风能发电能力增加了28%。全球大约有5000万个家庭使用安放在屋顶的太阳能热水器获取热水,250万个家庭使用太阳能照明,2500万个家庭利用沼气做饭和照明。可再生能源比重的提升传递着绿色经济正在兴起的信息,2012年《京都议定书》到期后新的温室气体减排机制将进一步促进绿色经济的全面发展。根据中国中长期能源规划,2020年之前,中国基本上可以依赖常规能源满足国民经济发展和人民生活水平提高的能源需要,到2020年,可再生能源的战略地位将日益突出,届时需要可再生能源提供数亿吨乃至十多亿吨标准煤的能源。因此,中国发展可再生能源的战略目的将是:最大限度地提高能源供给能力,改善能源结构,实现能源多样化,切实保障能源供应的安全。可再生能源是可以重复生产的,而现在我们市场上占大部分的能源是不可再生的矿物能源如石油、天然气、煤、核能等。既然是不可同生的,那就会越用越少,最后用完,除了会价格越来越贵外,能源问题还会引发人类发展中的种种矛盾和冲突,如阻碍经济发展、战争、环境污染等等诸多问题。为了突破这个制约人类生存和发展的问题,许多国家都将开发可再生能源提高到国家的生存和发展战略层面上来,其必要性可想而知。可再生能源有风能、太阳能、地热能、海潮海浪能、水力发电、动植物油及其产生的沼气、水电解氢、氢燃料电池、超长寿命的固体电池等等很多种类。可再生能源的特点是可再生,可持续,有些如太阳能、风能、水力、地热能等大部分还是很环保的能源。它们在生产和生活中的应用和现在我们在使用的电源、燃气、煤、电池的用途一样。
2021年12月8日,国家发改委、国家能源局等四部门对外发布《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求 推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》(以下简称《方案》),提出到2025年,数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局,数据中心运行电能利用效率和可再生能源利用率明显提升。
《方案》对未来几年数据中心如何实现绿色集约化发展指明了方向。但实际落实中,波动性强的可再生能源如何同需要持续用能的数据中心结合?在西部省份自身也要符合能源“双控”的大背景下,数据中心要实现“东数西算”还需要哪些障碍要克服?带着这些问题,《中国能源报》专访了国际环保组织绿色和平东亚地区气候与能源项目经理叶睿琪。2021年5月,绿色和平发布了《中国数字基础设施脱碳之路:数据中心与5G减碳潜力与挑战(2020-2035)》报告,对中国数据中心与5G等数字基础设施的能耗与碳排放趋势做出预测。
问:相较于对节能技术与指标的重视程度,数字基础设施产业整体仍未大规模应用可再生能源。在行业实践中,目前已有5G或数据中心应用光伏加储能的商业项目,据贵机构观察,扩大可再生能源在数据中心的应用,在技术上、政策上分别需要克服哪些难题?
叶睿琪:为了推动数据中心行业迈向碳达峰与碳中和,扩大数据中心行业的可再生能源应用规模,我们建议可以从两方面着手:
一方面,进一步升级激励约束机制,正如近日中央经济工作会中所指出的,加速实现“能耗双控”向碳排放总量和强度“双控”转变。在管理数据中心能耗时,从考核数据中心的能耗使用总量与强度过渡至考核数据中心的二氧化碳排放总量与强度,加上数据中心的可再生能源采购与使用总量。同时,还需要进一步完善相关考核体系,将数据中心可再生能源使用比例作为考核指标之一,统筹数据中心的规模化发展与绿色低碳转型。
另一方面,进一步完善数据中心产业使用可再生能源的市场机制,从全国可再生能源市场化交易现状来看:一是需要加速将绿色电力交易试点、省间可再生能源现货交易试点向全国推广;二需要是进一步提高可再生能源电力在特高压通道中的比例,推进可再生能源的跨省跨区交易;三是落实分布式市场化交易机制,以推动本地化分布式可再生能源如分布式光伏与风电的交易。
问:绿色和平曾建议,完善数字基础设施产业使用可再生能源的考核体系,将“双控”目标与新建数据中心的审批政策挂钩,将数据中心可再生能源使用比例作为考核指标之一。据贵机构掌握的情况,国内已经有这样做的区域了么?
