全球能源结构正从化石燃料转向可再生能源
2021-02-24 | 编辑:中机教育网 | 来源:未知 | 浏览量:
前言:
全球能源结构正从化石燃料转向可再生能源。 公共和私人组织努力实现经济脱碳的例子不胜枚举。随着能源转型或绿色政策的势头增强,新生态系统正在形成,新技术正在出现。这些发展正在帮助发展可再生能源、开发新的能源载体、提高能源效率、减少排放,并为碳和其他副产品创造新的市场,作为日益循环的经济的一部分。 与此同时,许多这些共同追求脱碳的措施,如提高电气化、大规模使用可再生能源和强化能效措施等,构成了独特的挑战。
能源与资源(E&R)行业的许多参与者已经公开宣布他们打算在2050年实现碳中和。尽管它们的长期愿景是明确的,但对于E&R公司来说,更令人困惑的挑战在于眼前的未来。许多公司都在苦苦理解,它们所宣称的目标将在未来几年对公司估值、运营、员工和市场产生哪些实质性影响。
这份报告探讨了化学品、石油和天然气、采矿和金属、电力、公用事业和可再生能源等某些行业的公司如何在未来十年加速脱碳,并在2030年实现有意义的中期目标。
简介
向清洁能源未来的过渡正在进行中,它将改变E&R公司资产和运营的几乎所有方面。从各行业的全球视角看,脱碳的主要驱动因素包括:
· 客户、员工和社区需求。
· 投资者压力。
· 政策和政府目标。
· 技术和运营成本降低 — 更高效的前沿。
更仔细地研究一下每个驱动因素,就会发现,能源转型以长期趋势为基础,这可能使其有能力抵御当前的经济衰退。
客户、员工和社区需求
全球都出现了对气候行动的支持浪潮。 2019年,数百万人走上街头,要求立即采取行动应对气候变化和减少污染,这是有史以来规模最大的气候抗议。在大约185个国家,抗议者向政府和企业施压,要求它们解决紧迫的可持续性问题,如所罗门群岛海平面上升、南非有毒废物、印度空气污染和塑料废物,以及澳大利亚煤炭开采。2020年,为应对冠状病毒大流行而发生的经济停摆,进一步突显出环境损害和污染,这些已成为世界大部分人口的常态。 例如,在中国和印度,工业中心上空的天空是多年来首次晴朗。
消费者态度、积极主义的改变,以及流动性下降和工业对环境的积极影响,显然正在影响到公司和行业。 越来越多的人承认,他们需要拥抱低碳的未来,不仅是为了地球,还要提高客户忠诚度,确保他们的长期生存能力。越来越多的证据反映了这种情绪的转变。例如,在2020年德勤资源研究中,近四分之三的美国企业受访者表示,客户要求他们从可再生资源中购买一定比例的电力,而且越来越多的人(77%)积极宣传可再生能源的来源。与此同时,代际价值观发生了转变。 年轻雇员越来越希望为那些除了盈利外还造福社会的公司工作。最近,员工维权活动的增多表明,员工正越来越多地监控公司对各种问题的反应,从枪支管制到气候变化,再到冠状病毒流行。
政策和政府目标
在公众的领导下,政策制定者最终会跟进。 气候罢工和世界各地的游行表明,在减排方面,雇员和客户都意味着商业。 由于大量公众要求在气候变化问题上采取行动,许多政府现在都有权制定碳减排目标并实施绿色立法。
例如,欧盟(EU)的目标是到2050年实现气候中性化。 追求净零温室气体排放的经济是《欧洲绿色协议》的核心,与欧盟根据《巴黎协议》对全球气候行动的承诺保持一致。[LINK1][LINK2]
中国还宣布了雄心勃勃的碳减排目标,并将2030年定为巴黎协定中的碳排放峰值目标。 8中国的近期目标是降低排放强度:单位国内生产总值的能源使用和碳排放。 9目前,中国正在实现其目标,2017年和2018年分别将每GDP减排5.1%和4%。 10最近,中国的脱碳进展获得了意想不到的提振:专攻气候变化的英国网站Carbon Brief的一份分析报告估计,2019年12月至2020年2月冠状病毒关闭,已使中国的碳排放暂时减少25%。
除了制定减排目标,一些政府还利用碳定价机制加速实现目标。 全球40多个国家政府现已通过对化石燃料征收直接税或通过总量管制和交易计划,对碳定价。 这些方案迄今收效不一。 一些人被认为非常成功,而另一些人则被认为在能源客户无法承担额外成本的情况下效率低下、成本高昂。 这或许就是为什么一些政府选择通过更微妙的方法间接对碳征税的原因,比如可再生能源投资组合标准、能源效率授权、排放法规和碳抵消定价。
投资者压力
为了应对政策变化和客户需求,投资者也认真对待脱碳。 贝莱德是全球最大的基金管理公司,拥有约7万亿美元。例如,2020年,贝莱德首席执行官拉里·芬克宣布气候风险就是投资风险,并发表了两封信,一封给客户,一封给首席执行官,称该集团将开始将可持续性置于其投资方法的核心。应对气候威胁。
贝莱德可持续战略的关键方面包括:
· 出售对从动力煤获得逾25%收入的公司的直接投资。
· 承诺投票反对不按照气候相关财务披露问题工作队和可持续性会计准则委员会的建议发布报告的管理团队。
· 在积极投资战略中更严格地使用经济、社会和治理(ESG)标准。
· 提供更可持续的投资基金。
