基础设施与双碳目标融合发展研究报告-济邦咨询VIP专享VIP免费

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前言
双碳目标(中2030 年实现碳达峰、2060 年力争碳中和,也称“3060
目标)的提出引起了社会的广泛关注这一战略性目标与所有人息息相关
行各业的个体和机构都在探究双碳目标将如何影响自己所处的行业乃至自身,
也都在积极探索自己和自己所处的行业又将如何助力达成这一目标。
有鉴于此,济邦咨询在湖南省联创低碳经济发展中心、环球可持续环境能
源研究中心的支持下,设立了绿色低碳事业部,并与全国市长研修学院(住房
和和城乡建设部干部学院)合作组织相关专业人员编写《基础设施与“双碳”
目标融合发展研究报告》这是国内首份专门从基础设施行业视角来分析双碳
目标如何实现,而又相互影响的研究成果,结合了济邦咨询自身在泛基础设
行业深耕多年的经验、心得与敏锐嗅觉。
本报告在编著过程中参考了国内外绿色基础设施和可持续发展相关领域
的众多资料和研究成果,引用了湖南联创整理的案例,并得到了环球可持
环境能源研究中心的大力支持。参与本报告编著的有曹晓静、刘昊、徐创
赵英竹,参与案例提供、审阅和指导的有潘涛、张燎、李鹏、陈伟、张繁
许勇、刘晶蕊、刘法爱、余池明等,参与排版和发布的有徐辛、龚砚、周
等。在此向有关作者、编制人员和提供指导意见人员致以诚挚的谢意。
本报告所做的分析和提出的观点,谨供同行交流探讨,期望由此对双碳
导向的基础设施发展起到抛砖引玉的作用。限于编著者水平及编著时间,
告中不足和疏漏在所难免,敬请读者和广大同行批评指正。
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摘要
2030 碳达峰和 2060 碳中和的目标开启了中国促进整个能源系统、经济
系统和科技创新系统向绿色清洁全面转型的新时代。碳达峰、碳中和是广泛而
深刻的经济社会系统性变革“双碳目标为导向的基础设施建设将是双
目标实现的重要支撑。
在此背景下,济邦咨询结合自身在泛基础设施行业深耕多年的经验与敏
锐嗅觉,发布了国内首份探讨基础设施与“双碳”目标融合发展的研究报告
本报告旨在识别基础设施和建筑在实现双碳目标中的作用、意义和前景;探究
双碳目标下,基础设施和建筑的可持续发展路径及相应的问题与挑战;分析国
内绿色金融体系现状并探讨如何在 ESG 理念框架下进行“双碳”基础设施建
设;归纳总结了未来需要重点研发和推广的低碳技术,以及如何通过多利益
关方合作协同推进基础设施领域的低碳化发展。以下是本报告结论的简要总
:
1. “双碳”目标与基础设施建设从本质要求到发展方向上高度契合,二
者的融合布局是未来推动地方建设和绿色发展的战略关键点。降碳减排与基
础设施建设的融合发展,是社会效益与项目效益的共赢选择。
2. 交通、电力、移动互联(信息)和环境基础设施是对双碳目标实现最
关键的四大基础设施。基础设施和建筑使用年限长,需要从全生命周期角度
别其降碳潜力。对既有基础设施和建筑进行低碳化改造;新建基础设施和建
筑,需要从规划设计阶段开始就纳入低碳理念,尽可能避免碳锁定效应(以交
1前言双碳目标(中国2030年实现碳达峰、2060年力争碳中和,也称“3060”目标)的提出引起了社会的广泛关注,这一战略性目标与所有人息息相关,各行各业的个体和机构都在探究双碳目标将如何影响自己所处的行业乃至自身,也都在积极探索自己和自己所处的行业又将如何助力达成这一目标。有鉴于此,济邦咨询在湖南省联创低碳经济发展中心、环球可持续环境能源研究中心的支持下,设立了绿色低碳事业部,并与全国市长研修学院(住房和和城乡建设部干部学院)合作组织相关专业人员编写《基础设施与“双碳”目标融合发展研究报告》。这是国内首份专门从基础设施行业视角来分析双碳目标如何实现,而又相互影响的研究成果,结合了济邦咨询自身在泛基础设施行业深耕多年的经验、心得与敏锐嗅觉。本报告在编著过程中参考了国内外绿色基础设施和可持续发展相关领域的众多资料和研究成果,引用了湖南联创整理的案例,并得到了环球可持续环境能源研究中心的大力支持。参与本报告编著的有曹晓静、刘昊、徐创、赵英竹,参与案例提供、审阅和指导的有潘涛、张燎、李鹏、陈伟、张繁、许勇、刘晶蕊、刘法爱、余池明等,参与排版和发布的有徐辛、龚砚、周祥等。在此向有关作者、编制人员和提供指导意见人员致以诚挚的谢意。本报告所做的分析和提出的观点,谨供同行交流探讨,期望由此对双碳导向的基础设施发展起到抛砖引玉的作用。限于编著者水平及编著时间,报告中不足和疏漏在所难免,敬请读者和广大同行批评指正。2摘要2030碳达峰和2060碳中和的目标开启了中国促进整个能源系统、经济系统和科技创新系统向绿色清洁全面转型的新时代。碳达峰、碳中和是广泛而深刻的经济社会系统性变革。以“双碳”目标为导向的基础设施建设将是双碳目标实现的重要支撑。在此背景下,济邦咨询结合自身在泛基础设施行业深耕多年的经验与敏锐嗅觉,发布了国内首份探讨基础设施与“双碳”目标融合发展的研究报告。本报告旨在识别基础设施和建筑在实现双碳目标中的作用、意义和前景;探究双碳目标下,基础设施和建筑的可持续发展路径及相应的问题与挑战;分析国内绿色金融体系现状并探讨如何在ESG理念框架下进行“双碳”基础设施建设;归纳总结了未来需要重点研发和推广的低碳技术,以及如何通过多利益相关方合作协同推进基础设施领域的低碳化发展。以下是本报告结论的简要总结:1.“双碳”目标与基础设施建设从本质要求到发展方向上高度契合,二者的融合布局是未来推动地方建设和绿色发展的战略关键点。降碳减排与基础设施建设的融合发展,是社会效益与项目效益的共赢选择。2.交通、电力、移动互联(信息)和环境基础设施是对双碳目标实现最关键的四大基础设施。基础设施和建筑使用年限长,需要从全生命周期角度识别其降碳潜力。对既有基础设施和建筑进行低碳化改造;对新建基础设施和建筑,需要从规划设计阶段开始就纳入低碳理念,尽可能避免碳锁定效应(以交3通和建筑部门为例,见图1和图2)。图1交通基础设施全生命周期状况图2建筑全生命周期图3.基础设施具有公共服务的属性,对所服务的对象具有引导和约束作用,可以倒逼社会低碳转型。例如:以电动车和氢燃料电池车为导向的交通基础设施规划使新能源车使用者更加方便,以此加速燃油车的淘汰;电力零碳化有助于减少企业碳中和的难度和成本,从而吸引国内外优秀企业入驻,协同提高地区产业竞争力和实现碳中和目标;移动互联技术是创建智慧城市和推动智能制造的基础,可以通过帮助企业和消费者在各应用场景更加智能地使用和节省能源,实现基础设施的降本增效(见图3)。4图32018年物联网和通信等技术为各场景避免碳排放量的占比图来源:中国信息通信研究院云大所.20214.国际银行机构对气候变化融资额不断提高,国内金融监管方加大绿色金融标准体系的构建,绿色金融工具形式逐步多样化,基础设施的投融资渠道不断丰富。随着国内绿色金融体系不断完善,环境、社会、经济等因素被纳入基础设施投融资选择考量已成为共识,尽管低碳基础设施建设成本较高,但如果将基础设施的规划设计、安装建设、运营维护等阶段所获取的环境、社会、经济效益进行折现,进行全生命周期成本效益核算,双碳目标导向的基础设施建设将会让企业可接受、财政可支撑。55.双碳基础设施需要多领域技术创新和多利益相关方合作,协同推进双碳目标的实现。图4展示了以电气化和数字化为核心的双碳基础设施的技术关联图。图5展示了各利益相关方在促进双碳基础设施建设方面的互动关系。图4双碳基础设施技术关联图6图5各利益相关方与双碳基础设施的关系6.国际各方在面临共同的生态环境和气候变化的严峻挑战,也正在共同经历史上最大规模的绿色低碳转型。双碳基础设施建设是我国提升经济产业实力,促进绿色一带一路,加强气候南南合作,从而提升国际政治站位,展现负责任大国担当的重要一环(见图6)。图6双碳基础设施建设的国际化发展7目录前言......................................................................................................................................1摘要......................................................................................................................................2目录......................................................................................................................................7第一章...................................................................................................................................9基础设施与“双碳”目标融合..............................................................................................9发展的意义与前景................................................................................................................91.1基础设施和建筑的“双碳”融合发展的意义....................................................................101.2基础设施与“双碳”目标融合发展的前景.......................................................................151.3基础设施主要行业降碳减排的机遇与挑战...................................................................201.4建筑领域降碳减排的机遇与挑战.................................................................................24............................................................................................................................................27第二章.................................................................................................................................27“双碳”目标下基础设施和建筑的....................................................................................27可持续发展.........................................................................................................................272.1低碳交通基础设施........................................................................................................282.2电力脱碳......................................................................................................................352.3移动互联(信息基础设施)..........................................................................................412.4环境基础设施................................................................................................................452.5绿色建筑.......................................................................................................................50第三章.................................................................................................................................60基础设施建设可持续发展...................................................................................................60投融资新格局......................................................................................................................603.1基础设施投融资现状与发展..........................................................................................6183.2从ESG角度考虑“双碳”目标下基础设施建设..............................................................64............................................................................................................................................69第四章.................................................................................................................................69协同推进“双碳”目标.......................................................................................................694.1技术革新需求...............................................................................................................704.2各利益相关方的作用.....................................................................................................834.3国际化发展道路...........................................................................................................91参考文献.............................................................................................................................949第一章基础设施与“双碳”目标融合发展的意义与前景101.1基础设施和建筑的“双碳”融合发展的意义气候变暖是全球性问题,是人类面临的共同挑战。