为什么互联网都盯上了可再生能源?
Facebook 、苹果、亚马逊、Google 这些科技互联网公司的业务重心都有所不同,但近几年都都不约而同在一个领域不断加大投入,那就是可再生能源。那么为什么互联网都盯上了可再生能源?
1、带动地区经济发展。早在 2014 年,亚马逊的第一个风力发电厂就已经在印第安纳州的本顿县启用,而新的三个风力发电厂,其中一个位于加利福尼亚南部特哈查比山脉,在这座山脉进行风力发电的科技公司不仅仅是亚马逊这一家。这些风力发电项目多建在边远的农村地区,同时也带动了这些地区的经济增长。根据美国劳工统计局的预测,从 2018 年到 2028 年,风力涡轮发电机技术人员的岗位将增加 57%。
2、最主要的原因之一就是为自家的数据中心供电。除了风力发电,太阳能也是互联网巨头青睐的可再生能源,美国新墨西哥州正在建设的建设两个 50 兆瓦的太阳能项目,在不久的将来将会为 Facebook 数据中心供电,以帮助 Facebook 实现在 2020 年 100% 使用可在生能源的目标。作为全球最大的几家科技互联网公司,Facebook、Google 、苹果、亚马逊的数据中心存放着支持几十亿用户数据量的服务器,耗电量十分惊人。
据统计,全球数据中心的电力消耗总量已经占据了全球电力使用量的3%,按现在的电力价格估算,到 2025 年全球数据中心的电费将会超过百亿美元。
互联网巨头纷纷要提高可再生能源的使用比例,既可以大大降低成本,而在边远农村投资的新能源项目,往往还能获得当地政府的补贴,此外还能通过环保提升自己的企业形象,一举多得,也难怪大公司都盯上可再生能源了。
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%。
目前,国内综合能源服务已经逐步趋于成熟阶段。开展能源服务的企业类型包括售电公司、服务公司和技术公司等。
综合能源服务
能源公司∶ 主要是重资产企业, 规模相对较大, 以大型国企为主。一类是传统能源企业转型,如电网公司等。配售电改革给部分传统能源企业提供了转型和延长产业链的机遇,为部分新能源企业提供了资源整合和升级的契机,推动公司由单一能源供应商向综合能源服务商转变,打造新的利润增长点,提升公司市场竞争力。与传统能源公司相比,新型的能源服务公司直接面向用户或增量能源市场(新开发的区域里建立新的能源基础设施),业务往往包含多种能源。
售电公司∶ 主要是新成立的企业, 既有国企, 也有民企, 以中小企业规模为主,围绕售电业务开展的综合能源服务商。从市场的参与者来看,在政策的驱动下,售电公司的市场主体呈现出了多元化的特点。按照电改9号文,鼓励进入售电公司领域的主体主要包含以下几类现有供电公司、大型发电企业、节能服务公司、工程建设公司、大型工业园区以及有条件的社会资本。除了上述参与者,目前参与到售电领域的企业还包括了民营电气设备企业、分布式能源企业等。
技术公司∶ 主要是轻资产企业, 互联网公司、储能技术公司、微电网技术公司等,这类公司主要将信息技术与能源相融合,包括传统能源技术公司以及以大数据、云计算、物联网、区块链技术、人工智能等新业态为主的技术公司,适合开拓一些新型增值服务。如国网电子商务公司、阿里云综合能源服务方案、行有嘉的能效数字化平台等等。
服务公司∶这类公司主要是轻资产企业,规模相对较小,包括各类设计院、工程总包单位、工程服务企业、节能服务公司、需求响应服务、分布式能源方案设计单位、智慧能源解决方案服务商等。根据用户需求可提供各种增值服务,如提供蓄热受托、能效管理、用能诊断、设备维护、整体供电方案等多元化服务,以及搭建多种生活产品交易平台,实现电力、自来水、燃气、热力的批发和零售,提供从电力、天然气到可再生能源供应等一系列的综合解决方案。
综合能源服务
三次工业革命的特点
历史上重大经济转型都有一个共同点,即通信媒介、能源和运输系统这三大要素缺一不可。
19世纪,由蒸汽驱动的印刷机和电报机、丰富的煤炭资源和国家铁路系统的火车结合起来,形成了管理、驱动社会和推动社会流转的通用技术平台,从而引发了第一次工业革命。
20世纪,电力、电话、广播、电视、廉价的石油和国家公路系统的内燃机车紧密结合,为第二次工业革命创造了基础设施。