尽管贝莱德的战略因该基金的规模和影响力而成为头条新闻,但其他投资者也一直在向企业施压,要求它们在气候变化问题上采取更多行动。 例如,贝莱德加入的《气候行动100+》针对的是高排放公司,并已发展成为投资者主导的最大参与计划之一,有450多个投资者签署,在数十个市场管理着超过40万亿美元的资产。 尽管短期财务回报一般仍处于最前沿,但投资者的努力,如此,可能对全球商业和金融产生深远的长期影响,特别是对E&R行业。
降低技术成本
技术成本的大幅降低正帮助研发企业实现脱碳战略。
能源储存是大规模采用可再生能源的关键,这就是一个例子。 彭博新能源财经(BNEF)发布的一份报告显示,电池组的平均市场价格已从2010年的1100美元/千瓦时(kWh)跌至2019年的156美元/千瓦时,实际降幅为86%。根据BNEF的预测,到2023年,包装价格将进一步降至100美元/千瓦时左右,推动全球经济的电气化。
此外,数字技术的进步,如物联网、区块链、数字双胞胎和人工智能驱动的能源管理和交易平台,也承诺在传统和可再生能源价值链上提高效率并降低成本。
转变的机会
随着这些驱动因素的强化和趋同,许多领先的研发公司正在公开宣布与减少排放、利用可再生能源和应对气候相关风险相关的目标。 在德勤最近题为如何引导能源从中断向增长的过渡的能源转型调查中,89%的E&R高管表示,他们要么已经制定了计划,要么正在制定减少对化石燃料依赖的战略。 其中30%的高管已经制定了一个全面的计划。 尽管一些研发公司主要是对政府指令做出回应,但另一些公司则将能源转型视为一个机会,通过未来10到30年的长期情景规划来转变自己。
能源的未来
传统上,情景建模是通过研究趋势和考虑沿途可能遇到的变量的影响来达到潜在未来的。 但如果研究者采取一种根本不同的方法,即未来不是由趋势决定的,而是由什么影响他们的轨迹? 为了了解这一情况,德勤能源、资源与工业行业团队发现了19个不确定因素,这些不确定因素可能会影响当前宏观趋势的速度和范围。团队沿着他们的轨迹向后推进,从全球角度看,他们得出了4种看似可能的、不同的情景,来判断2035年能源的未来可能是什么样子。
到目前为止,向低碳经济的转型主要由电力和公用事业(包括可再生能源)部门领导。 据世界经济论坛委托进行的一项分析,自2015年以来,全球主要电力和公用事业公司的排放量已大幅下降。 专业数据分析公司Point380利用向非盈利组织CDP报告的公司数据进行了分析。减少的原因可能是多种因素综合在一起,包括:
· 环保政策,如碳定价机制和可再生投资组合标准,正推动发电机远离燃煤发电。
· 大量廉价、清洁燃烧的天然气,正被用作从煤炭转移的过渡燃料。
· 支持性激励投资可再生能源并降低技术价格。
· 来自大型商业和工业客户的承诺,如RE100倡议中的承诺,100%的电力来自可再生资源。
一些电力和公用事业公司在取得进展的基础上,自行提高了标准,没有得到监管机构的进一步推动。 例如,意大利跨国能源公司Enel为2030年设定了碳中和的目标,远早于许多公司2050年的目标。为了实现这一目标,该公司正在实施雄心勃勃的全球投资计划,以扩大其可再生能源发电组合。
采矿和金属组织为了维持经营的社会许可证,很早就面临减少温室气体排放的公众压力。因此,一些国家已经在努力实现其运营的电气化,并正在与行业协会和其他团体合作开发创新解决方案以实现能源密集型脱碳方法,例如熔炼及煅烧。例如,2019年7月,必和必拓公司宣布打算在5年内投资4亿美元,用于低排放技术和自然气候解决方案,并支持合作解决3级排放问题。自那以来,他们已经确定了约3.5亿美元的投资机会,现在正开始分配资金。最初的投资将侧重于通过购买可再生能源和炼钢行业的第3范围排放来初步减少运营排放,特别侧重于有可能扩大规模以供广泛使用的新兴技术。同样,力拓计划在未来5年内投资10亿美元用于气候相关项目。该公司还退出了煤炭生产,同意对减排目标进行逐项资产评估,并加入能源转型委员会以加快在艰难减排领域的进展。到2030年排放量减少35%。
石油、天然气和化工行业的企业,其核心业务模式以生产和加工碳氢化合物为基础,但通常变化较慢。 尽管如此,一些公司正在抓住向低碳经济转型的机会,不仅要改变它们的运营方式,还要改变它们提供的服务。 壳牌、雷普索尔、Equinor、Total和bp已制定了初步投资计划,以实现业务多元化,并制定了长期能源密集度目标以减少排放。
在跨部门的意图下,石油巨头承诺的规模可能改变油气行业的游戏规则。 例如,英国石油预计,未来10年内,其年度低碳投资将增长10倍。同样,道达尔公司已宣布打算成为可再生能源领域的领先国际参与者,并已为实现这一目标划拨了大量资金。低碳电力,并计划到2030年或更早将这一配置提高到20%。
同样,一些跨国化工公司启动了以可持续性为中心的变革性举措。 例如,杜邦公司承诺:将循环经济原则纳入其商业模式;100%的产品和工艺采用包括绿色化学原则在内的可持续性标准;到2030年减少30%的温室气体排放,包括60%的电力来自可再生能源。
重塑自身的愿望不仅限于全球最大的公司。 比如,西方能源公司, 一家拥有石油、天然气和化学品业务以及低碳企业的综合能源公司 — 最近宣布了其通过使用CCUS和开发二氧化碳的其他经济应用实现完全碳中性的大胆愿望。
