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109年前,1912年5月28日,幾十只500瓦的白熾燈泡懸掛在昆明城翠湖、麗正門、金馬坊和碧雞坊等地。相對於這一年目不暇接的新聞,這個初夏的日子似乎有些平淡無奇。
就是這一天,是中國能源史上值得銘記的日子:在距離昆明42公里的螳螂川上,中國近代第一座水電站——石龍壩水電站投產發電。來自滇池滾滾瀉落的池水,被引入到青磚砌就的機房,伴隨著隆隆的轟鳴聲,驅動兩臺德國西門子公司製造的單機容量240千瓦的水輪發電機,透過22千伏輸電線路向昆明市供電。
配圖:石龍壩水電站
昆明的夜空第一次被電燈照亮。
在風雨如磐的年代,來自石龍壩的電,照亮的又何止是昆明。今天石龍壩水電站的介紹材料裡,這樣寫道:石龍壩水電站“從此揭開了中國水電發展序幕,標誌著中國昆明近代工業企業的誕生,開創了中國將清潔可再生的水能變為電能的歷史”。
伴隨著電力的到來,昆明也開始陸續出現自來水、五金加工、造幣等工廠,向工業化、現代化邁出了第一步,昆明人民的生活水平也得到了提升。
石龍壩的故事,只是全球能源發展程序的一個歷史瞬間。一百多年以來,人類對能源的熱望和需求推動著能源技術的創新與迭代,而新能源技術的應用又驅動著人類社會不斷向前。
二十一世紀的第三個十年,石龍壩興建一個多世紀後的今天,全球仍有約8.5億人缺乏電力供應,全球電力需求到2040年將增長超過50%。另一方面,由於化石能源利用帶來的溫室氣體排放不斷增加,全球範圍內極端天氣頻現,高溫、乾旱和洪澇等災難性氣候輪番造訪,氣候變化正深刻影響著人類的生存和發展。
應對氣候變化,一個全球行動時代已經開啟。2020年9月,中國宣佈將提高國家自主貢獻力度,採取更加有力的政策和措施,力爭於2030年前使二氧化碳排放達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和。這一目標展現了中國作為大國的責任與擔當,描繪了中國未來實現綠色低碳高質量發展的藍圖,向世界發出了中國積極引領應對氣候變化的決心。
能源行業是溫室氣體排放的主要領域之一,因此,推動化石能源向可再生能源轉型便成了當務之急。然而,在全球範圍內,各國之間經濟發展、政治議程和能源資源不盡相同,因此推進能源轉型的方式和途徑各有不同,推進速度也將有所差異。
這一現狀將給能源轉型帶來一個現實的挑戰:我們如何在滿足日益增長的能源需求的同時,以經濟可行的方式保護氣候,是全球各地的企業乃至全社會面臨的一個核心問題。
在西門子能源總裁兼執行長克里斯蒂安·布魯赫博士(Dr. Christian Bruch)來看:技術創新是贏得氣候保衛戰的必由之路。應對這個時代最大的挑戰之一,全球社會需要探索新的方法、形成新的思維模式、開展新的行動。
西門子當年為石龍壩水電站提供了發電機並培訓了中國水電行業第一批技術人員。在全球能源轉型的關鍵時刻,這家在過去170多年間以創新推進全球電氣化程序的企業,將其油氣與電力集團進行拆分。重組後的西門子能源在去年4月實現獨立運營,9月28日在德國法蘭克福證交所上市,並在今年3月成功躋身成為德國最重要的股票指數——“DAX指數”的30家成分股企業之一。
作為全球唯一一家在整個能源價值鏈——包括常規能源和可再生能源領域擁有領先產品和技術的公司,全新的西門子能源明確把推進能源轉型作為戰略核心。面對不斷增長的能源需求和實現低碳發展的雙重任務,解決問題的鑰匙在於打造清潔、低碳、安全和高效的能源體系。其中,技術創新和多邊合作是兩大關鍵驅動力。
能源技術創新:面向未來創造價值
西門子能源去年釋出的《可持續發展報告》顯示,公司擁有超過1.6萬項專利,年度研發投入近10億歐元。而深度參與全球能源轉型,則不是簡單地對現有產品和解決方案進行進一步開發,而是要站在“顛覆式”創新的前沿,面向未來的可持續發展,開發新的技術和採納新的商業模式。
對於整個能源價值鏈而言,推進能源轉型的核心技術領域是:以低碳乃至零碳排放方式的發電,高效輸電和儲能,以及在工業流程中減少二氧化碳排放。在這些領域,中國是創新的最佳沃土。
2020年初,西門子能源為香港中華電力龍鼓灘發電廠提供的總裝機容量達到550兆瓦的聯合迴圈發電裝置投入執行。這一專案可以為100萬家庭提供電力,同時每年減少100萬噸二氧化碳排放,相當於種植4,200萬棵樹。而中華電力也藉此將本地天然氣發電比例從30%提升到50%。毫無疑問,天然氣作為相對清潔的能源,在中國未來碳減排過程中將發揮重要作用。位於上海的東冠紙業,為響應煤改氣政策,採用了兩臺西門子能源的SGT-300型燃氣輪機,每年不僅可減少24%的能耗,進而節約20%的用能成本,而且可減少60%二氧化碳排放,已經成為上海分散式能源的標杆專案。
配圖:西門子能源SGT-8000H型燃氣輪機
在輸電領域,西門子能源將無氟環保型高壓開關裝置和合成酯油變壓器應用於中國風電專案中,這一技術替代了可潛在造成氣候危害的六氟化硫(SF6)絕緣氣體。目前SF6仍然在電力傳輸領域被廣泛應用,而它所帶來的溫室效應是二氧化碳的2.2萬倍。西門子能源透過技術創新,以潔淨空氣替代SF6,有效大幅減少了溫室氣體的排放。