目前处于第三次工业革命之中。在嵌入商业建筑、住宅和工业建筑中的物联网平台上,数字化通信互联网融合数字化可再生能源互联网(由太阳能和风能驱动)和数字化交通运输互联网(由绿色能源驱动的无人驾驶电动汽车和燃料电池汽车组成)
新的研究表明,随着向物联网平台和第三次工业革命转型,在未来20年内,总能源效率有望提高到60%。这相当于大幅提高了生产力,同时转型为几乎完全使用可再生能源的后碳社会和高度弹性的循环经济。
第三次工业革命产生的巨大影响
第一次和第二次工业革命的基础设施的设计具备集中式、自上而下和专有性特点,需要垂直整合才能创造规模经济,将利润回报给投资者。因此在第二次工业革命结束时,全球《财富》500强企业(大部分在美国)的收入达到30万亿美元,约占全球GDP的37%,员工却只有6770万(全球劳动人口近35亿)。
第三次工业革命的基础设施设计为分布式,具备开放性和透明性,可以实现网络效应,并横向扩展,让数十亿人能够以极低的固定成本和接近于零的边际成本,和世界其他各地区的人以虚拟形式或实物形式直接对接。他们只需要一部智能手机和互联网,就能够即时访问大数据和由其他数百万个企业及其网站组成的全球网络。
第三次工业革命的分布式后碳智能平台可以实现更密切、更包容的商业、贸易和社会生活,随着从全球化转变为“全球本地化”,个人、企业、社区可以一对一直接对接,绕过20世纪作为商业贸易中间人的全球企业。随着智能化高科技中小企业的大量涌现,全球本地化使得社会创业的大规模扩张成为可能。这些中小企业形成横向扩展的合作社,在世界各地的区块链网络中运营。
简而言之,第三次工业革命带来了规模前所未有的商贸民主化前景。
绿色新政的来源
9名长期从事气候活动的有志之士齐聚英国,成立“绿色新政小组”。该小组兼收并蓄,其成员来自各个领域,具备能源、金融、新闻、环境科学方面的专业知识,在面临气候变化的世界里,这正是重新思考经济模式所需要的跨学科团体。
2008年,绿色新政小组发表一份长达48页的宣言,题为《绿色新政:解决信贷危机、气候变化和高油价三重危机的联合政策》。 该计划概述了向第三次工业革命零碳模式转型的关键构成要素和组成部分。
2009年,德国绿党的官方基金会——海因里希·伯尔基金会发表题为《迈向跨大西洋绿色新政:应对气候和经济危机》的宣言。
同年,欧洲绿党把绿色新政作为党的政治纲领,并发表了题为《欧洲绿色新政:面对危机的绿色现代化之路》的详细计划。
联合国环境规划署同年也加入了这场争论,爱德华·巴尔比耶(Edward Barbier)撰写了学术报告《经济复苏反思:全球绿色新政》
韩国于2009年也带着自己的绿色新政举措加入这一行列。
绿色新政的论调持续升温,成为2019年欧洲各国选举的主题。
经过十年发展,绿色新政运动已然具备扎实的基础。四大基础设施行业都开始与化石燃料文明脱钩,转而与绿色能源、清洁技术、可持续效率以及相应的循环性和弹性等生态社会的核心特征结合,化石燃料资产搁浅的情况随处可见。
中国的绿色新政
中国也正在快速建立绿色银行机制和发行绿色债券,为“互联网+”第三次工业革命基础设施建设筹备资金;与此同时,中国也正在积极采取行动,扩大覆盖数亿工人的全民养老金承诺,其中许多人将在未来20年至30年退休。
这些不断增加的养老基金将越来越多地投资于绿色债券,为扩大新的零排放“互联网+”基础设施规模提供必要的资金池,同时确保获得足够的收益,以保证即将退休人员的养老金领取,推动实现“全面建成小康社会”的中国梦,并且在这一过程中,引入生态文明。
此外,中国也在逐步建立和发展一种相对较新的商业模式——能源服务公司。在一定程度上,能源服务公司用智能合作网络中的供应商和用户取代了传统资本主义市场中的卖方和买方。它们的投资回报完全依赖于保障充足的能源节约和能源生产以及跨越经济价值链的总效率,而新的生产性资产的所有权以及总效率提高带来的所有未来生产力仍然掌握在用户手中,无论它是企业、业主,还是负责公共事业和服务的政府机构。
应对全球气候变化已迫在眉睫,我们这一代人需要担负起时代的使命,在沟通交流、能源、交通、制造、建筑、工业、农业和日常生活等方方面面,践行绿色新政,控制和减少温室气体排放,扭转全球气温升高的趋势,使世界迈入更加美好的零碳时代,促进人类社会形态由工业文明向生态文明转型,实现人与自然的和谐发展。