引领未来能源
尽管向低碳经济的转型势头正在增强,但仍有许多工作要做。 2019年,德勤澳大利亚分公司对全球112家公司进行了市场调查,其中69%的公司从事能源、资源和工业行业。 数据来自公开披露及可持续发展报告。2017年至2019年年中。 在这一期间,这112家公司共排放了45.3亿吨二氧化碳,其中96%来自石油和天然气、化学品、采矿和金属以及电力和公用事业。 尽管这些数字只能在报告标准不同的情况下近似,但它们仍然说明了未来挑战的艰巨性。
脱碳需要重担。 对于追求这些目标的公司来说,这需要改变它们的运营方式:他们是如何来源、使用、消费和思考能源和原料,以及他们如何与多个利益相关方打交道。 这也需要投资者和政府作出重大的财务承诺。 能源转型还对整个行业的E&R公司如何相互互动,以及行业自身如何整合和趋同产生了影响。
为了帮助企业找到通往能源未来的道路,以下几节将研究四个E&R行业的脱碳现状:化学品;石油和天然气;采矿和金属;电力、公用事业和可再生能源。
每项分析都考察了该行业的脱碳现状;宏驱动器明显或过大;排放在公司控制范围内;以及可能影响公司脱碳战略和策略的潜在脱碳路径和实际考虑。 本文将采用《温室气体议定书》中提出的排放分类法:第1类排放是自有或受控来源的直接排放;2.范围2排放是购买能源产生的间接排放;范围3排放是报告公司价值链中发生的所有间接排放(不包括在范围2中),包括上游和下游排放。
化学品:
如今的化工业建立在碳氢化合物之上,碳氢化合物既被用作原料,也用作能源。这在很大程度上是该行业经常被归为难以减排的原因,其排放量无法轻易减少。但是,化工生产脱碳方面的进展可能对全球产生深远影响。这种益处可能会蔓延到行业本身以外,因为化学是许多价值链的基础。
除了前面提到的驱动因素外,该行业还因监管和科学压力而被迫脱碳。气候变化的影响 — 过去是微妙的,现在已经显而易见。一些科学家已经相信,气候变化将让健康危机变得更频繁、更严重。随着公众对塑料垃圾和不当处置最终产品越来越敏感,该行业也正从另一个角度受到审视。
化学品部门的社会责任态度现在备受关注。其范围不仅限于更为传统的化工排放形式,还包括碳、钻进副产品,并追究经营者对消费后垃圾的责任。例如,作为全球最大塑料用户和制造商之一的中国,已公布了一项详细计划,在全国范围内减少一次性使用塑料。该计划包括在2020年底之前禁止主要城市的不可生物降解袋,在2022年底之前禁止所有城镇的不可生物降解袋。
全球化工行业都或多或少地做出了反应,它们自己承诺去碳化、循环利用和资源回收。 例如,作为《欧盟绿色协议》的一部分,欧洲化学部门承诺到2050年实现碳中和,作为它为实现COP 气候解决所做贡献的一部分。 例如,陶氏化学公司最近与荷兰的Fuenix Ecogy集团合作,供应用回收塑料废料制成的热解油原料,而努里恩则与鹿特丹港和壳牌的液化空气公司合作,开发一家废物化工厂,生产先进的生物甲醇。
哪些排放受一家化工公司控制?
所有范围1和范围2的排放至少在理论上是可控的。 化工企业对精心设计的闭环系统并不陌生,这些系统几乎捕捉了氯气或光气等危险气体产生的所有排放和副产品。 在这些情况下,限制因素通常不是技术,而是成本。 然而,Scope 3排放,或客户和第三方供应商排放的排放,构成了一个更令人困惑的技术挑战。
考虑到这一点,一些公司正在追求一系列脱碳途径。 这包括:
· 提高资源和能源效率以生产化学品和材料。 这是业界一直擅长的,但是,使用数字工具 — 如预测分析、高级可视化和人工智能(AI)驱动的能源管理应用程序 — 可能会进一步改善。
· 使用可持续废物或生物基原料,例如植物或动物脂肪、糖、木质素、半纤维素、淀粉、玉米或藻类。 这些类型的可持续原料自然适合生产生物基化学品,如醇、有机酸和聚酯。 然而,由于与粮食、生物燃料和生物能源应用的竞争,以及土壤侵蚀、水短缺、土地使用、生物多样性减少和农用化学品的使用造成的物理限制,它们的使用也受到限制。 可持续的原料往往资源和物流效率低。 以木质纤维素2.5吨或8吨糖和原料的长运输距离生产1吨甲醇为例。
· 避免生产原始材料,如聚合物、橡胶、电池、包装材料、溶剂、热传递流体、润滑剂等。这可以通过闭合材料回路来实现,不管是通过再使用、机械或化学循环,还是通过其它用途的替代用途。 随着一次性使用的非生物可降解塑料和其它原始材料变得更有价值,另外的积极效果被减少。 如果循环性在物流、材料分离和回收方面是可行的,那么不生产原始材料往往是最佳的气候中性解决方案。 但循环性并不一定意味着为同一应用生产相同的产品。 通常,制造其他产品或将其用于其他应用更有效,例如将回收的风力涡轮机叶片用作建筑材料添加剂,或将来自移动应用的锂离子电池作为固定电源提供第二生命。 尽管存在循环的潜力,但这些材料仅占化学工业的20%左右,因此,即使几乎所有材料都重新循环,其影响也仅限于这一数量级。
总的来说,化学工业的长期排放目标中,至少有40%在理论上可以通过最大限度地提高能源和资源效率、使用可持续的生物或废物基原料以及循环运行的材料来防止它们泄漏到环境中来实现。 剩下的60%的减排目标呢?