为世界气候做出关键贡献,既是我们在寻求经济发展同时承担的大国责任,也是我们为人民提升生活品质做出的重要举措。长期以来,我国都在寻求改革和发展的同时,积极探索一条适合中国国情的节能减排道路。2020年9月,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上阐明,我国将力争实现二氧化碳排放于2030年前达到峰值,于2060年前实现碳中和(以下简称“双碳”目标)。“双碳”目标的本质要求就是高质量发展,这与我国建成社会主义现代化强国的目标呼应衔接。锚定“双碳”目标,既是一条长期可持续发展的正确道路,也是我国增强综合国力提升国际地位的必然选择。但达成“双碳”目标,也势必会在短期内提高行业发展成本,增加企业成长压力。找到那些能与“双碳”目标相互支持相互带动且能融合发展的行业,进行长期战略布局,是达成“双碳”目标的关键点。长期以来,基础设施建设作为在推动国民经济发展、促进能源战略布局、提升人民生活水平、构建现代化社会主义国家上起引领和支撑作用的支柱行业,无论从规模效益还是社会影响,从带动产业链上下游行业发展还是促进行业科学技术升级上,都具有转化双碳目标发展成本,增强降碳减排效应,实现长期经济效益的功能。“双碳”目标与基础设施建设从本质要求到发展方向上高度契合,二者的融合布局是未来推动地方建设和绿色发展的战略关键点。因此,我们需要大力推进更新和建设以“双碳”目标为导向的基础设施,简称“双碳基础设施”。111.1.1“双碳”目标的形成及意义1992年,我国成为最早签署《联合国气候变化框架公约》的缔约方之一。此后,我国不仅成立了国家气候变化对策协调机构,而且根据国家可持续发展战略的要求,采取了一系列与应对气候变化相关的政策措施,为减缓和适应气候变化作出了积极贡献。但由于历史及经济环境的制约,我国在“双碳”目标发展的表态上是相对滞后的。尽管西方发达国家已经率先实现了碳达峰,但这种实现并非科学发展的结果,而是在长期占尽发达国家经济优势和强国话语权的前提下,通过将高污染行业外移等方式,对自身碳排放进行“转嫁”的结果。“双碳”目标的形成,背后有复杂的政治因素、经济诉求和国家战略布局影响。图1.1为“双碳”目标形成路径及对应时间点下全球主要经济体的GDP发展变化。综合图1.1及相应历史环境分析,“双碳”目标的形成对我国国际地位提升、推进改革发展、具有以下重要意义:12图1.1“双碳”目标形成路径及同年世界主要经济体GDP(单位:美元)13首先,“双碳”目标形成是我国在复杂国际政治环境中,通过外交手段长期博弈的结果。西方发达国家在遵循自身发展规律基础上率先实现碳达峰,即在经济技术水平高度发达,经济增速进入缓慢增长期,三产结构优化的背景下,实现碳达峰和碳减排目标。而我国社会经济仍处于高速发展和转型期,碳达峰的难度远高于西方发达国家,并且我们需要以更短的时间实现碳达峰和碳中和目标,势必对我国经济发展造成更大的压力。因此,我国在发展自身综合国力的同时,长期通过外交等手段,争取适合我国国情的“碳”目标(共同但有区别的责任)。“双碳”目标确定意味着我国的国际市场参与度提升和政治话语权的增强,也展现了中国作为负责任大国的担当。其次,“双碳”目标形成是我国降低能源对外依存度,完善完整产业链,加速能源安全战略布局的必然选择。能源是关系到国家安全和发展的战略要素,因此“双碳”目标是伴随我国能源产能及能效提升发展而来的。当前,世界经济陷入低迷期,经济全球化遭遇逆流,全球能源供需版图深刻变革,加速清洁能源战略布局,完善完整产业链,是我国作为世界强国实现长期可持续发展的必要途径。此外,“双碳”目标可以倒逼产业技术优势形成,形成长期规模经济效益。达成“双碳”目标,会在短期内增加行业发展成本,增加企业成长压力。但“双碳”目标带来的加快调整产业结构、能源结构等要求,会迫使行业发展新科技,形成新的竞争格局。从而实现我国在能源和技术上的弯道超车,形成长期规模经济效益。141.1.2“双碳”目标下基础建设的机遇和挑战基础设施是绿色发展的主要载体,降碳减排一直以来都是基础设施项目前期规划与顺利实施的重要考量因素之一。降碳减排与基础设施建设的融合发展,是社会效益与项目效益的共赢选择。“双碳”目标将高效地促进基础设施建设产业革新、技术革新、投融资模式革新。基础设施建设行业项目规模大,能耗高,产业链分布广,是碳排放的主要贡献行业。在保持经济稳定增长的前提下,基础设施建设将继续在城市综合开发、交通物流运输、环保与能源消耗等领域寻求可持续发展。“双碳”目标在基础设施行业战略布局,既是从供给侧抓起,也是从消费侧抓起,可以给社会和世界快速展示节能减排成效。基础设施建设涉及领域广泛,对上下游产业影响巨大,而且是与经济发展和民生建设息息相关的支柱产业。无论是投融资模式革新还是绿色技术革新,在基建领域的广泛应用均可以对其他行业起到引领作用,带动其它产业与“双碳”目标协同发展。基础设施建设作为与民生息息相关的行业,多数项目以政府主导为主,参与方也以央企、国企为主,具有政府主导、市场化运作、政策可控性高等特点。相较其他行业,更容易通过政策精准支持、法律法规完善等,推动基础设施建设与“双碳”目标的融合发展。我国经过几十年快速经济发展和行业积累,在基础设施建设领域已经走到世界前列,层出不穷的世界级超级工程与大规模基建投资让我国享有“基建狂魔”的称号,基建行业也是随着“一带一路”建设率先做到技术、人才、资15金、经验输出的领域。随着“双碳”目标的确定,基础设施建设产业升级和技术革新将得到进一步加速和提升。我国在“十四五”规划中以新基建为抓手,对基础设施建设的科技和绿色发展提出新的要求。如特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩等诸多领域建设都能与“双碳”目标形成相互依存,相互促进关系。新基建与“双碳”战略融合,将扩大我国在基建领域技术、人才、绿色等方面的优势,也将带动“一带一路”相关国家共同走上降碳减排道路。城乡基础设施是绿色发展的主要载体,中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于推动城乡建设绿色发展的意见》提出提高城乡基础设施体系化水平,推进城乡基础设施补短板和更新改造专项行动以及体系化建设,提高基础设施绿色、智能、协同、安全水平。1.2基础设施与“双碳”目标融合发展的前景1.2.1世界主要经济体基础设施降碳减排的现状基础设施与“双碳”目标融合发展是构建人类命运共同体的重要手段。世界主要经济体及西方发达国家,在基础设施建设领域推行降碳减排目标,已经形成了成熟的技术规范、行业标准及资质认证体系。图1.2-1.5展示了世界主要经济体中,发电/供热(electricityandheat)、施工建造(manufacturingandconstruction)、交通(transportation)、建筑(building)板块对碳排放的贡献。可见,能源、交通基础设施和建筑的施工16和运营的节能降碳对各国最终实现碳中和目标至关重要。图1.21992-2018年世界主要经济体中发电/供热的碳排放变化图1.31992-2018年世界主要经济体中施工建造的碳排放变化17图1.41992-2018年世界主要经济体中交通的碳排放变化图1.51992-2018年世界主要经济体中建筑的碳排放变化图1.2-图1.5来源:climatewatchdata,2021181.2.2世界主要经济体针对上述板块碳排放治理的政策及法律法规环境美国:首先,美国政府从政策倾斜角度大力推广新能源汽车。美国推广新能源汽车政策主要有五个:税收减免、CAFE(CorporateAverageFuelEconomy)标准、温室气体排放标准、先进车辆贷款支持项目、ZEV(Zero-EmissionVehicle)法案。其次,美国政府长期以来对新能源产业进行财政扶持。2007年美国能源部发布《EnergyIndependenceandSecurityActof2007》为研发新技术车企提供低息贷款,日前该项目已向美国车企投放80亿美元低息贷款。此外,根据《拜登能源计划》,美国将在未来4年内花费2万亿美元用于清洁能源,目标是在2050年之前建设现代化的可持续基础设施,实现全经济范围内的净零排放。英国:首先,从立法和制定行业标准上控制交通碳排放。英国2008年《可再生交通燃料法案》规定,化石燃料供应商必须保证燃料中有一定比例的可再生能源。2018年,又规定将交通低碳燃料所占比例由当时的2.63%提高至2020年的5.26%,2032年前达到6.7%。2018年通过的《自动驾驶与电动车法案》规定,在一些高速公路服务区和大型加油站配备充电设施并保证电网接入。通过“国家规划政策框架”为地方政府提供指导,推动地方政府保证充电设施规划。192018年,英国政府发布了《零碳之路》(RoadtoZero)工业战略,对交通以及汽车产业发展等做出规划。根据该战略,英国将在2040年停止销售汽、柴油家用车和小型客货车,2050年实现所有家用车和小型客货车零碳排放。2020年11月发布的《绿色工业革命计划》中,又将禁售汽、柴油家用车和小型客货车时间提前至2030年,道路全面零碳排放提前至2035年。为保证交通零碳排放目标的实现,英国政府综合应用立法、产业政策、基础设施建设、财政手段等方式,加快产业升级,加大低碳燃料的使用,更新交通基础设施,以及实行消费者补贴。其次,从材料及替代能源角度控制建筑碳排放。2019年4月,英国绿色建筑理事会发布了零碳排放建筑的框架定义,规范了零碳排放住宅的解释,并制定了建筑行业短期和长期的碳减排目标。英国政府决定从2020年开始,新建住宅以及未连接到天然气管网的现有住宅,不再使用化石燃料取暖方式。供暖领域去碳化的主要举措有以下几个方面。一是大力推广电气化取暖,政府承诺将在2028年前每年安装60万个热泵。二是尝试氢气供暖,2023年后将尝试在天然气管网中混入20%的氢气。三是通过法规和相关住房和产品标准,改善住房能效。最后,升级电网,提升能源利用率。2020年4月,五大管网公司联合发布《绿色天然气》报告,披露了英国20天然气管网公司2050年碳中和的联合计划,主要包括以下几方面内容:一是规划了现有天然气管道未来将主要输送氢气和生物甲烷气体的战略方向。二是配合管网功能调整,将配套建设周边工厂和产业集群。三是描绘了以管道和电网为核心的多能转换、互补的未来能源使用场景。1.3基础设施主要行业降碳减排的机遇与挑战如前文所述,基础设施行业从设计施工建设,到形成服务及产品等各个环节,都将面临新的机遇和挑战,也将对减碳效应做出不同贡献。在上述碳排放占比较大的领域中,电热、施工建造、交通的贡献尤为突出(见图1.6)。图1.62018年我国基础设施和建筑行业碳排放占比概况来源:climatewatchdata,2021以交通为例。2014年,交通运输部门能源需求占中国能源需求总量的电热55%施工建造28%交通9%建筑6%其它2%2018年基础设施和建筑行业碳排放占比概况2117.2%,而其排放占中国排放总量的8.5%(8.7亿吨二氧化碳),但人均出行距离仍远低于发达经济体水平。如果按照目前的需求增长趋势和使用现有技术,到2050年,中国交通运输部门排放可能增长到33亿吨以上,占中国排放总量的30%。过去几十年,中国在交通基础设施领域进行了大规模投入和建设,但中国每千人公路里程为0.1公里,只有发达国家30%左右,而且中国人均交通服务使用量远低于发达的富裕经济体。中国只有人均货运周转量与其他富裕国家具有可比性,显示了交通运输在制造业中的重要作用。交通运输行业在“双碳”目标下既要保持稳定增长,也要通过技术创新、产业链升级、收费机制调整等加速革新。城市交通运输领域,优先从空间规划上革新设计道桥体系,进行设施布局和出行量统筹安排。交通领域的降碳减排,既需要对建设进行科学的计量与设计,也需要合理的运营管理手段,如高速公路差异化收费,市政道桥的动态监督管理等。提升交通基础设施利用率,既能改善设施运营情况,也能实现减排目标。注重交通运输服务与“双碳”目标融合发展,将优化交通运输结构作为首要目标,从高碳运力转向低碳运力。从交通运输服务结构来看,客运运输服务倾向于从道路运输向更加高效的铁路运输转型,主要为高铁运输。或从公路运输合理转向更清洁的水路运输。全面推进客运和货运结构调整能够有效减少交通部门碳排放。颠覆性技术和新兴行为模式也将助力交通运输行业达成“双碳”目标。随着产业链不断完善,锂电池技术将愈发成熟,新能源汽车、自动驾驶技术、共享出行、绿色道路桥梁建设等,都将逐步革新交通领域的基础设施建设。目前22高铁已经实现了电气化,随着高铁路网长度逐渐扩展,高铁的电气化也将成为路面交通电气化的重要组成部分。航空运输也可参考全球实践经验,将生物质资源作为主要转型方向。1.3.1基础设施建设参与主体的机遇与挑战随着“双碳”目标的提出,中国未来经济与能源转型的路径逐步清晰。各行业亟需在有效的政策指引和监管监督下,探索和实践技术创新与能源替代、金融保障与人才保障等不可或缺的要素。基础设施领域也不例外,作为受宏观政策影响最直接的行业,率先需要政策上明确的指引。目前为止,31省市发布了双碳相关政策,其中华北地区“十四五”主要发展目标是加快传统能源结构的改革,推进煤炭安全高效开采和清洁高效利用;华东作为能源消费量最多的地区,提出了非石化能源替代以及装机容量的量化要求。预计随着“双碳”战略进一步实施展开,在具体领域的具体路径和监管标准也将更加明确。