叶睿琪:目前,北京市发改委已经明确将数据中心可再生能源使用比例作为规模以上新建或改扩建的数据中心项目考核指标之一。根据北京市《关于进一步加强数据中心项目节能审查的若干规定》,“项目节能报告中应当包括可再生能源利用方案。新建及改扩建数据中心应当逐步提高可再生能源利用比例,鼓励2021年及以后建成的项目,年可再生能源利用量占年能源消费量的比例按照每年10%递增,到2030年实现100%(不含电网既有可再生能源占比)。”
除此之外,多数省市针对数据中心可再生能源使用以方向性鼓励性政策居多,尚未提出具体量化目标,比如根据上海市经济信息化委与市发展改革委《关于做好2021年本市数据中心统筹建设有关事项的通知》,“新建数据中心项目要加大分布式供能、可再生能源使用量的占比,鼓励采用余热回收利用措施,为周边建筑提供热源,提高能源再利用效率。”
问:西部地区电力、能源资源丰富,可承接数据备份及部分高延时业务。国家也在推行“东数西算”,可是在地方能耗“双控”的大前提下,西部省份接收数据中心的积极性会否受到影响?
叶睿琪:正如近日中央经济工作会中所明确,“要科学考核,新增可再生能源和原料用能不纳入能源消费总量控制,创造条件尽早实现能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变,加快形成减污降碳的激励约束机制,防止简单层层分解。”
虽然目前部分约束激励政策还有待衔接,未来,随着能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变,可以预测西部地区将更积极地为数据中心产业发展提供良好的可再生能源资源。
同时,随着《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》的进一步落实,包括贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地在内的全国一体化算力网络国家枢纽节点将成为数据中心产业发展的重点区位。
企业研发经费增长15.5%、市场主体总量超过1.5亿户、可再生能源发电装机规模突破10亿千瓦政府工作报告呈现的2021年成绩单中,这些数据让人眼前一亮。同时,报告的一系列新部署,也让人从中读出中国经济更重创新、更加绿色,更坚定迈向高质量发展。
让创新动力更足
此时,全国人大代表、航天员王亚平正在距离地面400公里的太空“出差”。她和同事翟志刚、叶光富已经在中国空间站驻留将近5个月。
国家卫星气象中心副主任张兴赢委员为中国航天科技的进步“点赞”,仅去年一年我国就进行了50多次发射,很多技术取得新突破。
依靠创新,是提高发展质量的关键之道。政府工作报告提出,实施基础研究十年规划、将科技型中小企业加计扣除比例从75%提高到100%、对企业投入基础研究实行税收优惠、启动一批产业基础再造工程项目、着力培育“专精特新”企业一系列举措发力产业优化升级,突破供给约束堵点,巩固壮大实体经济根基,勾勒出创新驱动发展的路线图。
研发投入在一定程度上被视为衡量“创新力”的重要指标。从2012年到2021年,全国研发经费投入从1.02万亿元增长到2.79万亿元,占GDP比重从1.97%增长至2.44%。
翻开预算报告,今年我国继续严控中央部门支出,但对教育、科技的投入不纳入压减范围。从全国看,今年科学技术支出增长7.2%。
当前优质技术人才的短缺,成为一些企业发展的“痛点”之一。山西农业大学副校长王娟玲代表注意到,政府工作报告提出,继续开展大规模职业技能培训,使用1000亿元失业保险基金支持稳岗和培训,加快培养制造业高质量发展的急需人才。
她说,要逐步构建起与产业高质量发展相适应、梯度发展的人才培育体系,为经济高质量发展提供人才支撑。
未来,中国制造“骨骼”将更加强健,产业创新能力加快从量的积累向质的飞跃、从点的突破向系统能力提升转变,创新驱动发展将动力更足。
让发展成色更绿
环境美不美,生态好不好,关系人民福祉和永续发展。政府工作报告提出,持续改善生态环境,推动绿色低碳发展。一方面部署加强生态环境综合治理,深入打好污染防治攻坚战;一方面提出有序推进碳达峰碳中和工作,推动能源革命,建设绿色制造和服务体系等。
预算报告提出,中央财政大气污染防治资金安排300亿元、增加25亿元;水污染防治资金安排237亿元、增加20亿元;重点生态保护修复治理专项资金安排170亿元、增幅达42.9%;研究设立国家低碳转型基金;完善清洁能源支持政策
党的十八大以来,我国取得了举世瞩目的绿色发展奇迹。2021年地级及以上城市细颗粒物平均浓度下降9.1%,北京市空气质量首次全面达标,人们享受到更多蓝天白云的好天气。
能源在变“绿”。北京冬奥会上,3大赛区26场馆实现100%绿电供应。我国清洁能源消费量占比提升至25.5%。
绿色消费理念更加深入人心。2021年新能源汽车产销量均超过350万辆,同比增长1.6倍。
推动绿色低碳发展,要严控高耗能、高排放、低水平行业产能规模,同时加快培育壮大战略性新兴产业,向产业链、价值链高端迈进。未来,绿色生产生活方式将加快形成,我们生活的家园将更绿更美。
让市场活力更强
1.5亿户市场主体,是经济稳定运行的重要基础。面对下行压力,政府工作报告释放了为企业减负纾困、更大激发市场活力的信号。