实际考虑
充足和廉价的可再生能源是实现剩余60%的二氧化碳减排的先决条件。 为了成为气候中性,运输系统和化学过程需要电气化,必须用可再生能源,如太阳能(光伏或浓缩)、风能、生物能、废能、热泵、蓄能、水电(潮汐或波浪)、地热或绿色氢能来充分替代化石碳氢。 它还需要用除来自废物、生物质或循环的原料以外的气候中性原料替代基于化石烃的原料。
尤其问题的是需要绿色氢。
制氢需要六至八倍的能量来自水而非天然气或石油。 目前,如果欧洲化工业用绿色氢,它需要欧洲所消耗的全部能源。
最终,构成化工业二氧化碳排放量(电力产品)一半以上的9个关键化学构件(氯、氨/尿素、甲醇、乙烯/丙烯、苯/甲苯/二甲苯)。
考虑到绿色氢的实际考虑,问题变成了在消耗如此多可再生能源的同时制造塑料和化学品是否明智。 也许这种能量应该用在其他事情上。 一个解决方案可能是碳捕获和封存(CCS)。 另一个可能是碳捕获和使用(CCU),通过新技术,可以将碳用作新产品和新工艺的原料。
此外,还有一个首要问题:随着公众对最终产品环境影响的教育程度提高,以及更愿意接受生态友好型替代品,对许多传统塑料和化学品的需求是否会下降。 市场开始表明,人们乐于接受更环保的替代品,即便它们的成本略高一些,或者运行效率略低一些。 世界各地的初创公司和老牌公司都开始吸引各种产品,如生物可降解的海藻包装、用玉米制成的薄膜制成的无塑料尿布、用合成蜘蛛网和蒲公英橡胶制成的轮胎,以及不需要一次性管的牙膏丸粒。
石油和天然气
全球油气市场已被颠覆。 冠状病毒疫情导致全球需求萎缩,欧佩克与其他主要产油国之间的油价战争导致供应过剩,严重打击了上下游业务。削减碳排放也许是某些企业短期的当务之急,但严峻的市场环境可能会鼓励那些在当前危机中幸存下来的企业明确阐述脱碳途径、研究不同的商业模式,并证明对资本支出采取有条不紊的做法。
·提高能效,降低能量强度。
·采用低排放或无排放燃料,如氢、燃料/合成燃料、生物燃料和氨。
·改善物流以减少燃料消耗。 例如,一些运营商援引共享经济的原则,协调包括卡车、海上船只和直升机在内的物流,以优化运输时间和运输量。
·制定共同标准和领先做法,以提高能效和减少排放。
·减少常规放空燃烧。
·用甲烷捕获。
·通过使用数字工具(如IoT传感器、数字双胞胎和虚拟现实)来模拟场景、监控操作、跟踪排放和能源使用并主动维护设备,来优化生产和储库管理。
·生产低排放产品 — 从一种碳氢化合物到另一种(例如,从煤到天然气)或生产另一种产品(例如生物燃料或合成气)。
·增加再利用或采用添加剂制造来减少浪费并提高供应链的灵活性。
实际考虑
为了让投资者满意,并在转型期间保持可行,石油和天然气公司基本上有两条主要途径改变其业务模式。
·实现能源多样化,采用其他形式的能源和扶持技术:一些公司已决定增强可再生能源的能力,如风能和太阳能、在更间歇性的可再生能源上线时帮助平衡电网的智能技术,或生产绿色氢气的节能方法。 其它公司正在收购附属行业的公司,以扩大其低排放到无排放产品的产品组合。 无论采取何种战略,总的趋势正在显现。 许多石油和天然气公司正在改变其业务模式,以便通过下游客户创造更多价值,而不是通过上游资产。 例如,石油和天然气公司可能会收购一家零售电力供应商,提供与可再生能源捆绑在一起的生物燃料。
·将范围3的排放转化为商机:另一条途径是将二氧化碳变成有价值的原材料,而不仅仅是必须加以控制的废物。 人们预计,二氧化碳将作为各种建筑材料、化学品和燃料的原料。 CO2的价值已经在强化石油开采过程中得到证明。 一些二氧化碳用途听起来更像是科幻小说,而非事实。 例如,加拿大公司C2CNT正在利用熔融电解将CO2直接转化为碳纳米管,这种碳纳米管比钢更强,导电性也更高。
碳捕获技术正在以平行的轨道快速发展。 麻省理工学院的工程师们最近开发了一种从空气中去除二氧化碳的新方法。与传统的碳捕获技术不同,该系统可以去除任何浓度的二氧化碳,从发电厂的高排放水平,到露天的相对较低的排放水平。 尽管它们可能尚不具备商业可行性,但此类突破可能获得动力。 如果它们这样做了,就可能出现一场争夺碳排放、并把它们作为一种有价值的商品销售的竞赛。
随着它们转变业务模式,许多石油和天然气公司也在同时考虑其现有上游和下游业务的脱碳路径,常常积极与生态系统合作伙伴合作加速这一过程。