基础设施项目全生命周期质量、安全、运营等均受相关部门的重要监管,为了实现“双碳”融合,对于基建项目和实施主体监管应从正反两方向细化监管目标,量化监管手段。正向鼓励降碳减排可由税收政策、土地开发优惠政策等相关方向着手,反向则可制定量化监管制度,将“双碳”目标融入对基础设施建设的项目要求之中,作为对地方政府的考量或对相关机构的绩效考核标准之一。社会投资人可以将基础设施建设的降碳减排设计同全过程项目管理有机结合起来,力争在实现“双碳”目标上做到取之于碳,用之于碳,在项目规划、23材料选择、工艺技术、工程管理、运营管理中全面贯彻降碳减排的理念。我国的全国碳市场已于7月16日正式开市;金融机构也将通过绿色金融等多种手段为“双碳”目标提供资金支持。在“十三五”期间,我国基建市场的金融创新已经让海外资金将目光聚集在国内市场,专项债、REITs、产业基金、信托产品、资管产品等逐步出现海外资本的身影,相信随着绿色金融体系的不断完善,基础设施建设将进一步扩大金融市场的规模与完善产品交易体系,二者相互融合促进,势必迎来崭新的发展阶段。1.3.2对基础设施与“双碳”目标融合发展的展望从基础设施建设领域推进“双碳”目标实现,既可以带动产业链上下游庞大行业群同时进行降碳减排改革,也可以促进居民日常经济活动中的绿色、现代化进程。同时,从“双碳”目标实现角度思考基础设施建设领域的新要求、新格局,是新时期基建可持续发展的关键点,是提升各行业参与者核心竞争力的重要因素。我们认为中国要达成“双碳”目标,需要分阶段、分行业、分策略进行,初步判断需要经历三个阶段:第一阶段:“十四五”期间,完善和明确顶层制度设计,识别和制定降碳减排的初步路径,对于弹性大的行业率先实现降碳减排,让社会和世界看到成效与决心,也对其他行业起到引领示范的作用;第二阶段:2030年实现碳达峰。目前中国依然有着强烈的经济增长的需24求,在碳达峰压力下,各行业将迎来能源革命与技术革新,基础设施建设领域作为城市发展和工业制造的重要载体,其发展的刚性需求在中长期依旧存在,需要对基础设施建设的降碳减排做到科学规划、合理控制,不能走极端一刀切的停止建设。第三阶段:2030-2060实现碳中和。碳达峰后,中国可控制存量项目能源转换,同时减少增量建设。2030年左右中国城镇化率将逐步达到西方发达国家水平,随后基建将逐步由新建转向存量项目的改造升级,在“十三五”期间,城市更新、智慧城市等新基建项目已经得到了初步探索,通过信息化手段合理安排城市居民衣食住行与娱乐消费,中国的经济与产业将得到均衡发展。1.4建筑领域降碳减排的机遇与挑战据统计,截至2020年底,全国累计绿色建筑面积达66.45亿平方米。但目前建筑领域资源消耗大、排放高等问题仍比较突出,推动建筑业绿色低碳发展迫在眉睫。根据中国建筑节能协会发布的《中国建筑能耗研究报告(2020)》(如图1.7)显示,国内建筑行业全过程碳排放总量占全国碳排放的比重超过50%,其中建材(钢铁、水泥、铝材等)占28%,施工阶段占1%,建筑运行阶段占22%。25图1.72018年全国建筑全过程能耗来源:中国建筑节能协会能耗统计专委会,2018目前,我国建筑行业的双碳发展的道路仍面临诸多问题。首先,我国建筑工业化程度较低,传统生产方式仍占据主导地位,每年在新建工程中生产的建材,材料的运输及现场施工过程中产生大量排放。其次,我国既有建筑存量大,不少既有建筑存在高能耗、高排放的现状。第三,未来建筑用能需求仍在加大,随着人们生活品质不断提升,我国建筑领域的人均用能还将有所提升,实现建筑设施的碳达峰,碳中和面临重大挑战。更为重要的是,建筑存在“碳锁定效应”“长尾效应”及“路径依赖”。所谓“碳锁定效应”,是指建材生产或建筑建造过程中,一旦成型,碳即被锁定其中,再进行碳减排则比较困难,必须对建筑进行改造;所谓“长尾效应”指的是碳排放达到峰值后,往下降之前会出现一个较长的平台期;“路径依赖”则是目前我国建筑行业的模式已产生惯性,短时间内技术演进或制度更新难以实现。建筑领域实现双碳,对于全行业的转型发展是挑战也是机遇。2021年1026月21日发布的《关于推动城乡建设绿色发展的意见》提出建设高品质绿色建筑,实施建筑领域碳达峰、碳中和行动。规范绿色建筑设计、施工、运行、管理,鼓励建设绿色农房。推进既有建筑绿色化改造,鼓励与城镇老旧小区改造、农村危房改造、抗震加固等同步实施。开展绿色建筑、节约型机关、绿色学校、绿色医院创建行动。加强财政、金融、规划、建设等政策支持,推动高质量绿色建筑规模化发展,大力推广超低能耗、近零能耗建筑,发展零碳建筑。实施绿色建筑统一标识制度。建立城市建筑用水、用电、用气、用热等数据共享机制,提升建筑能耗监测能力。推动区域建筑能效提升,推广合同能源管理、合同节水管理服务模式,降低建筑运行能耗、水耗,大力推动可再生能源应用,鼓励智能光伏与绿色建筑融合创新发展。27第二章“双碳”目标下基础设施和建筑的可持续发展282.1低碳交通基础设施双碳目标下,交通基础设施的可持续发展需注重三大方面:1)探索基础设施对未来交通模式转变的支持与适应;2)努力降低基础设施自身的全生命周期排放;3)提高基础设施对交通行业的减污降碳倒逼能力。2.1.1交通模式转变交通是影响全球可持续发展的重要领域。随着城市经济结构调整与优化、第三产业大力发展、城市化进程不断加快,以及跨区域合作交流需求日益增长,交通行业会成为城市温室气体排放中增长最快的行业。我国一直在推进绿色交通,优化交通运输结构,在各类政策中大力推广铁路运输和水路运输。有研究表明航空运输的单位周转量能耗水平远高于铁路运输和水路运输,是水路运输的154倍、铁路运输的131倍。但各类交通方式的特性和优缺点不同,在调整结构时,需要综合考虑各类交通输运方式的成本、安全性、稳定性和时效性,合理设定各类交通方式的运输占比,同时考虑其如何与城市的现有基础设施衔接,分析他们的扩建需求和线路。城镇化空间布局和城镇规模结构也需要做出相应优化,构建功能混用、公交导向、多组团集约紧凑发展的城市布局,继而通过建立区域多层次公共交通服务、自行车系统网络化以及多式联运等策略,减少不必要出行和对机动车的出行依赖,鼓励使用公共交通、骑行与步行从而达到减少交通碳排放的目标(参考案例1)。292.1.2全生命周期降碳城镇化进程不断推进,交通基础设施的建设快速进行,此类基础设施在其生命周期内需要大量的物质和能源投入,这对碳达峰和碳中和的行动带来了巨大的压力与挑战。交通基础设施的碳排放影响往往跨越很长一段时间,时间范围可以从短短几年到一个多世纪。碳排放影响源于材选、施工、运维和处置阶段,发生在实际服务交付之前的几十年,然后在服务的维护阶段持续存在,最后使用多年后因不满足相关标准规范而被处理结束。在交通基础设施领域节能减排,通常需要确定交通基础设施单元边界,如每公里公路、铁路,在其中根据各级道路标准确定一个标准宽度,边界内包含照明、通风、信号灯等辅助设施,如图2.1,只有跟踪规划、设计、运营等不同时期的各种交通基础设案例1大巴黎交通碳排放与战略转向《大巴黎都市区气候、空气及能源计划(2016)》提出三大交通战略转向,使得该地区交通运输发展向零净碳排放和无污染方向迈进。战略一为转向减少汽车交通,控制需求的出行模式。通过实施低排放交通区计划,减少汽车交通环境足迹;支持远程工作、拼车、执行出行计划、优化地区物流组织控制出行数量增长。战略二为转向铁路、内河航道和积极出行(自行车与步行)交通模式。到2030年,自行车出行量将增加三倍,到2050年,积极出行份额将占一半,公共交通出行占比也将增长至33%。战略三为转向更清洁的汽车出行,持续提升清洁电动或混合动力的高普及率,到2050年实现100%清洁能源汽车出行。这些战略转向将促进大巴黎从当前高污染的私家车时代过渡到共享、清洁、积极(partagés,propresetactifs)交通时代。来源:巴黎大都市区,201630施的能源使用和碳足迹,才能更好地明确在未来制定哪些政策、采取哪些措施来支持双碳目标的实现。图2.1交通基础设施全生命周期状况新建交通基础设施的规划设计,应将基于活动全生命周期成本效益计算并结合碳足迹评估的可持续理念作为核心决策标准。如图2.2在考虑社会发展、财务可行、程序合规的同时,考虑交通基础设施生命周期各阶段所带来碳排放方面的成本收益,必要时在设计建造初期扩大投入以获取领先水平的低碳技术,以期从运营与处置阶段获取更多的碳排放收益。规划设计阶段。应将碳达峰、碳中和相关指标纳入交通基础设施规划体系,以确定更低碳的规划设计方案。交通基础设施规划应与城市国土空间布局和城市发展规划相结合,合理规划路网密度,差异化配置停车设施,同时嵌入步行、自行车等慢行交通系统,推动交通运输结构优化、TOD模式发展以及绿色出行。哥本哈根在其2025年碳中和计划中,规划了总长375公里的专用自行车道,覆盖了整个市区,这为低碳交通基础设施规划中慢行交通的嵌入提供范本。材选阶段。建造的原材料包括混凝土、水泥、钢材、砾石、沙子、沥青等,具体取决于交通基础设施的类别。道路系统是指路面区域,包括与路面相连的31广场、隧道和桥梁的区域。地铁系统由轨道和地铁站组成。铁路系统包括有碴和无碴轨道、隧道、桥梁、路基等。因为材料(如钢铁、水泥和沥青等)的生产是能源密集型的,材选阶段成为轨道交通和铁路全生命周期碳足迹主要贡献期。材选阶段需要倾向于选择更低碳足迹的材料。施工阶段。主要涉及原材料从供应商到施工现场的运输以及现场施工过程中的机械操作,运输车辆多以柴油卡车为主,现场机械因施工技术和煤、油、气、电等能源调用的不同,碳排放数值会有较大差异。施工机械和建材运输工具的电动化及可再生能源的使用成为交通基础设施施工阶段碳减排的重要途径。运维阶段。在交通基础设施的使用寿命期间,损坏或老化的结构可能需要维修或更换。对于道路而言,《广东省公路路面典型结构应用技术指南》假定道路通常使用寿命为30年,维护时通常在固有基层和路基层上增加新的沥青混凝土或水泥混凝土路面来修复因荷载压力引起的路面开裂和损坏;对于轨道交通而言,住房和城乡建设部规定主体结构设计寿命为100年,与地铁站相同,维护通常是对老化铁轨的更换和路基加固以及地铁站的增设与修缮;对于铁路而言,无论是普通铁路还是高速铁路,大部分基础结构(如路基、桥梁和隧道结构)的设计寿命为100年。在道路系统使用期需经常维护,大量具有碳排放当量的材料(如沥青和水泥)被频繁用于重建路面,因此道路交通维护阶段的碳排放当量也偏高。32图2.2交通基础设施改造碳达峰碳中和路径图报废处置阶段。拆卸过程的碳排放源类似建造阶段,因能源调用不同而碳排放数值有差异,整体而言,处置过程中的碳排放量约为施工阶段机械操作的15%;在报废处置阶段需要控制废气、废水、固废,避免后续处置的碳排放成本。废物的循环利用(包括钢材和混凝土,钢材回收率可达100%,混凝土因地方政策不同回收率有较大差异)、机械拆除设备和处置材料运输车辆的电动化和可再生能源使用成为交通基础设施报废处置阶段碳减排的重要途径。2.1.3支持、倒逼交通降碳在新建基础交通设施和对既有的交通基础设施实施改造升级时,需要把握其公共服务的属性本质,不仅要考虑交通基础设施自身的碳排放,还需考虑对所服务的对象的引导和约束作用(参考案例2)。例如,在城乡公共客运和货运系统中,将大部分道路、隧道、停车场的人33工收费系统更替为自动扣费系统,能有效减少车辆途经收费站时停车启动产生的大量碳排放;另外,可在原交通基础设施上逐步改造成诸如共享交通基础设施、电动汽车电池充电、充换服务设施,新能源汽车加氢、加气设施等清洁能源汽车相关基础设施,降低区域内新能源汽车的使用成本,从而扩大新能源汽车使用比例。以充电基础设施为例,近5年,中国城市充电基础设施建设持续高速增长,有力支撑了电动汽车的规模化发展。2020年初,国家明确将充电基础设施作为新型基础设施建设的重要环节,以激发新消费需求,助力产业升级,提高基础设施服务水平,推动能源低碳转型,全面提升城市品质。某市新能源电动汽车充电桩基础设施项目,项目采用区域特许经营模式,形成规模经济效应,解决了不同充电产品的接口不匹配的问题,降低新能源交通工具的使用成本;项目重视同步建设充电智能服务平台,以及市级平台与省级和国家级平台的沟通和连接,为低碳交通试点推进提供了可复制经验。另外,通过发挥新能源汽车分布式储能潜力,未来道路交通领域能够通过“储放绿电”取得“外部煤电替代减碳效应”,实现新能源汽车总体的“净负碳排放效益”。34案例2英国高速集团的2030、2040和2050计划英国一直是低碳发展的推进者和活跃的政策制定者,从2008年气候变化法案(2050目标修订案)于2019年得到通过,其中提出到2050年,英国将实现净零碳(netzeroemission)后,相关的交通方面政策层出不穷,仅在2020年11月18日,英国政府发布的《绿色工业革命十点计划》中就明确指出到2030年,英格兰高速公路和公路主干道将被拥有2500多个大功率充电桩点的充电网络覆盖。而为响应政策和谋其企业自身发展,英格兰高速集团计划通过三个关键承诺将道路置于英国净零未来的核心位置来实现这一目标;到2030年实现自身运营的净零,到2040年实现道路维护和建设的净零;并支持到2050年在他们的道路上实现净零碳出行。为此,他们还要求承包商和供应商采取行动,包括承诺使用最新技术逐年减少碳排放,以便到2040年实现道路维护和建设接近于零排放(参考2.3)。英国交通部长雷切尔·麦克莱恩说:“我们知道交通是最大的碳排放源,这就是为什么我很高兴看到英格兰高速公路正在制定路线图,随着我们重建绿色环保,该路线图将净化我们的空气。”图2.3英国高速集团的净零目标与具体举措来源:英格兰高速,2021到2050年,在道路上实现净零碳出⾏。覆盖线路⽤户的排放。⾏动包括:•在2022年底前公布我们建议的零碳HGV试验⽅法。•在2023年前公布道路上的电动车充电服务蓝图。•在迄今为⽌的⼯作基础上,在第三阶段道路(RP3)中整合⼀个强有⼒的模式转换计划。•规划轨迹是:到2025年达到31-26MtCO2e,到2030年达到25-15MtCO2e,到2035年达到20-7MtCO2e,到2040年达到8-3MtCO2e,到2045年达到5-1MtCO2e,到2050年为净零。到2030年,⾃⾝业务实现净零。覆盖⾃⾝的能源和出⾏。⾏动包括:•⾃2020年起,为线路照明和运营购买了经过认证的可再⽣电⼒。•在2027年之前⽤LED取代70%的道路照明。•所有车辆将在2030年之前实现100%的电动化。•到2030年,⾄少种植300万棵树。•到2025年,与2017/18年的基线相⽐,企业排放量减少75%。到2040年,维护和施⼯排放量实现净零。涵盖制造和运输维护材料所产⽣的排放。⾏动包括:•启动零碳建筑创新计划•在2022年底前为每个采购类别制定⼀个近零计划•设计和建造第⼀个净零排放的主要道路改善计划,在2035年前开放。•通过推⼴数字道路愿景,提⾼现有道路的通⾏能⼒。•遵循到2025年减少0-10%,到2030年减少40-50%,到2035年减少70-80%,到2040年达到净零的轨迹。•到2040年,以2020年为基准线,实现零排放352.2电力脱碳2.2.1电力的零碳化和电气化是双碳目标实现的重要路径从国际上看,许多国家已提出电力零碳化目标。电力零碳化主要是通过提高可再生能源发电占比,淘汰燃煤和燃气机组,或在火力发电机组安装CCUS设施等措施实现。