从去年开始,全球能源行业已经发生大逆转。 全球最大的可再生能源供应商美国NextEra能源公司市值飙升至1500亿美元,一度超越埃克森美孚公司和雪佛龙,成为全球价值最高的能源企业。 到了年底,随着油价有所回升,埃克森美孚才勉强挽回了些许尊严。
在与气候变化的对抗中,2020年是有史以来最关键的一年。 这一年,世界开始行动起来,努力修复几个世纪以来对气候的破坏。 全球最大的几个经济体都做出了净零排放、碳中和的承诺。
这一年,传统能源巨头在对新能源的态度上发生了翻天覆地的转变。
01
传统能源巨头蜂拥进新能源领域
2020年,全球化石能源巨头经历了有史以来最为痛苦的一年。
油价暴跌,巨额亏损。以往,他们总能在低谷后再次攫取复苏后的暴利。与往年不同,这次不再是简单的周期性经营亏损。他们 必须面对一个新的残酷现实—— 承诺大幅甚至全部减 少温室气体排放。
在这种要求下,未来石油需求和煤电需求都将大幅下降。 大力发展可再生能源,成为传统化石能源巨头转型最为清晰的发展路径。
我们看到,过去一年,全球化石能源巨头不约而同的疯狂涌入新能源领域,并斥以数以万亿的资金。这几乎颠覆了想象。
美国能源巨头杜克能源欲斥资4000亿砸向风电、光伏等领域。 杜克能源去年宣布,未来5年计划斥资560亿美元(折合3920亿元人民币)的资本投资计划, 希望到2025年将可再生能源发电指标翻一番,设定的目标是自行投资或购买16000MW可再生能源装机量 。 并计划到 2050年,新增40000MW太阳能和风电装机量,这将占到杜克能源公司2050年夏季总装机 量的40%。
西班牙石油巨头雷普索尔计划将可再生能源产能扩大五倍。 去年底,雷普索尔宣布,在未来十年内将可再生能源产能扩大五倍,并从石油业务中筹集资金,将可再生能源发电能力从目前的2.95吉瓦扩大到15吉瓦,包括风能和太阳能。
法国石油巨头道达尔计划未来十年内,每年在可再生能源上投入30亿美元。 道达尔未来10年能源产量将增长三分之一,其中大约一半将来自液化天然气,另一半来自电力——主要来自太阳能和风能的增长。
英国石油巨头BP将可再生能源产能从2019年的2.5GW拉升至50GW。 BP打算在2030年底前,将在低碳能源的投资总额拉升10倍达到50亿美元,并将可再生能源产能从2019年的2.5吉瓦拉高至50吉瓦。
葡萄牙石油巨头GalpEnergía计划到2030年,将其可再生能源的规模扩大到10吉瓦 ,计划将集团10%至15%的投资用于可再生能源发电。
欧洲最大电力公司之一Enel拟投资700亿欧元扩大太阳能、风能业务。 去年底,Enel宣布2021-2030年的战略重点是加速能源转型。其中,约700亿欧元用于扩大其风能和太阳能业务,可再生能源发电规模将从目前的45GW增至120GW。
西班牙最大电力公司Endesa拟在未来三年将太阳能等发电总容量增加50%。 Endesa表示将在2021-2023年期间筹措79亿欧元投资用于脱碳,新可再生能源产能等。其中,可再生能源将获得33亿欧元,用于投资约3000MW的太阳能和900MW的风电。
西班牙电力巨头Iberdrola计划5年投入760亿欧元,将可再生能源装机增至60GW。 去年底Iberdrola公 布了调整后的新5年投资计划,将在2021-2025年间,投资750亿欧元大力发展可再生能源,到2025年将可再生能源装机从去年的32吉瓦增至60吉瓦。
以上只是我们列举的部分化石能源巨头在可再生能源领域的投资计划,更多的案例不胜枚举。
颇具前景的可再生能源,吸引的不只是能源巨头。 越来越多非能源企业也开始蜂拥而入。
比如澳大利亚铁矿石巨头FMG,去年底就宣布2022年或2023年开始生产风能、太阳能、氢气和氨水等可再生能源,最终目标是达到236吉瓦的清洁能源产能。又比如 日本电信巨头NTT宣布,到 2030年将可再生能源发电能力从现在的300兆瓦提高 到7.5吉瓦。
02
技术创新的力量
从目前公开资料统计,未来5年时间,全球至少有万亿美元以上资金将进入可再生能源领域。