例如,BP最近宣布了在2050年甚至更快实现净零的雄心,并宣布了新的战略,将重心从一家专注于生产资源的国际石油公司,转向一家专注于为客户提供解决方案的综合能源公司。
作为这一转型的一部分,bp计划发展约5000万千瓦的净可再生能源发电能力,与10-15个城市和三个核心行业合作推进脱碳,并将其客户互动量翻倍至每天2000万 — 全部到2030年。
与此同时,Repsol表示,它是第一家承诺到2050年实现净零排放的能源公司,与巴黎协定所定的气候目标保持一致。该公司制定了2025、2030和2040年中期脱碳目标,并制定了一项脱碳战略,解决其运营和排放问题,例如,Repsol与起亚汽车公司合作,创建了WiBLE,这是一种汽车共享服务,使用全电动、混合动力和插电式混合动力汽车。
壳牌概述了净碳足迹雄心,包括多样化和生态系统参与。 该公司最近宣布了一个短期目标,即到2022年底将净碳足迹减少3%至4%,并计划每年制定目标,每年的目标涵盖3年或5年。
此外,壳牌旨在通过帮助其他行业脱碳来解决价值链上的排放问题。为此,该公司与德勤联合发布了一份报告,概述了航运业如何减少排放的行业观点。脱碳航运:All Hands on Deck向80名高级航运执行官介绍了他们的观点,他们代表22个国家和地区,提出了12个潜在的解决方案或行动建议。
尽管有这样的雄心壮志,但障碍依然存在。 对一些人而言,金融模式的差异是一个障碍。 一方面,上游企业的利润率历来高于可再生能源,尽管近期的油价下跌有助于弥补这一差距。 另一方面,开发可再生能源发电资产组合的风险通常比在离岸或其他具有挑战性的地区钻探要小得多。
对于这些不断变化的风险和财务因素将如何对传统油气投资者产生影响,人们存在很多疑问,因为他们可能需要适应在同一家公司拥有不同业务组合的情况。 此外,石油和天然气公司可能需要审查其股息政策,以确保其与现有业务的风险状况和回报以及它们试图发展的业务相一致。然而,供需失衡可能永久地改变了股息环境。
在艰难的市场环境下,几乎所有石油和天然气公司都在更严格地审视其资本配置。有些公司选择只投资于已知的地理区域。另一些则将资本支出限制在需求较低环境下可能可行的项目上。 这包括开发支持循环经济的新技术,如CCUS、垃圾转燃料和垃圾转原料以及支持电力和信息双向流动的智能电网。随着资本配置受到更严格的审查,新的大规模勘探开发项目可能会在一段时间内受到限制。
挪威大陆架的合作
挪威的石油和天然气行业制定了到2030年将排放量与2005年水平相比减少40%的目标。 为实现这一目标,该部门已开始利用石油部门与海上浮动和固定风力发电之间的协同作用。 这些努力包括Equinor承诺在北海的坦彭地区提供风能。挪威还征收了碳税,这促使企业在油田的整个生命周期中,将精力集中在减少电力需求上。例如,Equinor已开发出技术能力来模拟某个领域的整个排水战略,不仅从经济角度对其进行优化,而且从整个生命周期所需的能力方面对其进行优化。
挪威实现巴黎协定目标的国家方针表明了跨行业合作的力量。相互关联的部门通过KonKraft共同制定领先做法和脱碳战略,KonKraft是挪威石油和天然气协会、挪威工业联合会、挪威船东的合作场所协会、挪威工会联合会(工会联合会)、工会联合会和挪威工业和能源工人联合会(工业能源)的工会成员。
低排放和零排放燃料是该集团目前关注的领域,因为它们对于实现海上部门的大幅减排至关重要。在海上,只有沼气、氢气和氨等能源密集型产品才能提供船舶所需的动力。氢动力海上补给船已在研制中。挪威的石油和天然气部门还参与了各种项目,利用水和可再生能源以及利用CCS从天然气生产氢。此外,Equinor公司与航运公司Eidesvik Offshore签订了一项协议,使维京能源供应船能够在不排放温室气体的纯氨的基础上长途航行。
电力、公用事业和可再生能源
电力和公用事业领域的组织在去碳化方面比其他许多行业行动更快。这在一定程度上是政策所致,但主要是经济因素。低成本天然气已经取代煤炭,大大减少了行业排放,风能和太阳能是大部分地区最廉价的资源之一,电池储存成本也大幅下降。技术进步也改善了发电、传输和分配的能源效率,并为微电网、社区太阳能和点对点能源交易等分布式发电新模式铺平了道路。电力部门也受益于电力运输和某些工业流程的发展。此外,来自客户的社会压力正推动该行业发展绿色的服务和产品组合。 这种压力导致在以下领域推出新产品:能源效率、分布式发电与存储、智能能源管理、能源系统灵活性服务、绿色能源证书来源、智能城市、净零和LEED认证的66座建筑、电动汽车等。对电力、公用事业和可再生能源部门而言,促进脱碳已成为客户参与的关键特征。