英国已通过立法正式承诺将于2050年实现净零温室气体排放,并计划在2035年实现零碳或近零碳电力系统。德国提出非水可再生能源发电量在总发电量中的比重到2020年至少达到35%,到2030年达到50%,到2040年达到65%,到2050年达到80%。美国总统拜登提议美国将在2035年前实现电力系统零碳并在2050年前实现全社会净零排放。在城市层面,伦敦、纽约、洛杉矶、阿德莱德等多个城市也都提出了电力零碳化目标。在电力零碳化基础上,通过以电代煤、以电代油、以电代气等方式,提高电气化水平,避免/淘汰/替换化石燃料基础设施,减少非电燃料碳排放(见案例3)。中国要实现2060年碳中和目标的关键在于应尽快提高各部门的电气化水平,并确保几乎所有电力来源于零碳资源。国内外多个机构对中国能源转型和碳中和路径进行了研究,研究结果显示:2030年,中国非化石能源装机比重在63%-67.5%,发电量比重在52%-55%之间。远期到2050年,中国非化石能源装机比重76.2%~92%,发电量比重在60%~90%之间。2030年,中国终端电气化率将提升至33%-35%;2050年终端电气化率在52%-60%;2060年终端电气化率在60%-66%。在各终端部门中,建筑部门电气化率最高,普遍预测在远期到达75%以上。随着电气化水平的提高,电力零碳化对碳中和目标的实现愈发重要。36在许多国家,光伏与风电目前已经能够与作为基荷的化石燃料发电竞争。甚至在一些国家,可再生能源加储能已经成为比燃气轮机更具经济性的调峰方式。中国的光伏发电成本已经低于燃煤发电成本,而陆上风电也将很快达到这一水平。海上风电成本很可能将在未来十年具备竞争力,而中国的核电成本目前已经基本可以与煤电竞争。光伏作为最经济、适用范围最广的可再生能源,已在农业、工厂、住宅、公共建筑、公共交通枢纽等多个场所进行安装推广(见案例4和案例5),但离“应装尽装”,仍有较大距离。为此,国家能源局综合司于2021年6月20日下发了《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》(以下简称《通知》)。《通知》指出项目申报试点县(市、区)要具备丰富的屋顶资源、有较好的消纳能力,党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低案例3区域电气化开发替代化石燃料基础设施在当今的荷兰阿姆斯特丹,90%的家庭都使用天然气供热,其排放量占全市碳排放总量的30%。到2050年,该市计划将这一数字降为0,大幅降低对天然气的依赖。城市中的新建街区已不再安装天然气基础设施。已建的街区也都在拆除天然气设施,其中1万所公共住房已经在2017年停止天然气供应。自2017年9月1日起,该市还开始为住宅用户提供政府补贴来抵消拆除天然气设施的成本。到2020年,将有超过10万个阿姆斯特丹家庭从天然气供热转为区域集中供热。同时,阿姆斯特丹也在推广区域集中供热之外的其他解决方案,包括分布式地源热泵和太阳能供热等。此外,在美国加州丘拉维斯塔,住宅建筑公司CityVentures正在建设全电力供能的绿色住宅小区。在日本兵库县智慧城市Shioashiya,包括当地政府在内的各方正在应用太阳能加储能技术的住宅微电网取代天然气来满足该城市80%以上的能源需求。在加拿大温哥华制定了更新城市建筑规范和经城市核准的零排放建筑计划,配合温哥华可再生能源城市策略,在新建建筑中淘汰来源于化石燃料的天然气,并在2050年前逐渐将政策扩展到已建建筑。37于50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。开展整县(市、区)屋顶分布式光伏建设,有利于整合资源实现集约开发,有利于消减电力尖峰负荷,有利于节约优化配电网投资,有利于引导居民绿色能源消费,是实现“碳达峰、碳中和”与乡村振兴两大国家战略的重要措施。案例5山东青岛“太阳能小镇”中国对燃煤发电的依赖导致能源系统极高的碳排放强度。并造成了许多健康和环境问题。青岛市即墨区通过在家庭屋顶安装光伏板,进行太阳能发电,减少对煤炭的依赖,改普空气质量,同时降低碳排放和能源成本,建成“太阳能小镇”。青岛市即墨区建成山东省首个利用屋顶安装太阳能发电系统的社区。在政府补贴支持下,当地一家太阳能科技公司出资100万元,购买并安装了74户的光伏太阳能电池板。每户每天平均发电4千瓦时,是每户日均用电量的两倍,剩余电量并网后出售给国家电网。光伏发电系统安装公司从出售电力中获得收入,而作为占用屋项空间的回报,居民可免费用电25年。该项目每年发电108兆瓦时,燃煤发电厂发出等量电力需要燃烧3360吨煤炭。用可再生能源替代煤炭发电,每年可减排二氧化碳83吨,而即墨区居民不仅节省了能源支出,还享受到更加清洁的空气。来源:亚洲开发银行,2018案例4湖北汉川农业光伏充分利用其宝贵的土地资源进行农业和能源生产。在42个温室屋顶上安装了光伏太阳能发电系统,覆盖33公顷农田。总装机容量为10兆瓦。该系统每年向国家电网出售8,841兆瓦时(MWh)电力,期限为25年。温室内种植有食用菌、富硒茶、花卉等高附加值的有机农产品。温室屋顶上的太阳能电池板不仅可以为国家电网提供能源,还能以绿色共生的方式在汉川种植有机产品。来源:亚洲开发银行,2018382.2.2电力零碳化需要配套基础设施建设和商业模式创新为了适应可再生能源发电的特点,需要通过灵活发电、改进电网基础设施、需求侧响应以及部署储能技术提高电网灵活性。优化电网建设和运行,提高绿色电力输送能力。可再生能源电力供应中心和消费中心往往不匹配。因此需要扩展超高压电网的建设,推动智能电网发展,运用先进的信息通信技术,实现电力生产、传输和消费网络的自动化和智能化,扩大电网互联范围,改变传统的辐射式电网结构,保证从电厂到终端用户之间的信息和电流的双向流动,提高电力运输能力。光伏和风电的间歇式和波动性特点对电力需求预测能力、需求侧管理能力、储能技术、多能流协同控制技术等提出了更高的要求。通过商业模式创新(如:虚拟电厂、能源互联网、成立能源合作社、灵活的电力交易平台等)挖掘需求侧响应潜力,构建可中断、可调节多元负荷资源,完善相关政策和价格机制,引导各类电力市场主体挖掘调峰资源,主动参与需求响应,提高电网韧性。(见案例6、7、8)电力零碳化与企业可持续发展需求相符合,有利于吸引国内外优秀企业入驻,提高地区经济竞争力。在企业可持续发展理念的普及下,越来越多的企业提出了碳中和目标,而当地可再生能源禀赋和电力碳排放因子将会影响企业实现碳中和目标的难度和成本。电力零碳化可以协同推进地方和企业的碳竞争力。39案例6虚拟电厂浙江丽水虚拟电厂国网丽水供电公司力争建设100%可再生能源供电的“虚拟电厂”,利用光纤、无线专网以及北斗通信新技术,将全域水电发电信息聚合,建立丽水智慧水电调度平台,依靠数字化的程序算法和市场化的管理手段,聚合55万千瓦可调节水电站和45万千瓦下游径流电站,以及新能源发电站,形成了一个可根据电网需求提供绿色零碳电能的百万千瓦级“超大号电池”。通过快速分析计算境内各个水电站运行情况,并与浙江高弹性电网智慧调度平台进行信息交互,随时发出指令,实现丽水绿色能源“虚拟电厂”辅助电网调峰。让部分小水电站主动调配到晚上发电,将白天的发电时间更多让“路”给风电、太阳能、生物质能等新能源发电站,同时减少调配火电资源弥补夜晚电网缺口的需要,实现本地用电需求的最大化可再生能源供给。上海首个由大数据支撑的“虚拟电厂”上海黄浦区商业建筑虚拟电厂示范项目由上海市经信委牵头、上海经研院参与规划设计、上海腾天节能技术有限公司参与实施,依靠能源互联网管理体系,精细化调解用户用电,节省大量电力,相当于再造一个“电厂”。以宝龙大厦为例,不仅能够实现“削峰”的作用,还能实现“填谷”的功能,在冬夏两季用电高峰期,系统对大厦各楼层中央空调的预设温度、风机转速、送风量等参数进行一定的柔性调节,通过减负为电网释放出100千瓦电能;在冬夏两季的用电低谷期后,利用空调所属房间储热能力,自动调整几十个特性参数变量,增加空调负荷,可提前储存一部分冷量,使电力系统的利用率增高。40案例7德国欧瑞府能源科技园(EUREFCampus)能源站示范项目德国欧瑞府能源科技园(EUREFCampus)是一处致力于实践能源转型先进理念的智慧园区。整个园区80%-95%的能源需求由风、光、地热、沼气等可再生能源满足,通过智能微电网系统、超低能耗建筑、基于物联网的控制系统等技术,实现可再生能源高效利用、电动汽车智能充放电、冷热储能灵活转换以及多能源便捷交易等。欧瑞府能源科技园十分值得关注的一项能源互联网应用实践是将物联网技术应用到源网荷储各环节设备,形成以电为中心的区域综合能源系统,通过采用能源站优化控制技术,协调系统内生物质热电联产、燃气锅炉、热泵等设备,达到了良好的运营效果,能源站三维展示及主要构成元素如图2.4所示。图2.4欧瑞府能源科技园能源站三维展示及主要构成元素示意图来源:国网能源研究院,2020412.3移动互联(信息基础设施)5G、云计算、人工智能等新一代信息技术快速发展,信息技术与传统产业加速融合,数字经济蓬勃发展。信息通信技术是创建智慧城市和推动智能制造的基础,可以通过帮助企业和消费者在各应用场景更加智能地使用和节省案例8中国加快推进储能设施布局储能对保障电网对可再生能源的消纳至关重要。2021年4月国家发改委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见(征求意见稿)》(以下简称《意见》)。《意见》指出“到2025年,实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上。到2030年,实现新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控,技术创新和产业水平稳居全球前列,标准体系、市场机制、商业模式成熟健全,与电力系统各环节深度融合发展,装机规模基本满足新型电力系统相应需求。新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。”各省市也陆续出台了相关政策,鼓励新建风电和光伏等新能源发电项目配套建设储能设施(见表2.1)。表2.1主要省份的新能源发电配置储能政策来源:赛宝计量检测中心,202142能源,降本增效,以此减少碳排放。根据全球移动通信系统协会(GSMA)的数据,全球信息与通信类企业年总排放量约为2.2亿吨二氧化碳当量,仅占全球排放总量的0.4%。但其为社会避免的碳排放量达20多亿吨二氧化碳当量,减少的碳排放量是其自身碳排放量的10倍之多。2016年全球电子可持续性倡议(GeSI)预测,到2030年,信息技术可将全球温室气体(GHG)的排放量减少20%,数字化赋能社会碳减排量为121亿二氧化碳当量。图2.5展示了2018年物联网和通信等技术为各场景避免碳排放量的占比。图2.52018年物联网和通信等技术为各场景避免碳排放量的占比来源:中国信息通信研究院云大所,202143作为数据计算、储存场所的数据中心和作为数据传输驿站的5G基站是新一代数字通信技术中最主要的能耗设施设备。随着数字经济发展和智慧城市建设,数据中心和5G基站数量将快速增长(见图2.6和图2.7)。图2.62016-2035中国数据中心机架增长趋势来源:赛宝计量检测中心,2021图2.72020-2035中国5G基站增长趋势来源:赛宝计量检测中心,2021根据上述数据中心和5G基站增长趋势,2030年,在中国已全面实现碳达峰的情景下,数字基础设施的碳排放仍将持续增长。2035年,中国数据中心和5G总用电量约是2020年的2.5-3倍,将达6951-7820亿千瓦时,将占中国全社会用电量5-7%。如何满足这部分新增电力需求将决定数字基础设施行业44未来的二氧化碳排放趋势。以中国能源低碳转型速度按照1.5°C和2°C目标推进为例,即2035年非化石电量上升至全国53-61%,到2035年中国数据中心和5G的二氧化碳排放总量将达2.3-3.1亿吨,约占中国二氧化碳排放量的2-4%。同时,也相当于目前两个北京市的二氧化碳排放。2035年数据中心的碳排放将比2020年最高增长103%,5G的碳排放将最高增长321%。相较于对节能技术与指标的重视程度,数据中心和5G基站仍未大规模应用可再生能源,但是已有少数企业开始向100%可再生能源转型。数据中心和5G应用可再生能源的方式包括:投资建设分布式与大型集中式可再生能源项目、市场化采购可再生能源、以及认购绿色电力证书等。这些方法的优缺点见表2.2。表2.2可再生能源采购方式总结和对比来源:赛宝计量检测中心,2021在政策支持与成本不断下降的基础上,储能与可再生能源的结合潜力正在凸显。目前已有5G或数据中心+光伏+储能的商业项目(见案例9),预计到2030年,储能成本相比2019年将下降49%,储能成本的持续下降将进一步推动数字基础设施使用可再生能源。452.4环境基础设施在双碳目标下,环境基础设施应从提升协同效益的角度进行规划建设。如:水、气、固废等污染物和温室气体减排的协同,气候变化减缓与适应的协同等。优先选择“基于自然的解决方案”,减少灰色基础设施的投资(见案例10)。“自然”既是气候变化影响的“受害者”,又是应对气候变化的“重要阵地”,“基于自然的解决方案”(Nature-basedSolution,NbS)强调尊重自然规律,通过造林、加强农田管理、保护湿地、海洋等生态保护和生态修复、改善生态管理等实施路径,提升大自然的服务功能,实现控制温室气体排放、提高应对气候风险的能力,同时还能增加碳汇,是一种减缓和适应气候变化,提高气候韧案例9数据中心/5G+光伏+储能2020年8月,美国能源开发商CapitalDynamics公司与数据中心运营商Switch公司签署了一份太阳能+储能项目的采购协议,计划为美国内华达州内的Citadel大型数据中心提供全天候的绿色电力,项目包括一个127兆瓦的太阳能电站,以及一个60兆瓦/240兆瓦时采用特斯拉Megapack电池的储能系统。该项目以超大规模运行,获得规模经济效益。合肥供电公司利用当前电网基础资源,构建安徽省内首个集光伏电站、储能站、5G基站、电动汽车充电站、数据中心、换电站功能为一体的“多站融合”项目。本项目的“微网系统”含光伏电站88千瓦,全年发电量约84000千瓦时,供给站内数据中心、5G基站等设备使用;1.34兆瓦储能电站一方面保障着电力供应的平衡稳定,同时利用晚间充电、白天供电,起到了一定的“削峰填谷”作用。此外,在离网情境下,可建立由风电或光伏供能的自发电5G基站,还可将风电机组塔架作为5G基站的塔架,实现资源共享,降低建设成本。来源:赛宝计量检测中心,202146性的综合手段。案例10中国东营湿地城市建设为解决城市内涝问题,有效应对水资源匮乏、气候变化等社会挑战,东营市积极探索湿地保护与城市发展的兼顾性方案,主要采取了以下措施。1)坚持规划引领,完善制度体系。