相对于未来更为庞大的体量,目前投入的资金还只是冰山一角。国际可再生能源署预计到2050年,为了实现碳中和,全球需要在清洁能源领域累计投资130万亿美元。
这些资金大部分将投向风电和光伏相关 领域 。
十年前,这简直无法想象。
越来越多的企业将宝押向新能源,除了情怀,更多的因素是源于以风电、光伏为首的新能源竞争力越来越强。
在技术进步和规模效应推动下,风电和光伏已经成为全球最具竞争力的能源。
以风电为例,十几年前,陆上风电单位千瓦造价高达12000元,如今已经下降到7000多元。国内上网电价已经下降至0.29元/千瓦时(I类区域),部分地区成本已经下探至0.15元/千瓦时。
十几年来,风电技术不断推陈出新,目前已经进化到第四代风机——人工智能风机,这种风机为全球新能源加速开发创造了契机。
有兴趣的同学,可以观看B站上一条爆红的 讲述风机进化史的科普视频,为了方便大家观看,我们将视频上传至此。
远景能源工程师告诉我们,他们推出的伽利略超感知风机就是人工智能风机。 在前三代增加偏航、变桨、独立变桨基础 上,工程师们在风机中创造性融入了人工智能元素。
这种风机能够利用传感数据,结合人工智能模型,实时还原所在机位的风信息,并对比实际运行情况与设计的差异,进行不断的精细调整。 这样一来,风机不再是按照预设好的场景程式化的变桨,而是依据实际的气流特性求真务实的变桨。 就和伽利略一样,能够用实例来验证固有理论。
当成千上万台伽利略超感知风机遍布群山、平原、海洋,大量的实例验证信息将在云端刻画出风机该有的样子,然后传回每一台风机,进而使风机不断进化,将潜力发挥到极致,再次提升发电能力。 而且,这种进化不仅可以体现在某一台风机上,也体现在整个风电场上。 依托边缘计算技术,风电场集群的人工智能,可以回顾和预测数十台风机已经和将要经历的风况,协调各个风机的运行,实现风场整体发电能力的最大化。
除此之外,伽利略超感知风机还有很多进步,比如可以借助先进的趋势感知能力,在线规划风机的寿命策略,找到最优的运行模式,从而降低运维成本。可以通过大量结构受力样本,知道风机哪一部位需要进一步加强,哪一个部位可以优化减少材料,再运用到新风机的制造上,从而降低建设成本和度电成本。
风电如此,光伏创新更是层出不穷。
光伏转化率已经从十几年前的14%左右,上升到了目前的23%以上。晶硅组件价格从十几年前接近40元/瓦下降到目前1.4元/瓦左右。
技术创新和成本下降,让光伏成为近十年内降本速度最快的能源之一。 根据 国际可再生能源署 数据,全球光伏LCOE (平准化发电成本)由2010 年的0.378$/kWh快速下降至2020年的0.048$/kWh,降幅高达87%。
今年开始,不仅是风电, 国内大部分地区光伏项目都可以实现平价上网。在海外一些国家,由于非技术成本占比较低,一些光伏项目度电成本已经低至0.1元人民币以下。
虽然没有人能准确预测未来,但是新能源未来却是确定的。
在风电和光伏等可再生能源的驱动下,一个全新的时代序幕已经徐徐拉开。
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据了解,Drax Group是世界领先的可持续生物质生产商。为支持全球取代化石燃料和脱碳能源系统,Drax设立了到2030年将其木屑颗粒生产能力从目前的每年500万吨提高到800万吨的目标。
作为亚洲和欧洲的可持续生物质颗粒的供应商之一,Drax拥有将英国最大的燃煤发电站改造为使用可持续生物质方面拥有十多年的经验。并通过碳捕获和储存开创生物能源来提供可再生能源,同时还能去除大气中的二氧化碳。
Drax方面表示,此次将业务拓展至日本,是看中日本在进一步实现经济脱碳方面具有较好的优势和能源系统。“我们如今面临的全球问题凸显了清洁和安全能源供应链的重要性。我们很高兴Drax能够进军日本。”英国驻日本大使Julia Longbottom说道。
此前,Drax Group在今年4月表示将通过在线系统为其在瑞典卡尔斯塔德的锯木厂投资一条新的小型原木锯线,预计将于2024年春季交付并调试。据悉,Drax Group在瑞典的工厂每年生产的锯材产品达37.5万立方米,原材料取自附近的松树和云杉。