电力和公用事业部门与其他部门有着相同的驱动因素。然而,由于发电是全球温室气体排放量中最大的单一贡献,占总排放量的31%,而许多可再生能源技术已经成熟,电力和公用事业部门普遍比其他部门更早感受到这些压力。因此,企业已经脱碳十多年了。
尽管在某些地区,燃煤发电仍占发电能力的很大一部分,但世界各地的发电企业正在大力致力于扩大可再生能源组合、改造、退役或提高火电厂的效率,并提高建筑的能效。天然气预计至少在未来10年内将继续在发电中扮演主要角色,因为人们普遍认为,天然气对于处理峰值负荷和抵消可再生能源间歇性的影响至关重要。一些发电企业也在延长其核电站的寿命,这些核电站因其基本负荷能力和低排放状况而受到重视。然而,公众对核能及其废物处理问题的看法仍然是负面的。
电力和公用事业部门也包括天然气公用事业部门,这些部门也面临自身的挑战。天然气仍然是宝贵的家用热源和商业和工业能源,并可能在一段时间内保持这种状态。然而,随着能源转型势头增强,新技术走上舞台,该部门的长期前景受到质疑。 例如,在美国,一个新生的运动开始鼓励或要求全电动新建。一些城市最近颁布了新的分区法,禁止在大型新建筑中安装燃气管道,并进行所谓的内部装修。与此同时,在英国,出现了替代的可能性:作为政府委托进行的一项研究的一部分,一群领先工程师最近认定,在中国的天然气网中用氢代替天然气在技术上是可行的。
鉴于这些发展,电力和公用事业公司 — 从小型的地方合作社到大型的投资者拥有的公用事业公司 — 通常都明白,他们必须开发可再生能源以及有助于客户减少碳足迹的产品和服务,否则它们可能无法生存。
电力和公用事业公司控制哪些排放?
范围1和范围2的排放受到电力和公用事业公司的控制,并受到一段时间的审查。这包括通过分布式发电(即安装太阳能电池板)和为所有家庭用能(即电动汽车、热热水器、热泵、电池等)通电,提高客户效率,帮助他们成为消费者。在供应商/供应商方面,这包括减少或抵消燃料生产商、设备制造商以及第三方物流和服务提供商产生的排放。
实际考虑
在没有历史先例的情况下,电力和公用事业部门的去碳化需要强大的管理和从数据中获得洞见的能力。 尽管中断和置换构成了重大威胁,但一些人认为,通过在价值链的三个主要领域应用高级分析和情景建模,创造新业务模式和收入流的机会非常多:零售电力、电网输配和发电。
在零售电力领域,公司需要对住宅,商业和工业客户有深入的了解,以便他们能够开发有吸引力的产品,并在客户生命周期的适当位置插入这些产品。正如德勤出版物《拓宽镜头:零售电力企业应从宏观角度考虑零售电力领域的破坏性创新,考虑扩大创新计划,以在大量新进入市场者和现有竞争对手的新商业模式中生存。重新关注创新对于制定广泛的产品和服务目录至关重要。 公司还应考虑与第三方建立生态系统,以加快客户对新产品和服务的采用,并促进新的沟通渠道。展望未来,卓越的服务交付,包括管理客户关系的数字渠道,可能将是一项关键的与众不同之处。 更大的数字化还有助于降低运营成本。
在电网传输和分销方面,公司需要评估如何部署智能技术,并与监管机构就激励措施和如何收回投资进行积极讨论。随着分布式发电的扩大和更多可再生能源进入系统,企业将越来越需要开发并获得补偿,以获得平衡电网和促进双向电力流动的解决方案。
智能平台减轻了电网和消费者的负担
随着分布式资源的增加,需要更多的技术解决方案来减轻电网负荷。Enel X子公司eWerks和LO3 Energy联手测试了一种由人工智能驱动的电网平衡解决方案,该解决方案旨在将资金重新投入电动汽车所有者的腰包,同时降低充电对环境的影响。LO3 Energy通过先进的数字服务为本地能源市场提供便利。该项目将eMotorWerks的JuiceNet电动汽车充电平台与LO3的一个能源市场连接起来,使当地的可再生能源可以在微电网和电动汽车所有者之间交易。 LO3的ErquyTM平台支持数据交换,使价格信号和点对点交易成为可能,而eMotorWorks JuiceNet平台使电动汽车和家庭的本地需求能够与当地负担得起的绿色能源的实时供应相匹配。 这个项目以及Enel X正在进行的其他项目的理念是让消费者选择他们如何消耗能源,包括他们使用的时间和类型对电动车收费,以及何时、如何利用电动车作为当地能源网格平衡通过需求回应。