编制《东营市湿地保护修复总体规划(2018~2025年)》,出台了《关于加强规划引领提升城市品质的实施意见》,启动了《东营市国土空间总体规划(2019~2035年)》编制工作,颁布了《山东黄河三角洲国家级自然保护区条例》、《东营市湿地保护条例》、《东营市湿地城市建设条例》等一系列政策,依法保护湿地资源,推进湿地城市建设,并把湿地保护状况纳入生态文明考核体系。落实湿地保护责任,出台了《关于全面建立森林湿地长制的实施意见》,共设森林湿地长2,261名,其中市级5名、县级32名、乡级122名、村级2,102名。2)建设国家公园,构建保护体系。为推进黄河口国家公园的建设,东营市成立了“推进建设国家公园工作专班”,整合黄河口区域8个现有自然保护地,作为国家公园创建范围,面积为3,554.11平方千米。在全市域范围建立起6处水源地保护区、1处国家级城市湿地公园、1处国家级湿地公园、4处省级森林公园、9处省级湿地公园、1处省级风景名胜区、39处湿地保护小区,构建以国家公园为主体的湿地保护体系,初步建立起海陆兼顾的生态保护框架体系。3)提升蓄滞能力,建设无内涝城市。为提升城市雨洪蓄滞能力,东营市出台了《东营市中心城海绵城市专项规划(2016~2030年)》、《东营市中心城无内涝城市规划设计方案》,构建“大水面、大绿地、大湿地、大空间”的生态系统,划定城市蓝线、绿线保护水系、绿地;实施积水点改造、水系贯通、蓄滞洪、泵站提升、管网完善、内涝严重小区应急排水、沿河小区就近入河等一系列工程建设,提升中心城防洪排涝能力。在工程的建设过程中,东营市以政府为主导,注重吸引社会资本参与湿地城市建设,鼓励市场主体参与湿地城市建设多元营运,以商业收益反哺运营维护。4)强化保护宣教,提升生态意识。近年来,东营市在“黄河口湿地博物馆”、“黄河三角洲鸟类博物馆”等生态教育基地的基础上,广泛开展“湿地学校”建设活动,通过小手拉大手,让全体市民参与到湿地保护中来。经过多年努力,东营市显著提高了城市的湿地率,通过提供供水、水产品、原材料等物质产品创造了巨大的经济价值,并通过水系贯通、蓄滞洪工程建设,有效缓解了城市内涝。来源:清华大学气候变化与可持续发展研究院,202147按照源头预防、再利用和循环到末端治理的优先级进行环境基础设施布局。以固废为例,应从可持续消费生产的角度,共同推进固废温室气体减排:生态设计(可持续生产)-垃圾减量(可持续消费)-资源回收(垃圾分类回收体系和生产者责任延伸)-零填埋/减少焚烧(处理处置)。垃圾焚烧发电厂虽然可以利用垃圾资源进行发电,但垃圾焚烧发电并不是零排放,垃圾中的生物碳、矿物碳以及助燃剂都会产生碳排放。因此,首先应通过“预防、再利用和循环”措施减少垃圾最终处置量,特别是塑料等垃圾,减少矿物碳的燃烧排放。其次,合理规划垃圾焚烧发电厂新建规模,以免出现无垃圾可烧的情况(见案例11)。2010年我国在运行焚烧厂104座,城市生活垃圾焚烧处理量约2300万吨/年;到了2019年为401座,处理量1.2亿吨/年。十年间,城市生活垃圾中焚烧处理占比由18.8%上升至51.2%。过去十年每座垃圾焚烧厂的年平均运行天数在280天上下浮动。假设所有焚烧厂平均年工作天数可以达到330天,那么焚烧处理能力将会提升,可以间接避免未来进行更多的焚烧厂建设。在垃圾焚烧厂规划时,需要综合考虑可持续消费和生产、垃圾分类和资源循环化利用等因素的垃圾减量潜力,确定合适的规模。案例11丹麦垃圾焚烧厂削减产能30%根据欧盟统计局(Eurostat)的数据,2018年,丹麦的人均生活垃圾产生量为814kg,位居全球之最,是欧盟平均值(489kg)的1.66倍。即便如此,丹麦本国的垃圾产生量并不能满足境内垃圾焚烧厂对垃圾的需求量,而需要进口垃圾以弥补空缺。以2016年为例,丹麦从欧洲多国进口了约35.2万吨垃圾,约占总焚烧量的10%。高人均垃圾产生量和高焚烧比例与欧盟倡导的循环经济相背离。在此背景下,丹麦政府于2020年6月16日宣布将其垃圾焚烧厂的产能削减30%,以减少其碳排放。48末端治理设施的零碳化改造,以污水处理厂(灰色基础设施)的零碳化改造为例,涉及废水、污泥和有机固废的能源回收。污水是一种优良的废热热源,具有冬季温度高于大气温度,夏季温度低于大气温度的特点,是热泵较为理想的低品位热源。污水处理厂可利用污水源热泵技术提取污水中的热能,一部分用于满足污水处理厂内部加热需求,另一部分是将热能输送到热力站,用于城市建筑供暖,有着非常大的碳补偿潜力。此外,污水、污泥和有机固废中富含生物质,可以通过厌氧消化技术和废弃物的热解技术回收利用其中的能源。污水处理过程中产生的沼气也可以通过技术手段收集回收,将有效减少甲烷的逸散,并可作为能源再利用。污水处理厂碳中和运行实际案例见表2.3。日本提出了将污水处理厂作为能源供应枢纽的构想(见图2.8),将污水产生的能源(如:污水热量、沼气、固体燃料、电力等)、能源供应企业(如:燃气厂和发电厂等)、终端用能需求(如:建筑用能需求、车用天然气需求等)和厨余垃圾和农业淤渣处置(可提高沼气生产效率)联结成一个大系统,提高资源循环利用率、增加绿色能源供给。这需要多利益主体的相互协作才能实现,特别是政府出台政策和资金支持这种转变(如:发布鼓励污水热量利用的政策,给予上网电价补贴以及提供资金支持企业技术研发等)。49表2.3污水处理厂碳中和运行实际案例来源:《环境工程》公众号,2021图2.8“污水处理厂”能源供应枢纽示意图来源:日本土地、基础设施、运输和旅游部(MLIT),2021502.5绿色建筑建筑是城市碳排放的主要贡献者之一。在建筑领域实现碳达峰碳中和,应该秉持可持续发展理念,将建筑全生命周期成本效益计算作为建筑新建与改造的决策依据,如图2.9,建筑碳排放生命周期包括建材生产与运输阶段、建造阶段、运营维护以及最终的拆除和处置。图2.9建筑碳排放生命周期结合我国的碳排放计算标准和国际公认的建筑全生命周期定义,如图2.10,建筑领域的碳中和策略有三个大方向:建材隐含碳,建筑运行碳排放和碳抵消。图2.10净零碳建筑定义来源:CaGBC,2021512.5.1隐含碳阶段减碳策略隐含碳阶段包括前期碳(建材的产品阶段和建设过程阶段),运营阶段碳和使用寿命终止阶段的碳。隐含碳的排放受多种因素影响,包括建筑结构的类型,材料的种类和用材量,材料相关生产过程用能,建材运输方式和运输距离,建造模式,使用过程的维护,最后的拆除活动以及废弃物处理整个过程。有些材料在不同的生命周期阶段还会吸收或封存碳用来抵消其他生命周期阶段的排放。一般情况,如图2.11,在项目早期考虑减少隐含碳的措施能够实现最大的减碳效益,随着项目阶段的推进,后期加入的措施在减碳效果和成本效益上都会大打折扣。图2.11建材全生命周期阶段来源:WorldGBC,2019提前布局、节材优先。房屋建筑相比其他类型的基础设施有更长的使用寿命,如果在建造时没有考虑隐含碳的影响,则有可能会建设高碳建筑并在很长一段时间形成”碳锁定”效应。建筑工程应在项目立项、规划阶段就考虑到隐含52碳的影响,提前布局减碳措施,在越早的阶段介入会产生更高的减碳效益。具体的减碳措施可以参考“隐含碳倒金字塔”模型(如图2.12所示),该模型将减碳措施分为5个类型,位于倒金字塔顶部的措施最具影响力,应当优先考虑,位于底部的则是最后考虑的措施。这5类措施的解释如下:1)重新定义解决方案:通过建设以外的手段来解决需求或采用零碳的措施2)翻新存量:整体减少材料使用总量3)减少和代替材料和结构:通过设计手法减少具体材料的使用量并用低碳结构和材料代替传统结构4)材料再利用:将使用寿命结束的或者工地现场拆除的材料和产品回收重新用作他用5)要求使用低碳产品:对产品的碳足迹做硬性要求53图2.12城市减少隐含碳策略来源:CNCA,2021鼓励使用绿色建材。建筑工程的主要原材料包含:混凝土、砖、木材、钢材等。其中,通过石灰和砂子制作混凝土以及生铁炼钢的过程中存在较大的碳排放,宜优先选用披露产品碳足迹的建材以及获得绿色建材评价认证标识的建材和产品。从生命周期的角度考虑,宜优先采用高强度,高耐久性的材料,例如耐久混凝土、耐候钢和耐火结构钢、耐久木材,从而减少更新换代过程中产生的碳排放。大力推行绿色施工。建设建造阶段,操作机械存在直接或间接碳排放,应积极采用工业化、智能化建造方式,实现工程建设低消耗、低排放、高质量和54高效益;应积极运用大数据、云计算、物联网以及移动通讯等信息化技术组织施工建造,提高施工管理的信息化和精细化水平;同时推广使用装配式建造方式;拆除处置阶段,需要施工现场编制建筑垃圾减量化专项方案,实现建筑垃圾源头减量、过程控制、循环利用专项方案。建筑垃圾鼓励现场回用,现场做好建筑垃圾分类,尤其对再利用率较高的材料,如钢材,混凝土,木材,玻璃,塑料等分类收集,提高再利用率。另外使用可再生能源机械和车辆来拆除和运输处置后的材料,减少能源使用。如图2.13减少建筑的隐含碳将会给城市和居民带来的众多益处。减少建材生产和施工现场带来的机械的噪音和有害粉尘微粒的排放;减少由于货物和废弃物运输造成的交通拥堵,交通事故和道路磨损;减少由于垃圾填埋场、原材料开采地的建造工程以及土地使用低效带来的自然资源浪费以及人们休闲娱乐场所的损失。图2.13城市减少隐含碳的益处来源:CNCA,2021552.5.2运营阶段减碳政策策略如图2.14运行阶段的碳排放包括能源消耗和在日常建筑运作中制冷剂的逸散。能源消耗包括化石燃料产生的直接排放和外购电力、热力等产生的间接排放。主要排放源来自于暖通空调(HVAC)系统、生活热水系统、照明和电梯系统。图2.14建筑运行阶段碳排放/碳抵消建筑运行阶段节能减碳除了引导消费侧生活方式的转变,更多的在于政策和标准的制定,其中主要包括建筑节能标准和规范、建筑能耗监测和数据公式、建筑电气化,碳中和建筑示范和既有建筑节能改造几大类。节能标准规范行业基准值。在制定节能标准时,可以设置以实际运行能耗为基础的“基准值”和更为严格的“理想值”为省市采纳节能标准提供选择。制定建筑标准路线图,提前公布待实施的建筑标准和规范更新,推动市场转型。其次,在建筑节能指标的制定中,更应该推广以性能为导向的指标而不是规定性指标,规定性指标是对建筑中的各个组件都作出了特定标准,而性能化指标56则是要求建筑的总能耗不能超过某个阈值。采用以性能为导向的指标能为开发商和设计师提供更灵活的选择,同时也能推动高能效建筑技术的开发和创新。建筑能耗对标、监测和公示引导政策设计。广泛开展建筑能耗监测,公示建筑能源绩效数据,该政策能够提高公众和政策制定者的责任感,借助能源绩效数据的对比,政策制定者可以将能效欠佳的建筑或行业作为优先的政策目标,以最大化建筑能源政策的影响。对于开发商和业主来说,能耗信息公开透明能将高能效建筑的价值变现,达到更高的入住率和更低的运营成本。在政策制定时,在能源效益监测报告的基础上,还可以将数据公示拓展到碳排放报告,为建筑行业的减碳措施提供更准确的数据支持。全方位推广建筑电气化。建筑全面电气化能够大幅度减少来自建筑供能的碳排放,从化石能源供给到电力供给转型。同时配合强化节能领域的技术推广,建立并完善节能低碳技术推广目录,如可复制的能源管理系统等。在考虑个体建筑能效的基础上,还应将建筑放在一个系统中思考城市的全面减碳,进一步对建筑的配电网络进行减排。建设净零碳建筑示范建筑。政府作为基础设施的所有者应率先在政府公共机构推行净零碳标准,通过“以身作则”的方式,先行建设一批零碳建筑群,促进净零碳建筑市场发展和转型,并向私有建筑开发商证明净零碳建筑的可行性和成本效益,再逐步将该标准应用在私有建筑。建筑节能改造降低存量碳排放。既有建筑节能改造应与能耗对标、监测和数据公式政策相结合,设立科学的能耗标准。建筑节能改造实际上是以未来节57省的能源开支来支付节能改造的费用,从长期来看是成本效益很高的一件举措(参考案例12)。同时节能改造能帮助实现建筑全面电气化,最终实现建筑碳中和。对于私有的民用建筑,政府应从激励性节能改造政策向强制性节能改造过度,并提供一些财政激励措施减轻开发商和业主的节能项目的经济负担。2.5.3碳抵消建筑碳汇系统和可再生能源系统作为碳排放核减项,与碳排放量负相关,可再生能源系统和建筑碳汇系统的搭建可为建筑领域缓解碳中和压力(参考案例13)。案例12伦敦节能改造伦敦在现有建筑基础上做更新改造时,规定在全市40%的房屋上建设绿色屋顶,如图2.15所见,将屋顶转化为由花草构建的、生物多样性更丰富的屋顶绿化系统。图2.15绿色屋顶来源:伦敦政府,2021582021年10月26日,中共中央、国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案的通知》中提到“到2025年,城镇建筑可再生能源代替率达到8%,新建公共机构建筑、新建厂房屋顶光伏覆盖率力争达到50%”。2011年以来建筑业每年新增建筑面积约25亿平方米,总存量增加17%,2018年中国的建筑总存量为600亿平方米,其中城市住宅240亿平方米,农村住宅230亿平方米,商业建筑130亿平方米。这样规模的建筑面积为屋顶分布式光伏改造提供合理空间,国家能源局在今年6月20日下发《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,其中提出推进屋顶分布式光伏建设,要求项案例13意大利米兰“垂直森林”意大利米兰于2004年启动“垂直森林”项目,项目由两座分别高110米和76米的住宅塔楼组成,分别种植了900棵树(每棵树高最多不超过10米)和2万多株其他植物(各种灌木和花卉植物),并根据外墙的阳光照射情况设计分布。据估计,两座塔楼中的植物所提供的生态系统功效(碳汇、空气质量、生物多样性改善等)相当于2公顷森林所产生的碳汇。图2.16垂直森林来源:欧盟NbS案例库,201659目申报试点的党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%,学校医院村委不低于40%,并做好接网备案措施。目前,市场上装机热潮仍然高涨,屋顶光伏发电带来的碳抵消将作为未来建筑领域碳中和的一大助力。在屋顶光伏稳步发展的同时,BIPV(光伏建筑一体化)也在兴起。BIPV的“光伏+建筑”的理念不仅是一种更加经济的分布式光伏布局的解决方案,同时通过代替一部分建筑组件也在一定程度上减少了建筑材料的使用。目前BIPV的大面积推广依然受到成本因素和市场管理因素制约,未来BIPV的前景虽好,但是也有遇到瓶颈的风险。解决好储能,弹性供电的问题和屋顶资源、运营产权归属的问题是推动市场发展急需解决的问题。60第三章基础设施建设可持续发展投融资新格局613.1基础设施投融资现状与发展基础设施作为经济社会的重要基础,对实体经济有着重大的推动作用,目前,国内已积累百万亿级基础设施资产,但其存量资产流动性差、亟需盘活,而且运营管理能力重要性提升,需引入市场化激励机制,激发运营能力。近年来,中国证监会和国家发展改革委在基础设施领域启动公募REITs(不动产投资信托基金)试点,增强基础设施资产的市场化、权益属性。2021年6月21日,首批9只基础设施公募REITs产品在沪深交易所挂牌上市,首批上市的REITs项目中,产权类项目5单,包括产业园3单,物流仓储2单;特许经营权类项目4单,包括收费公路2单,污水处理1单,垃圾处理及生物质发电1单,9支产品发行总规模为314亿元。