在油氣行業,西門子能源為“西氣東輸”與“陝京線”聯絡線重要節點鹽池壓氣站提供了三臺SGT-A35 DLE(乾式低排放)燃機和RFBB管道壓縮機,大幅度降低了氮氧化物排放。
在氫能行業,西門子能源是全球綠氫技術領域重要的引領者。攜手國家電力投資集團,西門子能源正在中國實施首個兆瓦級綠色制氫解決方案,為未來的大型體育賽事提供公共交通運營所需的氫能。此外,作為國際頂尖的燃氣輪機制造商和技術服務商,西門子能源已經公佈各型別燃機未來實現100%燃氫的目標,並計劃到2023年實現所有工業燃機的100%燃氫,2030年實現所有重型燃機的100%燃氫。
針對全球能源轉型,西門子能源提出五個關鍵行動領域:電能多元化轉換(Power-to-X)、儲能、供熱與工業流程低碳化、高彈性電網及可靠性和實時狀態維修服務。
配圖:電能多元化轉換 (Power-to-X)
未來幾年是中國碳達峰的關鍵期和視窗期,未來幾年可再生能源應用在中國將呈現倍速增長態勢。在這一宏觀背景下,西門子能源所提供的創新技術和低碳產品,將可以在更多的場景得到應用。
“能源體系的去碳化是所有國家都必須面對的挑戰。這一程序的成功推進有賴於建立廣泛的全球合作伙伴關係、改進傳統技術作為過渡解決方案,以及開發並應用更加創新、綠色的能源技術。”克里斯蒂安·布魯赫表示。
去碳化:從自身到開放生態系統
2020年11月,一則新聞撼動全球能源市場。西門子能源宣佈,未來將不再參與新建燃煤電廠的專案。這是一個對碳排放近乎“潔癖”的要求,在燃煤電廠還存在巨大市場空間的當下,主動放棄自身依然具備較強競爭力的領域,對任何一個公司而言,都是一個艱難的決定。
在“3060雙碳目標”下,中國能源企業紛紛制定了碳達峰時間表,但面對超過11億千瓦的巨量煤電裝機,“減煤增新能源”這相對單一的去碳路徑,短期內難以滿足碳達峰的需求。西門子能源的碳減排計劃,給中國同行提供了有益的參考。
2020年,西門子能源宣佈,將在2030年前將自身的用電轉換為100%的綠色能源,實現自身運營的碳中和。到2030年,西門子能源油氣與電力業務產品全生命週期內的溫室氣體排放將在2019年的基礎上減少近三分之一(27.5%)。為實現這一目標,西門子能源將重點持續提升產品能效。目前,西門子能源的上述目標,已經通過了科學基礎目標倡議組織(SBTi)的正式核准。同時,西門子能源還立足於強大的數字化專業實力,提升自身流程與服務的效率。
“我們相信,透過技術創新提供低碳化的產品和服務組合、自身嚴苛的減排安排,以及數字化的賦能與創新,未來氣候友好型的能源供應,不但在技術上具備可行性,而且能夠帶來可觀的經濟效益。”克里斯蒂安·布魯赫表示。
全球化時代的能源轉型揭示了一個明確的方向:成功的能源轉型不可能閉門造車、獨自完成,而是需要打造一個全面、開放、包容的合作體系,實現資源和經驗的共享,才能使這一體系的所有參與者最終受益。
這種全球合作思路體現在西門子能源打造的全球一體化的創新網路中。透過佈局在柏林、奧蘭多、迪拜、深圳等地的創新中心,西門子能源可以“近距離接觸”客戶、行業合作伙伴、大學和研究機構,建立一個開放的創新生態系統,匯聚優秀人才,為培育創新產品、解決方案和商業模式提供土壤。
為支援粵港澳大灣區的低碳發展,今年4月,西門子能源聯合中電集團、中國海洋石油集團有限公司、深圳能源集團股份有限公司舉辦能源企業領導人影片圓桌會議並共同釋出聯合倡議書,號召能源企業加強合作創新,加速推進粵港澳大灣區能源轉型。
同樣,為共同推進能源轉型,西門子與國家電投在2019年建立戰略伙伴關係,雙方已經圍繞重型燃氣輪機、綠色氫能開發與應用、國際市場合作構建了全方位的戰略合作格局,成為打造中歐綠色夥伴關係的良好範例。
“創新無國界。只有建立更加包容的生態系統,實現更加深入的國際合作,我們才能以更快的速度產生更佳的成果。只有透過緊密的合作,我們才能實現去碳化的最終目標。”克里斯蒂安·布魯赫表示。
1927年1月,西門子的公司刊物《西門子雜誌》刊登了一篇文章:《雲南府:中國第一個水電站》,作者是當年在石龍壩水電站工作的德國工程師。他們對石龍壩的建設如此評價:“從這個水電站的建成,我們可以預言,再過100年,中國將是水電大國!”
在當年的中國,做出這樣一個結論是需要想象力的。但這個預言卻在2004年實現了。這一年,中國水電總裝機容量超過一億千瓦,成為世界上水電裝機容量最大的國家。
去年12月,中國政府在氣候雄心峰會上表示,到2030年,非化石能源佔我國一次能源消費比重將達到25%左右,風電和太陽能發電裝機將達到12億千瓦以上。
面對人類共同的氣候挑戰,全球能源轉型是大勢所趨。創新與合作,是驅動這一歷史發展的關鍵力量。然而,這只是龐大的方程式的一部分。全球社會從不缺少必要的洞察力、明確的意圖和變革的意願。我們需要的是立即行動起來,共同塑造未來。
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