除了部署分布式资源管理(DRM)技术外,脱碳的步伐在很大程度上取决于能源存储技术的演变。目前,锂离子电池是网格规模存储的默认选择,但它们只以高效、经济的方式提供几个小时的电力。 幸运的是,有希望的更长期存储技术正在开发中,包括流动电池、压缩空气系统、液体空气系统、飞轮、热存储(如熔盐)、堆积块和氢。
除了部署分布式资源管理(DRM)技术外,脱碳的步伐在很大程度上取决于能源存储技术的演变。目前,锂离子电池是网格规模存储的默认选择,但它们只以高效、经济的方式提供几个小时的电力。幸运的是,有希望的更长期存储技术正在开发中,包括流动电池、压缩空气系统、液体空气系统、飞轮、热存储(如熔盐)、堆积块和氢。
在价值链的所有细分领域,企业将面临以下挑战:
·与众多新竞争对手竞争。 发展可再生能源发电比建设集中化化石燃料发电厂的准入壁垒更低。 不断变化的法规和新数字技术(如云、AI、机器人流程自动化等)的应用正在吸引新的进入零售业者。这为许多规模较小的运营商以及旨在成为家庭服务主要提供商的较大科技和电信公司打开了大门。 此外,石油和天然气巨头正进入该领域,以分散能源组合。 这些竞争对手拥有雄厚的财力,尽管它们正从化石燃料转型,但在未来几十年里,它们很可能拥有有利可图的业务,可用于为其他领域的投资融资。
·预测并影响监管环境。在能源转型期,对系统和电网的投资甚至更加必要,因为系统的管理将会更加复杂。 但在世界许多地区,监管当局尚未将金融激励与需要进行的投资相协调。 例如,发电公司可能需要建造燃气热电厂来保持可靠性,但由于系统中可再生能源的增加,它每年只能运行1,000小时左右,而为了经济起见,它需要5,000小时或更长时间。 或者,电网公司可能需要进行升级,以处理与分布式发电的更多连接。 此外还有一个问题,即如何补偿能源储存供应商为电网增加的价值。 如果没有合适的监管框架来建立市场并确保足够的回报,电力和公用事业公司将被迫做出一些艰难的选择,决定要实施哪些项目以及如何为它们提供资金。
在与监管机构的交流中,公司可能希望考虑将其投资与客户价值和满意度、恢复能力以及正常运行时间和可靠性方面的更佳性能挂钩。例如,开发备份微电网,在停电期间启动,或者开发公用事业级太阳能项目,客户可以选择使用这些项目。企业还需要管理股权发行。一些人认为,许多住宅太阳能项目对低收入客户天生是不公平的:并非所有人都能负担得起安装太阳能板的费用,而那些往往无法支付公平份额来维护电网的人。同样,人们也担心网格碎片化。比如,微电网可能会集中在较富裕地区,从而给整个社区带来被抛在后面的风险。
·过渡到数字工具和精益组织。 降低成本的很大部分包括数字化和改善员工管理。 基于云的客户服务和计费系统可能是这一转变的一部分。 基于云的人力资本管理系统也是如此,这些系统可以改善员工体验、实现更高效的人员安排,并促进人才管理和保留。 美国的一些监管机构开始对这些需求做出回应,允许将云投资归类为资本支出。 这一视角的改变为数字化项目融资和促进充分投资回报开辟了新途径。
·确定新的增长战略。 对于能源需求疲软的发达国家的一些电力和公用事业公司而言,国际化可能是一种增长选择。 冠状病毒刺激基金也可能意外提振企业。 人们并不完全清楚对危机可能采取何种对策,但预计一些政府会鼓励清洁能源项目和基础设施项目,以此作为刺激萎靡不振的经济、让人们重返工作岗位的机制。
尽管出现了冠状病毒危机,但许多电力和公用事业公司仍专注于其脱碳途径。在危机期间,企业普遍暂停了大规模资本项目,但预计它们将在长期内恢复。短期内,企业可能会专注于构建有弹性的组织、实现劳动力管理数字化、改善供应链。
采矿和金属
采矿业的脱碳主要依靠电气化和可再生能源。从某些方面讲,人们更容易设想采矿业如何能成为无碳行业。这并不意味着这很容易。
采矿业的供应链拉动力通常也比其他行业更强。例如,电池制造商开始寻找碳中性的锂和镍,而汽车制造商开始寻求绿色的钢和铝。这些市场需求可能成为最大的推动力。如果客户开始要求绿色产品,矿业公司必须提供这些产品,以便继续参与竞争。
矿业公司可以控制哪些排放?