2021年7月初至2021年9月初,我国中证500股票的日均换手率为1.80%,我国REITs市场的日均换手率为中证500的51.5%。由此可见,我国公募REITs的规模和流动性还存在很大的提高空间。2021年7月,发改委发布《关于进一步做好基础设施领域不动产投资信托基金(REITs)试点工作的通知》,同时发布《基础设施领域不动产投资信托基金(REITs)试点项目申报要求》,其中提出基础设施REITs重点支持项目类型,对照现行绿色金融标准,预期基础设施REITs在清洁能源发电、电网、清洁公共交通及其配套设施、生态环保基础设施等绿色项目中率先发展。在碳达峰碳中和背景下,支持环境改善、应对气候变化和资源节约高效利用的绿色金融成为基建领域双碳目标的重要推动力。《关于构建绿色金融体系的指导意见》提到动员和激励更多社会资本投入到绿色产业,如表3.1所示,未来数十年,低碳能源的投资需求超过百万亿,需要相关法律法规的配套,建62立适当的激励和约束机制;同时,也需要金融机构和金融市场加大创新力度,发展新的金融工具和服务手段。表3.1双碳背景下绿色低碳融资需求来源:绿金委,2021中国人民银行6月8日发布《中国区域金融运行报告(2021)》,各绿色金融改革创新试验区以创新推动绿色产业发展为主线,在绿色金融标准、绿色金融产品服务创新、激励约束机制等方面积极探索,取得阶段性成果。2020年末,六省(区)九地试验区绿色贷款余额达2368.3亿元,占全部贷款余额比重15.1%;绿色债券余额1350亿元,同比增长66%。为提升金融支持绿色低碳高质量发展的能力,优化绿色金融激励约束机制,中国人民银行5月27日下发《银行业金融机构绿色金融评价方案》并于7月1日开始实施,面向银行业金融机构开展,坚持绿色导向、商业可持续、激励约束兼容,按照客观、公平、公正原则稳步推进,依法尊重银行业金融机构合规自主经营;将绿色信贷、绿色债券等金融工具作为定性与定量考核范围,明确绿色金融评价结果纳入央行金融机构评级等人民银行和审慎管理工具。63在此激励约束机制下,银行业为了提升自身评价,会逐步提升绿色金融业务的配置比例。2021年11月,中国人民银行创设推出碳减排支持工具这一结构性货币政策工具,通过碳减排支持工具向金融机构提供低成本资金,引导金融机构在自主决策、自担风险的前提下,向下列碳减排重点领域提供碳减排贷款。贷款利率应与同期限档次贷款市场报价利率(LPR)大致持平。碳减排支持工具发放对象暂定为全国性金融机构,人民银行通过“先贷后借”的直达机制,对金融机构向碳减排重点领域内相关企业发放的符合条件的碳减排贷款,按贷款本金的60%提供资金支持,利率为1.75%。如图3.1,中国人民银行当前所设置的三个碳减排重点领域,其中清洁能源领域总结来说包括新能源利用、储能和智能电网类项目,节能环保领域主要包括工业领域能效提升、新型电力系统改造等,碳减排技术领域主要包括碳捕集、封存与利用等,均为《绿色债券支持项目目录(2021年版)》和《欧盟可持续金融分类方案》所支持的领域。碳减排支持工具目前仅支持全国性金融机构,且对于项目的碳减排数据核算和信息披露均设置了较高要求,对于碳减排数据,人民银行指出金融机构可以参考项目的可行性研究报告、环评报告或市场认可的专业机构出具的评估报告,以及贷款占项目总投资的比例,计算贷款的年度碳减排量。64图3.1碳减排支持工具流程机制图来源:中央财经大学,20213.2从ESG角度考虑“双碳”目标下基础设施建设碳达峰和碳中和背景下,基础设施建设的项目融资可通过绿色金融工具实现资金融通及气候风险转移,如图3.2,绿色金融工具包括绿色信贷、绿色债券、绿色保险和绿色融资租赁等,此时需满足相应的绿色金融工具的财务与非财务指标。在项目的设计、施工、管理运营过程中,对监管方、投资者、公众等利益相关方而言,不仅关注基础设施项目本身的目标可达性、运行性能、财务等信息,环境、社会和治理(ESG)等非财务信息在其决策过程中的重要性日益增加。ESG理念源于2005年,时任联合国秘书长科菲·安南邀请世界上65主要的机构投资者的负责人参与制定社会责任投资的原则,推动各大投资机构在投资决策中纳入ESG指标因素,如今,ESG因素已被诸如JP·Morgan、易方达、嘉实等投资机构采纳为投资的非财务考量因素,且我们发现越来越多的证据表明ESG与财务绩效之间存在正相关关系。图3.2双碳目标下基础设施建设投融资新格局绿色信贷方面,截至2021年三季度末,我国本外币绿色贷款余额达14.78万亿元,基础设施绿色升级产业贷款和清洁能源产业贷款余额占比最高,分别为6.99万亿元和3.79万亿元,同比分别增长25.7%和22.8%。投资主体对贷款项目设计和实施时有着保障机制要求,保障框架基本建立在ESG理念框架上。2016年8月,世界银行发布环境和社会框架(ESF),要求所有新的世界银行投资项目融资方在项目设计、实施和运营中使用该框架解决环境和社会问题,为与社区协商和公开披露提供了框架要求。这些要求具体包括融资方对项目进行环境和社会影响评估、与受影响社区就潜在的项目影响进行协商等。如图3.3,2021年6月22日,世界银行集团宣布了其新的气候变化行动计划,加强对各国根据《巴黎协定》实施和更新其国家自主贡献和长期战略的支持,66明确表示将加大对发展中国家气候行动的支持,计划包括承诺在计划期间将交付额平均提高到世界银行集团气候融资总额的35%,重点布局在能源、农业、食物、水土、城市、交通、制造业的应对气候变化转变方向,以实现可塑性的低碳未来。图3.3世界银行气候变化行动计划来源:世界银行,2021绿色债券方面,中国人民银行、发展改革委、证监会印发了《绿色债券支持项目目录(2021版)》,该文件为绿色金融领域的绿色债券提供了规范化标准,共涉及节能环保、清洁生产、清洁能源、生态环境、基础设施绿色升级和绿色服务六大产业,其中基础设施绿色升级包含城镇电力设施和用能设施的能效提升、建筑节能与绿色建筑、城镇环境基础设施、水资源节约和非常规水资源利用设施、绿色交通、生态保护建设等六大项目类型,在三级目录中统一了绿色债券相关管理部门对绿色项目的界定标准,有效降低了绿色债券发行、交易和管理成本,提升了绿色债券市场的定价效率,极大便利于境内外主体更好地识别、查询和投资绿色资产,也为基础设施的的绿色低碳转型发展提供可67参考可依据的绿色金融服务机会。绿色资产证券化(ABS)方面,绿色ABS不以公司作为承担还款责任的债务主体,而是剥离出一部分基础资产,形成资产池,作为将来的还款来源。2018年8月,上海证券交易所发布规则指引,明确了绿色ABS的定义,文件指出符合下列条件之一可认定为绿色ABS:基础资产属于绿色产业领域——基础资产现金流主要来源于绿色项目所产生的收入或基础资产主要是为绿色项目融资所形成的债权;转让基础资产所取得的资金用于绿色产业领域——所得资金应主要用于建设、运营、收购绿色项目、偿还绿色项目贷款或为绿色项目提供融资等。绿色资产证券化成立的基础在于绿色产业领域中大量项目具有持续稳定现金流的特征。资产支持证券是以基础资产未来的现金流作为还款的来源,以太阳能光伏电站、风力电站及污水处理设施等为代表的绿色基础设施项目具有持续稳定的现金流回报,此类绿色项目的特点天然契合了资产支持证券的特性,是发行绿色资产证券化产品的优质基础资产标的。交易商协会和证监会都鼓励第三方认证机构对发行的绿色ABS进行评估,从募集资金管理、信息披露和职能保障等方面来评估绿色ABS,在募集资金管理和职能保障方面评估资产管理者的治理能力,在信息披露方面会从基础资产的运营过程中产生的环境和社会影响进行评估。绿色股权投资相关标准体系还未建立,但这并不意味着在碳达峰碳中和行动的后期不被需要,中国证券监督管理委员会于6月28日发布《公开发行证券的公司信息披露内容与格式准则第2号—年度报告的内容与格式(2021年修订)》,新增第五节环境和社会责任,明确要求属于环境保护部门公布的重点排污单位的公司或其主要子公司,应当根据法律、行政法规、部门规章及规68范性文件的规定披露排污信息、防治污染设施等主要环境信息,并鼓励公司自愿披露在报告期内为减少其碳排放所采取的措施及效果。此文为证监会首次将ESG理念框架规范纳入上市公司年报信息披露格式中,为绿色股权投资提供一定参考价值,也为绿色股权投资工具相关标准规范建立做先行先试的样本。企业方面,于短期措施而言,评估产品或服务的温室气体排放,建立或评估边际减排成本曲线,有效实施减污降碳协同增效等技术;于长期战略而言,建立能源和碳排放管理体系,并将ESG管理理念纳入企业可持续发展战略中,依托双碳背景下激励和约束机制提升自身ESG绩效,在实现自身绿色低碳转型的同时,为自身产品和服务创造绿色竞争力,争取国内外行业内的话语权。随着国内绿色金融体系不断完善,环境、社会、经济等因素被纳入基础设施投融资选择考量已成为共识,尽管低碳基础设施建设成本较高,但如果将基础设施的规划设计、安装建设、运营维护等阶段所获取的环境、社会、经济效益进行折现,进行全生命周期成本效益核算,双碳基础设施建设将会让企业可接受、财政可支撑。69第四章协同推进“双碳”目标70根据本报告前两章的分析显示,无论是从技术发展还是经济可行性上,中国的完备产业链和政策驱动力都已经为双碳基础设施建设培育了丰沃的土壤,其布局与发展势在必行,刻不容缓,且这个巨大的市场已经蓄势待发。基建是推动内循环发展的重要动力,也同样是转型升级的先驱者,我国的基础设施建设作为重要的技术载体将在推动双碳目标上发挥重要作用;为达到双碳目标所带来的低碳革命也将反过来拉动相关基础设施投资。以政府为主导驱动力,金融机构为资金提供者,建设部门和施工单位为实施主体,相关企业为产业链支持,中国在低碳基建的道路上一步一个脚印走出了新的道路并将继续前行;而由此带来的巨大技术革新需求、各利益相关方的重要作用和国际化发展路径也已经逐渐清晰,彰显着双碳基础设施的必然性与挑战性。4.1技术革新需求突破性技术是实现双碳目标的重要依靠,尤其是在双碳基础设施领域。在不考虑成本的情况下,以现有的技术实现双碳目标是可行的,并且有多种技术路径选择。经过这几十年的技术发展,加上全产业链的集成制造,风电和光伏发电成本正持续下降1。根据能源转型委员会报告,提供足够的零碳电力、氢能和可持续生物质,或使用源汇匹配的碳捕集和封存可以实现中国在2050年完全脱碳。但是要达到双碳目标,对整个社会和经济附加的成本依然相当之高,尤其1近10年来陆上风电和光伏发电项目单位千瓦平均造价分别下降30%和75%左右,目前中国的可再生能源发电的LCOEs已经接近传统的化石燃料发电71是在基础设施方面,极度影响了企业和资本的主动性与能动性。因为基础设施具有公共服务属性,只有通过政府的政策引导和资本投入,降低社会企业成本,从而降低绿色溢价,才能加快双碳基础设施的布局从而加速达成整个国家的双碳目标:1)双碳基础设施直接减碳,比如新建的光伏电站;2)增加双碳产品需求,比如政府大楼的绿色建材需求;以氢燃料电池和电动汽车为导向的交通基础设施规划,加快新能源汽车普及;3)外部效应内部化,比如通过碳足迹、碳交易等提高高碳产品的售价,从而鼓励低碳产品的研发和推广。因此,我们需要持续的技术革新来降低双碳基础设施建设的成本;而我们身处其中并可预见,技术革新时刻发生,并深远地影响着整个能源转型和零碳发展的路线图。完成现有技术的盘点,是双碳基础设施选择何种技术路线的基础工作。图4.1展示了以电气化和数字化为核心的现有双碳基础设施的技术关联图,除了不可预测的大爆炸式的全新技术革新,基本上所需求的技术革新都已经有所体现。下面将详细介绍各个技术的我国发展现状、不足,技术革新的方向和需求,以及一些技术革新所需要的资源和支持分析。72图4.1现有双碳基础设施技术关联图4.1.1能源作为实现“碳达峰、碳中和”目标的重要手段和必然要求,能源转型是重中之重,尤其是所有行业的电气化以及清洁电力的发展。能源转型一方面既能满足我国的能源安全,另一方面也将继续提高和保持我国在新能源领域的优先地位。我国在可再生能源发电、特高压输电和智能电网等诸多领域保持国际领先地位,但很多领域上可能是体量的领先,在技术质量方面,我们任重道远,而且在争先恐后的国际科技发展道路上,稍有不慎就很有可能被迎头赶上从而失去国际市场,所以我们一定要时刻保持技术革新,科技强国。图4.2显示73了现在能源领域技术的发展现状、现有政策支持力度,减排潜力和未来所需政策支持力度。图4.2各能源领域技术发展现状和所需要的支持力度可再生能源和新能源发电技术为实现双碳目标,我国的电力系统需从集中式变为分布式,形成新的电力网,同时,在用电终端上,发展灵活用电的柔性负载,实现风电、光电的有效消纳。因此,在光伏领域,从集中式到分布式、进一步到移动式甚至可穿戴式光伏应用场景的变化是未来的趋势;而小型风力发电机组的市场也将随着分布式电力系统的逐渐完善迎来新的市场。在集中发电领域,值得关注的技术革新领域包括光伏组件效率的进一步提升,风力发电关键设备的国产化,海上风电的大规模开发,浮式风电的进一步投运,核电技术的下一代研发,和水电开发建设的稳妥推进。在这些已有的成熟的可再生能源发电技术中,阶段性的技术革新可能将不太常见,但日新月异的发展和创新却是屡见不鲜,且指日可待的。技术的发展和革新离不开政府的支持和推广,可再生能源发电也不例外,它的可持续发展一直被国家高度重视。早在“六五”、“七五”、“八五”科技攻关中就已经安排了新能源和可再生能源项目,而现在的高速发展更是离不开-1135风电光伏水电核电智能电网CCUS储电氢能技术发展现状政策支持情况未来减排潜力需要支持力度74从“九五”开始的专项新能源和可再生能源产业化发展计划,日前,国家能源局表示将加强能源绿色低碳的发展顶层设计,抓紧研究编制“十四五”现代能源体系规划和分领域的能源专项规划。国家已经开始着力于分布式光伏的布局,这一举措将推动分布式光伏的技术推广和相应的技术提升。2021年6月20日,国家能源局综合司发布了《关于报送整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点方案的通知》,根据文件、项目申报试点县(市、区)要具备丰富的屋顶资源、有较好的消纳能力,党政机关建筑屋顶总面积光伏可安装比例不低于50%,学校、医院等不低于40%,工商业分布式不低于30%,农村居民屋顶不低于20%,于7月15日前报送能源局新能源司。而福建、山东、广东、陕西、江西、甘肃、安徽、浙江等,各省份都积极开展了“整县分布式光伏开发试点工作”准备申报。企业也不甘落后,尤其是央国企的分布式整县项目开发被提上日程。6月24日,国家电投旗下中国电力国际发展有限公司就发布了《关于积极申报整县屋顶分布式开发试点的通知》。各大民营企业也通过庞大的渠道资源,和积累的与分散且错综复杂的分布式业主打交道的丰富经验积极布局。这个政策也很好地解决了金融问题,原先的分布式光伏金融机构参与度低,尤其是工商业分布式,因为其非标准化,每一个都需要定制化,且项目业主的贷款难度高。而现在以试点县为单位,形成标准化的打包制,批量放款将使银行成本下降。智能电网和能源互联网清洁能源对于电网的接入、消纳、调节能力都有着非常高的要求,而这些75又都是传统电网所不能满足的;幸好数字化为平衡电力供需开辟了新的选择,需求侧响应成为了增加电网灵活性的有效方式;因此智能电网的应用势在必行,是达到双碳目标必不可少的一环。