供电系统也会发生变化。传统上,我们通过火电、核电、水电的电网系统满足生产生活所需,但未来,风和光这两种新能源会引入到新型电力系统,其比例高了以后,有一个非常重要的特点,即其波动性非人为可控,风、光是天然资源,有季节性变化,甚至有日变化,波动性很大,不像火电可控。这个情况下电力供需管理系统会催生新型产业——虚拟电厂。以前“以需定供”的模式相对稳定,现在“供”的地方出现了不稳定,就要最大限度挖掘“需”的地方,找到调节能力,这个调节能力如果在建筑物里,就是调节生活用能,比如洗碗机、洗衣机这些生活用电对时间不是特别敏感,早点干晚点干都行,放在什么时候洗系统来控制,反正到时候就洗干净,这是生活用能的一种做法。生产上,比如水泥工业一些研磨工艺、有色冶金电解铝工艺、钢铁行业电炉用电等,在一定幅度里可调节,这个调节通过智能系统就能在供需之间形成相对平衡。大规模的电动车应用,其充电也有较大的调节波动能力。我们把未来发展中,这部分从调节“需”方来适应“供”方的波动的功能,叫做虚拟电厂。这是未来发展里非常值得期待的。现在江苏等一些省份已有这样的例子,水泥、有色冶金电解铝、钢铁行业这三种工业已可形成2000兆瓦的虚拟电厂,相当于十来个燃煤火电厂的发电量的供需调节能力。未来,这部分新业态发挥的作用还会更大。
产业重构方面,减碳压力的产业链传递也很突出。越来越多的全球性大公司自主承诺减排,原来对一家企业到底排多少碳主要看生产过程,但现在已扩大到产业链。一个产业链包括上游原料和下游产品应用,把上下游综合考虑起来,就会形成减碳压力的产业链传递。比如,中国现在是世界上最大的小汽车生产和消费市场,每年产销2500~3000万辆,是美国和日本的总和,这么大的量,对钢材需求比较大。一家承诺了产业链上要减碳的跨国公司在生产小汽车时,就会要求上游生产钢材的厂家也要跟着它减碳,形成倒逼,炼钢厂如果达不到它的要求,它就会去找其他能达到要求的供应商。
工业产业链也会发生重大变化,传统石油炼制形成汽柴油输送给燃油车,燃油车消费后会排放大量二氧化碳,未来这一产业链的市场空间会被大大压缩。新能源大幅推广后,通过石油生产基础化工原料,产出橡胶、塑料、纤维这样的产品还有很大市场空间,而相关新材料还会进一步拓展市场空间。因此化工生产系统未来的主要方向会是燃料变成原料、能源变成资源,这样在终端产品里碳排放的压力会明显减少。
除了观念重塑、价值重估和产业重构以外,碳中和对社会生活也会造成广泛影响。
先看出行方面。比如大幅使用新能源汽车,特别是电动车,在全国会形成比较大的消纳风电、光伏电的能力,这也是虚拟电厂的组成部分。一个电动小汽车用户,可能根据充放电的过程做优化选择,未来可能会通过虚拟电厂的方式,在整个优化系统里发挥调节作用,当光伏电、风电特别充足时,电价相对低,可把小汽车的电充满,形成一个分布式储能系统。当风电、光伏电不足时,电价会涨,小汽车用户可以去放电,相当于卖电。国家电网在北京一个双向充放电互动桩试点,结果表明,一辆小汽车选择合适时段充放电,一度电能挣4毛钱,一年下来能挣4000块钱。此外,小汽车用户白天到单位上班,把车充满光伏高峰电,晚上回到家,停车位可以直接和家中用电系统关联,晚上用的就是白天充的便宜电,将来怎么优化这个系统也是很有趣的课题。据《节能与新能源汽车技术路线图》研究报告预测,2040年中国电动汽车保有量将达到3亿辆,每辆车平均65千瓦时,车载储能容量约达200亿千瓦时,将与中国每天消费总电量基本相当。
其次是住——建筑。现在有个概念叫“光储直柔建筑”,“光”指的是利用建筑的表面去发展光伏电,有研究表明,理论上如果把全北京的屋顶都装上光伏电,获得的电能可能是北京市用电量的2倍。“储”就是建筑物里可以链接建筑物外充电桩或蓄电池。“直”是内部直流配电。“柔”是弹性负载、柔性用电,直流和交流用电会提升15%效率,同时如果用了柔性用电系统,建筑在用电上会有15%~30%的调节能力,所以在适应未来高比例的风电、光伏电时,会成为非常重要的系统。如果是典型的住宅建筑和办公建筑群的组合,可以消纳近百公里范围的光伏电,春夏秋三季基本可以实现供电平衡,冬季因为有供暖需要,供电量会有缺口。柔性用电是充分利用风、光这些非化石可再生资源。
第三,对老百姓个人行为也有影响。在上海已开始实施碳普惠行动,无论是垃圾分类、绿色出行、节约用电,还是光盘行动等,都可以积分制,这个分叫作碳币,你可以在一定范围内使用它,购买一些你需要的其他商品、服务,这是鼓励简约生活,人人都可以对减碳行动作出或大或小的贡献。
碳中和倒逼能源结构、交通结构大幅调整,可以根本性地解决PM2.5、臭氧污染等大气污染问题,使我们长期稳定地获得蓝天。同时由于增加碳汇的需要,我们的陆生生态系统、海洋生态系统的建设会加速改善,也就是生态恢复和生态工程的建设会大幅加速推进。到2030年,中国森林蓄积量要比2005年增加60亿立方米,这个数字将来还会增加,此外对土壤碳汇、海洋碳汇、矿物碳汇和地质碳汇改善都会有不同程度的加速推进。因此,碳中和能大大促进美丽中国的目标稳定实现。