运营排放(即范围1和范围2)基本上在矿业公司的控制范围内。 尽管执行总是很棘手,但人们通常很容易看到它是如何做到的。一个例外是煤矿的逸散排放,那里仍然没有广泛可用的经济可行的控制甲烷泄漏的解决方案。 另一个例外是建筑基础材料,特别是水泥的排放,其中CO2是煅烧过程的副产品。
价值链排放(即范围3)是更难实现的。这包括上游供应商,它们提供铜、钢和大量混凝土来建造矿场,以及下游客户,他们使用基础材料和金属来建造现代社会几乎所有的重型产品,从船舶到桥梁,汽车到建筑,等等。 在采矿业,价值链排放可能比运营排放高出数倍。 由于没有简单易用的答案,许多人认为,在采矿及其以外领域管理Scope 3排放可能需要更复杂的解决方案:主要是创造循环经济,即用碳中性矿石来制造碳中性材料。
实际考虑
矿业去碳化的棘手部分,包括解决价值链排放,需要合作和生态系统思维。强迫客户以减少排放的方式使用原材料会适得其反。
客户和供应商的合作伙伴关系
同一目标通常更有效。然而,建立这种联盟将迫使矿业公司相互合作,并与供应链中的其他参与者合作。
公司将不再向下游价值链强加碳减排目标,而是日益需要作为生态系统发挥作用,从而根据 他们拥有的伙伴关系,正在进行的试验,以及正在开发的解决方案。他们还需要了解谁购买和出售矿石,包括交易商和最终客户,以及他们开采的矿物最终如何使用。新的区块链追踪方法已经被部署,以追踪物料的道德来源,它们应该可以随时扩展到低排放采矿领域。 由跨国负责采购集团RCS Global监督的努力就是一个例子。在试点项目中,福特与IBM、韩国电池制造商LG Chem和中国最大的钴生产商华友Cobalt合作,测试了第一个追踪民主党供应的区块链解决方案刚果共和国。
从生态系统的角度看,矿业公司还需要确保它们在碳减排方面的立场与行业协会标准一致。 这对于避免绿色洗钱非常重要。在绿色洗钱中,企业宣称致力于降低碳排放以实现品牌推广,但不以可衡量的行动来支持其主张。这种协调对于实现标准化的报告方式也很重要。
对许多矿业公司而言,维持经营社会许可证是一个重要的现实考虑。采矿业通常被视为低技术、高污染的行业。 这影响雇员的吸引力及挽留能力,尤其是年轻雇员。因此,大型跨国公司越来越希望在可持续性问题上站在前面,以吸引最优秀的人才。作为碳减排的领导者还能带来实际的社会效益,比如通过减少柴油驱动的卡车和重型设备的微粒排放来改善空气质量,以及创造可持续的电力来源,这些能源可以在矿井关闭后转移到社区。
跨部门解决方案
了解气候相关风险和机会对企业的财务影响对于所有行业的公司来说都是必不可少的。 随着时间的推移,公司将受到更严格的审查,不仅要披露,还要应对在通往未来能源之路上的转型和实物风险。
转型风险包括资产价值低迷、资产闲置和市场需求变化。比如,拥有天然气管道的中游公司有朝一日可能会遭遇利用率下降或废弃的情况,这种情况的发生几率会随着时间而增加。 这一转型的一个意外后果可能是,大公司将退出该领域。美国和欧洲的煤矿和燃煤电厂都出现了这种情况,这引发了一个问题:最终谁会在它们倒闭时拥有高排放资产。 这可能是一场逐底的竞赛,社会责任最小的公司是唯一愿意接手这些资产的公司,可能会带来新的风险。 另一个问题是,资产估值开始考虑化石燃料最终淘汰的阶段是在什么阶段。
物理风险包括恶劣天气对基础设施、工人安全和生产力的直接和间接影响。这个行业已经看到了太多的现实例子。澳大利亚的E&R行业就是一个例证;澳大利亚北部强台风多次造成关闭,因为一些矿场所有液化天然气设施都靠近海岸。 此外,还有许多天的极端高温天气,温度在40°C(104°F)以上,工人们需要更多的休息时间,这降低了生产率。火灾也接近关键基础设施,引发停电和先发制人的停电。
在这种环境下,市场开始仔细审查各公司为能源转型做准备所采用的方法,以确保它们遵守基于科学的目标,并制定有效的风险降低和碳减排战略。稳健、基于科学的分析工具和框架可能变得至关重要。这些工具可以帮助企业确定脱碳途径,并通过分析成本并将成本与基于科学的目标直接挂钩来确定减排项目的优先级。
当高管们想出如何管理公司和行业内的脱碳挑战时,他们不应忘记,纵向整合和跨部门整合可能是解决方案的一部分。这可以从双边伙伴关系开始,但可以演变为整个价值链中的伙伴关系或收购。例如,矿业公司可以与水泥制造商合并,油气公司可以收购电池制造商或与电动汽车制造商合资。在一个行业之间传统界线日益模糊的世界里,这些非传统合并可能成为常规。
结论
走向新循环经济
对于排放和/或生产碳氢化合物的企业而言,改革的压力正在各方面不断加大。但随着问题的日益紧迫,这些问题也变得更加可行。低碳、循环经济的出现现在已成为可能,许多政府和监管机构开始表示支持。现在,通过实施刺激气候行动和建立循环经济的政策,他们将获得而不是失去政治资本。
冠状病毒疫情的经济冲击在短期内可能会减缓进展,但它也让人们关注污染和气候变化对人类的影响,从而推进长期脱碳议程。产生的一个有趣问题是,哪些排放物或废物产品具有吸引力。
新技术使二氧化碳成为化学品和塑料的原料成为可能。 垃圾制氢厂正在建设。可再生能源发电正迅速降低成本曲线。这表明,E&R行业正处在模式转变的风口浪尖,这种转变可能将浪费从问题转化为解决方案。
许多公司可能不会考虑如何处置二氧化碳和其他废物,而是会在2030年将自己生产的所有东西,包括排放、副产品和最终产品,视为一种可以交易以创造经济价值的资源。新的伙伴关系和市场可能会形成。长期排放或废弃的物质,如果是昂贵的细微差别,就可能成为企业想要购买的产品。而一个新的,更清洁的,更循环的经济将会出现。
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