从发电、输电、变电、配电、用电、调度到通信,智能电网的技术革新体现在电网运行的全过程中;将通信、信息和现代管理技术综合运用到电网的各个环节,将大大提高电力设备的使用效率,从而降低电能的损耗,使得电网的运行更加经济和高效,而这也正是新基建的重要组成部分。在该领域,可预见的大方向技术革新包括分布式发电微网技术、主动配电网技术、虚拟电厂,电动汽车与电网互动技术的更新换代等;而微观上,以5G技术为舟,软件集成为桨,辅以智能装备为锚,贯穿了整个发电系统的智能电网技术发展,将是一个庞大的技术海洋。作为智能电网自然扩展的重要渠道,具有更高大广延性和开放性的能源互联网融合了信息和通信技术与能源系统,有望成功整合未来电力系统的核心要素(可再生能源技术、氢能、电动汽车、建筑物和其他终端能源系统),从而创建更高效、更有韧性的能源体系,甚至联通全球。当然,其所面临的技术难度也水涨船高,与储能技术和大数据分析的发展密切相关。无独有偶,发展智能电网的技术革新同样高度依赖政策红利,各地重视智能电网产业发展,十四五规划纲要大多提及智能电网。企业方面,2016-2020年国家电网总投资1.4万亿元,其中智能化投资1750亿元,占电网总投资的12.5%。不过由于电网一定的垄断性元素存在,智能电网技术的发展推动相对于可再生能源是较慢的,如果要赶上未来大量可再生能源并网的需求,还需要持续的电力市场化改革和顶层设计的加压。76碳捕集与封存碳捕集、利用和封存(以下简称“CCUS”)能够实现化石能源利用的CO2近零排放,在各类减排技术中,被认为未来将填补能效和可再生能源技术减排的不足,在零碳经济进程中发挥不可或缺的作用。丰富的地质碳存储能力,为CCUS技术在中国的部署和应用提供了广阔的空间,从而支持中国在难以脱碳的发电和部分工业过程中继续使用化石燃料;而利用生物质能结合碳捕集与封存技术(BECCS)则可以实现负排放(即从大气中吸收二氧化碳),并抵消难以脱碳部门的二氧化碳排放量。我国各类CCUS技术种类齐全,囊括了深部咸水层封存、二氧化碳驱提高石油采收率、二氧化碳驱替煤层气等各种CCUS关键技术;且各环节主要技术发展迅速,多种新技术类型不断涌现,比如捕集环节的第二代技术正处于实验室研发和小试阶段,将在2035年前后实现代际衔接,而封存环节上,我国已完成了全国二氧化碳理论封存潜力评估,陆上地质利用与封存技术的理论总容量为万亿吨以上,陆上咸水层封存技术完成了10万吨级规模的示范,海底咸水层封存、枯竭油田、枯竭气田封存技术也已完成了中试方案设计与论证。不过在政策和市场支持方面,CCUS与上面两项技术存在一定差距,其缺乏国家政策激励和针对性的专项法律法规,产业链协同困难,不少企业无法判断该技术是否可行,加上造价问题,被很多企业放弃开发利用。其技术革新需要相关部门的极大推动:由政府牵头,形成稳而可靠的产业链上下游关系,让经营者有的放矢;出台CCUS配套激励政策,鼓励企业大力发展商业CCUS设施服务;加快实施大规模全链条集成示范工程,超前部署新一代低成本、低能耗CCUS技术研发和突破,带动技术普及、产业发展。77CCUS技术需要通过国有企业来带动周边企业,加快其发展,加速技术研发、扩大示范规模、进行合理的商业化探索等,才能呼吁更多企业的积极参与,从而推动行业高质量发展及减排进程。特高压输电由于陆上风电平价项目大规模开发需要的风资源条件集中于西部、北部荒漠和草原地区,而我国电力需求的负荷中心仍将更多集中于中东部地区,使得特高压成为连接电源基地和负荷中心的必然选择。作为世界上第一个也是唯一一个全面掌握特高压输电技术的国家,也是第一个将其投入商业运营的国家,我国的特高压技术在世界上名列前茅,但是特高压技术也面临着一些需要解决的问题,诸如因接入落地端的过量脉冲输入冲击电网稳定运行,占地面积较大的架空建设,有限的成本下降空间;这些问题都局限了特高压的进一步应用,亟需持续的技术革新。储能在储电方面,不论是当前广泛应用的锂电池,还是正在兴起的大规模高安全性能的液流电池储能系统,在未来都将会有更大的应用前景;随着成本的持续下降,预计到2030年储能项目电池架的成本相比2019年将下降超60%,电池储能的容量也会从目前的微乎其微增长到2050年的510GW。除了储电,储热和储氢也是技术革新的两大重点领域,在太阳能领域,由光转换为热的效率远比光转化为电更高,如何将太阳能以热的形式储存起来,直接用于对高品质热有较大需求的领域,将是未来技术革新不能不攻克的难关;而且这一技术已经有所突破,比如2018的研究表明碳化改性后的碳纤维78的光热转化效率可达到92.5%。氢能如果说电池是目前最发达的日内发电储存技术,那氢气则是更适宜的季节性储存技术,未来的能源结构需要这两种技术的共同创新和发展。例如,电池适用于阳光充足的地方,太阳能光伏发电全年基本稳定,可以储存起来供晚上使用;而氢气通过化学形式储存能量并通过燃料电池将其重新转化为电能,此过程可以用来抵消电力需求和可再生能源产出之间的季节性错配。目前我国氢能行业还在产业发展初期,未来有很大的发展潜力。在可再生能源电解制氢方面,随着可再生能源成本的降低、电解效率的提升、新型制氢办法的推动,都会进一步降低制氢成本;氢的运输则是氢气利用的另一大瓶颈,也同时是技术革新的重要研究方向,我国目前的主要运输方式包括:用卡车运输经过压缩的气态氢或液态氢,和用管道输送经过压缩的气态氢到指定地点,这种趋势将在中期内保持不变,但未来一个完整的氢气管网的组建可能是必不可少的。作为终端的加氢站,其大规模建设和使用可以有效降低加氢设备的成本,但我国目前氢能发展基础设施建设尚不完全,国内在营加氢站数量远远不够,氢能产业链发展也不完整,这导致了氢能应用的整体成本偏高。此外氢能领域中部分关键零部件尚不能国产化,这些都带来了技术革新的需求与机遇。和CCUS一样,氢能的发展也相对较慢,但又格外重要。“十四五”是氢能第一次被纳入国家五年规划之中,但相配套的政策和资金支持仍然极度匮乏,如果要达到氢能的技术革新,还需更多的政策支持,在技术方面可以加强79国际合作,在这一领域,我们有很多可以向国外学习的地方,尤其是未来可能会变成主流的海上风电制氢技术以及终端的氢气使用场景等。在现阶段,相对而言我国对氢气发展的需求并不是那么强烈,但氢气将不可避免地成为碳中和愿景下各种难以电气化的降碳行业为数不多的选择,所以我们更加要提前布局与行动,这样在技术上才有弯道超车的可能性。4.1.2绿色建筑建筑的节能是一个庞大的技术需求库,其所涵盖的范围之广,且与生活的密切相关,使得相关的技术革新庞杂且重要。纵观建筑的整个生命周期,建筑节能的相关技术革新可分为四大方向(见图4.3):图4.3零碳建筑技术革新的四大方向一是电气化和电力脱碳,在电力部门运用上一章节提到的各项脱碳技术实现清洁低碳电力后,如何推动建筑电气化,提高建筑用电与电网的互动能力,比如电采暖应用推广,直流型微电网等。80二是增强建筑产能,推广可再生能源的建筑应用,发展绿色能源供暖技术,比如建筑光伏一体化、光热转化技术等。三是建筑节能水平提升,包括提升建筑保温隔热性能、提高设备能源利用效率和建筑节能运行管理水平,比如建筑节能玻璃、建筑保温材料、暖通空调AI数据采集与节能控制系统等。四是建筑施工的材料和工艺改进,比如发展绿色建材、轻质建筑材料、具有固碳能力的建材,装配化和模块化建筑施工等。绿色建筑技术的发展充分呼应国家政策和市场选择,循序渐进。2020年07月15日,住建部等七部门联合印发的《绿色建筑创建行动方案》提出,到2022年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%,并且提出推动新建建筑全面实施绿色设计、提升建筑能效水效水平、建立绿色住宅使用者监督机制等重点任务。2021年05月25日,住房和城乡建设部等15部门发布加强县城绿色低碳建设的意见,要求县城新建建筑要落实基本级绿色建筑要求,鼓励发展星级绿色建筑。加快推进绿色建材产品认证,推广应用绿色建材。发展装配式钢结构等新型建造方式。全面推行绿色施工。在一系列政策鼓励下,我国超低能耗建筑得到较快推广,建成一系列具有代表意义的示范项目,“十三五”期间,我国超低能耗建筑专项财政激励超过10亿元。《绿色债券支持项目目录(2021)》将“超低能耗建筑建设”、“绿色建筑”、“建筑可再生能源应用”、“装配式建筑”、“既有建筑节能及绿色化改造”、“物流绿色仓储”等建筑节能与绿色建筑收入其中。房地产企业、物业管理企业和标准制定机构等相关组织作为绿色建筑技81术革新的主体本就进行了大量的研发投入和市场教导,在这波政策红利下将持续地支持相关技术的迭代和升级。4.1.3绿色交通绿色交通的技术革新主要体现在两个方面,一是燃油的替代,从化石能源替换成电力、氢气和生物燃料。仅仅在电动汽车方面,其发展路线就已经五花八门,八仙过海;从固态电池技术,到电池的直接更换免充电,从快充,到利用效率提升,无一不是一块块难啃的硬骨头,也是资本驱动下被着力研究且颇有成效的领域。另一方面则体现在应用大数据、5G、人工智能、区块链、超级计算等新技术,构建智能化和共享化的交通运输体系,包括建设综合交通大数据中心体系,深化交通公共服务和电子政务发展;推进北斗卫星导航系统在交通运输领域的应用;将无人驾驶技术应用于不同车辆类型,例如公共汽车、消防车、物流车辆、出租车、智能高速公路、景区无人渡轮和清洁车;开发分时租赁,网络租车以及针对新能源汽车的综合出行服务等业务模型,以满足未来的个性化出行需求。交通运输行业正在紧锣密鼓推进交通运输“双碳”行动方案,包括产业政策、用人政策、降碳政策、投入产出成本效益、碳交易,涉及铁路、公路、水运、邮政等各个子行业;国家政策已出,绿色交通的技术革新将更多地依赖企业的研发投入和市场的选择。824.1.4技术革新所需支持总结结合三大板块来看,实现双碳目标的核心仍是大幅提升电气化程度,在工农业生产、建筑、交通等领域大力推广使用电能。但是我国在推进电气化方面还相对存在短板,以此为例,图4.4显示了我们需要各个利益相关方都重视并投入到其中,各级政府需从顶层设计和政策法规方面来支持电气化方面的技术革新,培养市场环境和绿色低碳的用能取向。图4.4电气化技术革新需要的支持来源不仅仅是电气化的技术革新需要各个利益相关方的支持,各项技术的研发、推广和更新都需要大量的支持;扩大到整个双碳基础设施建设的角度来看,各利益相关方应该在多方角度上为之努力。为实现双碳目标,在低碳技术浪潮中,各利益相关方一方面需要对现有技术主动了解分析,另一方面需要前瞻性预判新技术或潜在技术,将其纳入长期目标的超前部署和规划之中,持续优化碳中和路径选择。834.2各利益相关方的作用图4.5展示了各个利益相关方在双碳基础设施建设上的作用:图4.5各利益相关方与双碳基础设施建设的关系4.2.1中央政府为了达到双碳目标,中央政府一直为之努力;2021年5月26日,碳达峰碳中和工作领导小组第一次全体会议在北京召开,国务院的主要部委基本上都参加了此次会议,且都是推进双碳工作的主力部门。相对应的监管部门也已经在制定各个部门职责下的双碳目标实施计划,发改委、生态环境部、国家能源局、工信部、中国人民银行等多部委多领域均为实现“双碳”目标加紧制定行动方案,陆续推出“碳中和”相关政策和制度。我们期待中央政府继续:841)以政治站位保持战略定力,加强顶层设计,在顶层设计中明确整个国家的应对气候变化的行动方案,并一直与实际情况进行校对修正与更新;2)紧扣目标分解任务,要求、指导和督促各地方、重点领域、行业和企业科学设置目标、制定行动方案,将碳达峰纳入中央环保督察;3)制定应对气候变化的国家立法(碳减排法制体系、碳封存法制体系、碳替代法制体系、碳循环法制体系、碳定价法制体系),通过制定、修订法律完善中国的碳达峰、碳中和法制体系,并出台相关政策从而支持双碳基础设施的建设;4)加快碳市场建设和碳税制度,从市场化方向控制碳排放;5)推动电力市场改革,建立多层次绿色低碳电力市场,促进低碳电力消纳,增加高碳电力的供电成本;6)加强绿色金融建设,引导金融资源流向绿色低碳产业;7)适时直接投资双碳基础设施建设。4.2.2地方政府中央政府对双碳基础设施的定位和规划是完整的且有前瞻性的,但是在各级政府的目标实行上,因为各城市的地理、气候、经济、产业、人文等多方因素影响,对待双碳基础设施存在千城千面的现象。2020年12月29日,公众环境研究中心(IPE)在中国城市二氧化碳排放达峰学术讨论会上发布了“中国城市达峰指数”报告,报告显示大多数达峰滞85后城市的单位产值碳强度较高,人均GDP偏低。中国幅员辽阔,各地区发展不平衡,自然资源条件迥异,而且国家对于不同省市发展的战略定位、产业布局也有很大差别。碳减排对各地财政产生的影响也各不相同。山西、内蒙古、陕西等资源丰富的省份,其地方财政对采矿业、电力行业等的依赖程度高,而双碳目标的提出和执行将大幅影响当地税收收入。这也正是我们担忧的地方,很多重工业地区其本身GDP偏低,而又依赖高耗能企业提供经济支持,大刀阔斧地从地方政府层面施压要求企业去进行碳达峰无疑会受到企业的不满与不配合,导致整体节奏的紊乱。中国整体处于工业化中后期阶段,传统“三高一低”(高投入、高能耗、高污染、低效益)产业仍占较高比例,且还在不停发展之中,我们不能因为双碳目标的压力而停止建设新的基础设施,也不能试图通过上马高耗能项目,人为拉高高峰值来实现低水平的达峰。在未来的一段日子里,不可避免的将会出现边建设边减排的现象,而如何把握这个度将是最困难的地方。所以,地方政府,尤其是达峰滞后省市的政府单位应该:1)摸清自己的基础设施建设需求,和潜在的减排能力,综合考虑经济实力和发展需求,制定碳达峰、碳中和行动方案;2)根据自己的特殊条件锚定发展路线和投资所需技术革新,例如山西是能源大省,且甲烷排放较多,甲烷的利用、碳捕获和储存将是技术重点,也是发展机遇。3)将基础设施建设的降碳减排设计同绿色金融有机结合起来,力争在实现“双碳”目标上做到取之于碳用之于碳,从资本运营到施工监管进行指导86思想革新,落实绿色GDP政府绩效考核机制,增强政府绿色发展动力;4)将绿色低碳需求落实到政府采购和项目的规划审批之中,对高能耗项目设置更多的减排需求,鼓励新能源等减排项目;5)主动探索与碳达峰先进省市的合作与交流;6)建立双碳目标示范项目和示范区;7)注重生态文明建设。4.2.3企业基础设施涉及不同企业,如果在项目前期没有充分考虑,就很有可能被碳锁定,因此基础设施价值链上的企业需要协作,在早期识别并规划项目的低碳属性(见图4.6)。例如:“2021年6月5日,英国政府内阁办公室(CabinetOffice)出台了一项新的政府采购政策。新的采购政策规定,符合要求的政府部门或机构应强制要求大型公共项目的供应商提供碳减排计划。同时,供应商在碳减排计划中必须做出不迟于2050年实现‘净零’排放的承诺。”