——减税与退税并举,对小规模纳税人阶段性免征增值税,对小微企业年应纳税所得额100万元至300万元部分再减半征收企业所得税,预计全年退税减税约2.5万亿元。
——降低企业经营成本,引导大型平台企业降低收费,进一步清理规范行业协会商会、中介机构等收费,开展涉企违规收费专项整治行动等。
“新政策聚焦制造业、小微企业和科技创新等重点领域和关键环节,精准度更高,将释放多重政策红利。”浙江华海药业总裁陈保华代表说。
移动支付广泛普及,网络购物、在线学习、远程办公等成为工作生活新方式。去年,我国实物商品网上零售额已经占到社会消费品零售总额的约四分之一。数字经济的发展,让人们的生活更加便利,更催生了生机勃勃的经济新业态新模式。
如何做大做强数字经济?政府工作报告专门部署促进数字经济发展。建设数字信息基础设施,推进5G规模化应用,加快发展工业互联网,培育壮大集成电路、人工智能等数字产业 未来,牢牢抓住数字经济发展新机遇,将为经济高质量发展增添新引擎,为老百姓创造更高品质的生活。
来源:新华社
(1)普遍:太阳光普照大地,没有地域的限制无论陆地或海洋,无论高山或岛屿,都处处皆有,可直接开发和利用,便于采集,且无须开采和运输。
(2)无害:开发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁能源之一,在环境污染越来越严重的今天,这一点是极其宝贵的。
(3)巨大:每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤,其总量属现今世界上可以开发的最大能源。
(4)长久:根据太阳产生的核能速率估算,氢的贮量足够维持上百亿年,而地球的寿命也约为几十亿年,从这个意义上讲,可以说太阳的能量是用之不竭的。
太阳能作用:
(1)光热利用
它的基本原理是将太阳辐射能收集起来,通过与物质的相互作用转换成热能加以利用。目前使用最多的太阳能收集装置,主要有平板型集热器、真空管集热器、陶瓷太阳能集热器和聚焦集热器(槽式、碟式和塔式)等4种。通常根据所能达到的温度和用途的不同,而把太阳能光热利用分为低温利用(<200℃)、中温利用(200~800℃)和高温利用(>800℃)。目 前低温利用主要有太阳能热水器、太阳能干燥器、太阳能蒸馏器、太阳能采暖(太阳房)、太阳能温室、太阳能空调制冷系统等,中温利用主要有太阳灶、太阳能热发电聚光集热装置等,高温利用主要有高温太阳炉等。
(2)发电利用
新能源未来太阳能的大规模利用是用来发电。利用太阳能发电的方式有多种。已实用的主要有以下两种。
1、光—热—电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电。一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽,然后由蒸汽驱动气轮机带动发电机发电。前一过程为光—热转换,后一过程为热—电转换。这种方式简单易行,成本低廉回报大,适合在中国大面积推广。
2、光—电转换。其基本原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能直接转换为电能,它的基本装置是太阳能电池。可惜这种发电方式效率只有10%,其成本大于寿命,没有任何经济价值。在制造太阳能电池的过程中,往往会产生二次污染。
(3)太阳能电池
材料要求:耐紫外光线的辐射,透光率不下降。钢化玻璃作成的组件可以承受直径25毫米的冰球以23米/秒的速度撞击。
用途:太阳能发电广泛用于太阳能路灯、太阳能杀虫灯、太阳能便携式系统,太阳能移动电源,太阳能应用产品,通讯电源,太阳能灯具,太阳能建筑等领域。
太阳能在2050年前可能将成为电力的主要来源,受助于发电设备成本大跌。IEA报告表示,2050年前太阳能光伏(PV)系统将最多为全球贡献16%的电力,来自太阳能发电厂的太阳能热力发电(STE)将提供11%的电力。
(3)光化利用
这是一种利用太阳辐射能直接分解水制氢的光—化学转换方式。它包括光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应。
光化转换就是因吸收光辐射导致化学反应而转换为化学能的过程。其基本形式有植物的光合作用和利用物质化学变化贮存太阳能的光化反应。
植物靠叶绿素把光能转化成化学能,实现自身的生长与繁衍,若能揭示光化转换的奥秘,便可实现人造叶绿素发电。太阳能光化转换正在积极探索、研究中。
通过植物的光合作用来实现将太阳能转换成为生物质的过程。巨型海藻。
(4)燃油利用
欧盟从2011年6月开始,利用太阳光线提供的高温能量,以水和二氧化碳作为原材料,致力于“太阳能”燃油的研制生产。截止目前,研发团队已在世界上首次成功实现实验室规模的可再生燃油全过程生产,其产品完全符合欧盟的飞机和汽车燃油标准,无需对飞机和汽车发动机进行任何调整改动。
研制设计的“太阳能”燃油原型机,主要由两大技术部分组成:第一部分利用集中式太阳光线聚集产生的高温能量,辅之ETH Zürich 自主知识产权的金属氧化物材料添加剂,在自行设计开发的太阳能高温反应器内将水和二氧化碳转化成合成气(Syngas),合成气的主要成分为氢气和一氧化碳;第二部分根据费-托原理(Fischer-Tropsch Principe),将余热的高温合成气转化成可商业化应用于市场的“太阳能”燃油成品.