87图4.6各工作过程在基础设施生命周期的不同阶段影响碳减排的能力来源:BSI,2016PAS2080把在基础设施价值链上的企业分为业主、规划设计者、建造方和材料供应商(见图4.7),他们需要:1)制定碳管理的组织政策和战略,并将这些政策和战略与业务目标保持一致;2)制定和实施碳管理流程,以支撑新建低碳基础设施或改建;3)价值链中各成员须就碳管理的重要性进行持续或定期的沟通;4)与价值链其他成员发展协作关系,减少碳排放;5)制定培训方案,填补碳管理相关的知识和技能方面的空白;6)确保配置足够的人力用于碳管理进程的制定和实施;7)确保碳管理流程的要求与现有业务流程兼容配套;8)通过分享当前的良好实践,表现出对持续改进的承诺;889)在基础设施交付期间的碳管理方面,促进形成奖励碳管理的价值观。图4.7各价值链成员的应尽义务来源:BSI,2016除大型跨国集团和行业龙头企业外,虽然国际社会对企业采取气候行动的呼声很高,但实际制订碳减排计划的企业并不多。目前来看,企业制订碳减排计划的驱动力主要来自政府政策引导、市场供需选择及自身责任意识。如果政策引导和市场刺激两股力量联合起来,那足以对企业减排意愿产生实质性影响。中国绝大部分的基础设施是由政府和国有企业来建设的,在政策响应上更为迅速。而由他们的需求反推之后,我们将看到更多的上下游企业被动员到施工材料、设备生产、智能改造的低碳发展道路上。我们建议所有企业,尤其是基础设施领域的企业:1)尽快制定碳达峰、碳中和行动方案,在行动方案中重视微观行动,制定具体的行动计划,并落实好“双碳”目标的具体措施;2)积极采用先进技术、工艺,利用好新能源和技术创新参与节能减排行动;3)持续提高资源利用率,逐步淘汰落后工艺和产能和高能耗、高碳排产业;业主需要:l明确记录和传达合理期望的碳管理成果到其价值链;l鼓励价值链成员挑战现状,推动低碳解决方案;l推动适当的机制,识别并奖励在价值链中的低碳表现,以推动低碳解决方案;l负责在资产和工作方案中减少碳排放。规划设计者需要:l尽早介入基础设施生命周期中,并建立系统,确保与资产运营商、材料/产品供应商合作;l使用低碳化指标约束基础设施的产品/材料供应商,并提供低碳解决方案。建造方需要:l和其他相关价值链成员分享自己的碳管理流程的详细信息;l建筑商知晓可以改进资产经营者碳管理方法的,应当向资产所有者/管理人提出改进建议。材料供应商需要:l在基础设施生命周期早期阶段向所有价值链成员推广低碳解决方案;l在其供应链中推进碳管理;l主动将碳信息传达给其他价值链成员。894)探索数字技术、对碳排放情况实行监测的同时,也对不同的减碳方案进行试验和效果评估,为后续碳中和的技术应用推广做好预判;5)增强低碳意识,将低碳、零碳作为企业经营的指导理念和使命;6)考虑绿色资产投资发行企业债券。7)注重各价值链成员的协作。4.2.4金融机构近日中银协筹备成立了中国银行业支持实现碳达峰、碳中和目标工作组,同时制定了2021-2025年工作组规划。对于商业银行来说,参与到“双碳”进程,既意味着银行信贷业务的重新布局,同时也勾勒出中国绿色金融发展路线。我们建议金融机构:例如:“谷歌公司于2020年发行了57.5亿可持续性债券,全球规模最大的‘绿色企业债券’”。“2021年7月15日,中国宝武携手国家绿色发展基金、中国太保、建信投资共同发起宝武碳中和股权投资基金,是目前国内市场上规模最大的碳中和主题基金,总规模500亿元。”例如:“华为构建‘极简+绿电+智慧能源云’:发布‘数字能源零碳网络解决方案’,包含极简站点、极简机房、极简数据中心、无处不在的绿电融合智慧能源云”。901)制定自身碳达峰和碳中和目标及路线图,倡导技术减排、办公运营低碳化、抵消机制、植树造林等措施,实现自身碳中和;2)布局绿色金融发展战略,设立绿色金融发展部门,统筹规划银行的绿色金融战略;3)建全环境和社会风险管理体系,健全内部审贷准则,实行融资项目的风险分类管理,制定环境和社会风险分担措施,加强与环保部门的环境信息沟通和资源共享;4)完善并丰富绿色金融产品和服务体系,积极开发与碳排放权相关的金融产例如:“2020年3月,巴克莱银行设定了到2050年成为净零银行的目标;2020年,巴莱克银行自身运营实现碳中和,现在的重点是减少资助的客户排放,即融资排放。”例如:“在深化绿色金融发展过程中,湖州银行坚持围绕‘商业可持续’的思路来强化优势、促进发展。为了让全行上下‘拧成一股绳’做好绿色金融,湖州银行开展了一系列建章立制工作。组织架构方面,在董事会层面设立了绿色金融委员会,在经营层成立了工作小组,在总行设立了一级部门,在分支机构设置了绿色专营支行。管理制度方面,对绩效考核评价、绿色分类管理办法、环境风险管理办法、绿色行业营销指引、绿色产品体系等进行全方位的创建”。91品和服务;5)探索国际合作模式;6)推进ESG资管投融资实践;7)科技赋能,打造绿色金融数字化管理平台。4.3国际化发展道路图4.8双碳基础设施建设的国际化发展在国际化发展道路上,一方面双碳基础设施的发展在支持我国达到碳中和目标的同时,也将为国际立下标杆形象并起到示范作用,将协同“一带一路”沿线国家走向绿色清洁、保持较高增速和高质量发展。“一带一路”国家/区域面临共同的生态环境和气候变化的严峻挑战,也正在共同经历史上最大规模的绿色低碳转型,为了达到巴黎协定下提交的国家资助贡献,一带一路国家的非化石能源在能源消费中的占比在2030年需提升至21%左右,在2050年达92到46%以上,且碳移除技术在化石能源中的使用比例需达到41%左右。这无疑是对一带一路国家非常巨大的挑战,尤其是当“一带一路”沿线聚集了新兴经济体国家、石油输出国等,都是是自然资源的集中生产和消费区,也是温室气体排放的高增长区。所以可预见的是,一带一路国家能源供给部门的投资结构必将发生显著变化,以应对气候变化和温室气体减排的压力,对清洁能源及配套设施的绿色投资占比将大大提高,特别是在可再生能源发电、智能电网、储能、氢气利用、CCUS等中国已经在努力并颇有成效的领域,更加上中国已经在5G领域有所建树,而推动信息通信技术在能源领域的融合应用也将大大提高节能和新能源技术进步曲线的学习率。我们可以看到特高压技术、高铁、5G等都已经走出国门并开辟出双碳基础设施的国际发展篇章。另一方面,我国在2015年首次倡议将绿色金融纳入二十国集团(G20)的峰会议题,正成为全球绿色金融的引领者。我国金融行业仍有巨大的发展空间,将加快构建世界规模最大、国内统一、与国际接轨、清晰可执行的绿色金融标准体系,利用能效信贷、绿色债券等支持节能减排绿色项目,实现绿色复苏、绿色发展。2018年由中国绿金委和伦敦金融城共同发起的“一带一路”绿色投资原则,旨在推动全球的金融机构在“一带一路”更多地投资绿色和低碳项目,来减少这些国家的高碳、污染性的投资,现在已经有了38家全球大型机构参与。从整个国际政策层面来看,我国坚定不移地走可持续化发展路线以及积极应对气候变化的基本理念,在一届又一届的气候变化大会,和顶层政策的制定中,都得到了体现。而中国在即将到来的格拉斯哥COP26中必然也会有新93的国际合作动向,无论是对中国气候变化南南合作基金的资金追加和具体低碳示范项目的推进,还是在全新的能源转型大动向中的转变声明,在这一届的COP之中必将引领新的绿色低碳发展浪潮。94参考文献AdvancingNetZero,WorldGreenBuildingCouncil,Ramboll,C40Cities,Bringingembodiedcarbonupfront,Coordinatedactionforthebuildingandconstructionsectortotackleembodiedcarbon,2019.BSI,PAS2080:2016CarbonManagementinInfrastructure,2016.Chih-HaoYanga,Kuen-ChangLeeb,Hui-ChiaoChen,Incorporatingcarbonfootprintwithactivity-basedcostingconstraintsintosustainablepublictransportinfrastructureprojectdecisions,2016.FacanhaC,HorvathA.EvaluationofLife-CycleAirEmissionFactorsofFreightTransportation.EnvironmentalScience&Technology,2007,41(20):7138~7144.GovernmentofSouthAustralia,AdelaideCityCouncil.CarbonNeutralAdelaideActionPlan2016–2021.2015.HuoT,LiX,CaiW,etal.ExploringtheimpactofurbanizationonurbanbuildingcarbonemissionsinChina:Evidencefromaprovincialpaneldatamodel.SustainableCitiesandSociety,2020,56:102068.LuoT,TanY,LangstonC,etal.Mappingtheknowledgeroadmapoflowcarbonbuilding:Ascientometricanalysis.EnergyandBuildings,2019,194:163~176.MardaniA,JusohA,ZavadskasEK,etal.SustainableandRenewableEnergy:AnOverviewoftheApplicationofMultipleCriteriaDecisionMakingTechniquesandApproaches.Sustainability,2015,7(10):135~175.MayorEricGarcetti.L.A.’sGreenNewDeal.2019.MayorofLondon.ZeroCarbonLondon:A1.5℃CompatiblePlan.2018.UNHABITAT,TongJiUniversity,NetZeroCarbonVillagePlanningGuidelinesFortheYangtzeRiverDeltaRegioninChina,2019.OdaJ,AkimotoK,TomodaT.Long-termglobalavailabilityofsteelscrap.Resources,ConservationandRecycling,2013,81:81~91.TheCityofNewYork.OneNYC2050:BuildingaStrongandFairCity.2019.TheWorldBankGroup,ClimateChangeActionPlan,2021-2025SupportingGreen,Resilient,andInclusiveDevelopment,2021.TingWei,ShaoqingChen,Dynamicenergyandcarbonfootprintsofurbantransportationinfrastructures:Differentiatingbetweenexistingandnewly-builtassets,2020.YueY,WangT,LiangS,etal.LifecycleassessmentofHigh-SpeedRailinChina.TransportationResearchPartD:TransportandEnvironment,2015,41:367~376.北京大学光华管理学院,《中国公募REITs发展白皮书2021》,2021.蔡博峰,李琦,林千果,马劲风等,《中国二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)报告》,952019.蔡伟光,《中国建筑能耗研究报告(2020)》,2021.柴麒敏,《碳中和愿景与“一带一路”能源投资变革》,2020.柴麒敏,傅莎,温新元,《基于BRIAM模型的“一带一路”国家低碳能源发展情景研究》,2020.邓玥,《碳捕集利用与封存技术大规模应用卡在哪儿?》,澎湃新闻,2021.高盛,《碳经济性:中国迈向近零的清洁技术革命》,2020.公众环境研究中心,《“中国城市达峰指数”报告》,2020.郭方舟,《共享“碳中和”推动绿色丝绸之路》,2021.国际能源署,《氢的未来-抓住今天的机遇》,2019.国家电网,《“碳达峰、碳中和”行动方案》,2021.国网能源研究院,《国内外能源互联网发展报告》,2020.国网能源研究院,《中国能源电力发展展望》,2020.何少佳,《道阻且长,行则将至——2021中国科技企业碳中和责任研究报告》,2021.红杉中国,《迈向零碳——基于科技创新的绿色变革》,2021.《环境工程》公众号,《什么是碳中和污水处理厂》,2021.胡鞍钢,《中国实现2030年前碳达峰目标及主要途径》,2021.绿色和平,赛宝计量检测中心,《中国数字基建的脱碳之路:数据中心与5G减碳潜力与挑战(2020-2035)》,2021.能源基金会,《中国碳中和综合报告2020——中国现代化的新征程:"十四五"到碳中和的新增长故事》,2020.能源基金会,《中国碳中和综合报告2020》,2020.能源转型委员会,落基山研究所,《中国2050:一个全面实现现代化国家的零碳图景》,2020.能源转型委员会、落基山研究所,《以零碳电气化为核心实现中国的绿色复苏》,2020.清华大学气候变化与可持续发展研究院,《中国低碳发展战略与转型路径研究》,2020.清华大学气候变化与可持续发展研究院,《应对气候变化的基于自然的解决方案全球案例报告》,2021.全球能源互联网发展合作组织,《中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望》,2021.王宁,《德国能源转型的经济分析及启示》,2019.卫昶,《双碳目标下必须加快能源技术创新》,上海市经济信息化委员会,2021.96吴宝英,《新型电力系统发展前景展望》,中国电力报,2021.西部证券,《户用储能龙头,布局全球市场》,2021.亚洲开发银行,来自中华人民共和国50座城市的气候解决方案,2018.杨海涛,吉平,苗淼,张桂红,姜宁,宋云亭,《未来中国特高压电网结构形态与电源组成相互关系分析》,2018.杨舒,《实现碳中和基础设施建设大有可为》,光明日报,2021.亿欧智库,《中国科技企业碳中和责任研究报告》,2021.中电联,《电气化发展报告》,2019.中国人民银行,《银行业金融机构绿色金融评价方案》,2021.中国人民银行等七部委,《关于构建绿色金融体系的指导意见》(银发〔2016〕228号),2016.中国信息通信研究院云大所,《低碳数据中心发展白皮书》,2021.中国证监会,《公开发行证券的公司信息披露内容与格式准则第2号—年度报告的内容与格式2021年修订)》证监会公告[2021]15号,2021.住房和城乡建设部,国家发展改革委,教育部工业和信息化部,人民银行,国管局,银保监会,《绿色建筑创建行动方案》,2020.住房和城乡建设部,《建筑碳排放计算标准》(GB/T51366-2019).中华人民共和国住房和城乡建设部公告2019年第101号,2019.97

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