本文为春节专题文章——“年度 科技 发展态势总结与展望”的第四篇能源篇。
世界能源领域2019年发展态势
全球油气供应安全风险大幅增加。 全球尤其是中东能源地缘政治冲突加剧,大大增加了油气供应的安全风险。4月,美国宣布终止对伊朗石油进口的制裁豁免,重启对伊朗原油出口的限制。7月,英国在直布罗陀海域扣押了伊朗油轮。随后,伊朗在霍尔木兹海峡查扣一艘英国油轮以示报复。9月,沙特阿美旗下的两处重要石油设施遭无人机袭击,原油产量一度锐减570万桶/日,引发了全球油价短期跳涨。此外,卡塔尔退出石油输出国组织“欧佩克”、叙利亚局势震荡也在一定程度上影响全球的油气供应安全。
动力电池梯次利用商业化加速。 德国大众集团推出一款新型移动充电站,其内部电能存储单元由二次回收的电动车动力电池组成,已在德国率先投放使用。日本本田 汽车 公司与美国电力公司(American Electric Power,AEP)展开合作,共同开发一个能够将废旧电动 汽车 电池集成至AEP电网中的新商业模式。中国北汽鹏龙、北汽新能源等企业合伙在河北省黄骅市实施了北汽鹏龙动力电池梯次利用及资源化项目。
世界能源领域2020年趋势展望
全球能源转型趋势愈发明显。 德国将逐渐停止以煤炭作为电力来源,并将可再生能源的发电比重从现在的38%提升至2030年的65%。法国能源部表示,到2030年要将可再生能源在法国能源结构中的比重提高到40%左右。韩国产业通商资源部公布《第三次能源基本计划》草案,提出力争到2040年将可再生能源占比提高到30%-35%,大幅降低煤炭发电比重。波兰公布2040能源政策草案,拟大幅增加核电和可再生能源在能源结构中的比例,以不断降低对煤炭的依赖。
可再生能源市场前景巨大。 国际能源署发布《可再生能源市场分析和2024年预期》报告称,从2019年到2024年,全球可再生能源装机将增加50%。美国能源信息署发布的《2019年度能源展望》报告指出,未来30年,可再生能源发电量(风力、太阳能、水力)将从2018年的5000亿千瓦时增加到2050年的1.5万亿千瓦时。欧洲风能协会发布《我们的能源,我们的未来》报告称,欧盟现在的海上风电装机容量是20吉瓦,到2050年欧盟海上风电装机容量要达到230至450吉瓦,比现有容量增长10倍以上。英国发布的《海上风电产业战略规划》提出,在2030年前将英国海上风电装机容量提高到3000万千瓦,将海上风力发电量提高到总发电量的30%。
先进核技术商业化应用加速。 根据麻省理工学院报告,先进、非常规的核反应堆将在2030年颠覆当前的核能行业。美国首座小型反应堆纽斯凯尔小堆将于2020年9月完成核管会的设计认证,并将于2026年下半年投入运行。俄罗斯首座浮动式核电厂“罗蒙诺索夫院士”号将于2020年4月开始全面投运。英国投资两亿英镑建造全球首个商用核聚变发电厂,并拟于2040年实现核聚变能源生产的商业化。加拿大启动核能研究倡议,加速推进小型模块堆的研发应用,并计划于2026年前在乔克河(Chalk River)建成首座小堆。
作者简介
张欢欢,国务院发展研究中心国际技术经济研究所 研究四室 研究助理
研究所简介
国际技术经济研究所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、 科技 社会 发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界 科技 、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和 科技 创新洞见。
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