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零碳革命西部进行时

发布时间:2022-08-26 来源:西部大开发杂志 人气:
   
  当下,全球气候变化正成为无法忽视与回避的重大问题:臭氧空洞、温室气体排放、海平面上升……这些看似与当代人相距甚远的巨大灾难,其紧迫性却在日益加剧。
 
  2022年入夏以来,全国多地开启了火炉模式,气温纷纷超过40℃,高温天气、热射病等新闻热点纷纷占领热搜榜单首位。人类分明察觉到,在过去几十年里,世界范围内极端高温天气的发生频率明显增加。超过50年的观测记录表明,大气二氧化碳浓度伴随着世界人口、经济与碳排放增长而持续上升,全球平均温度也随之升高。
 
  在今天看来,控制全球升温幅度,减少温室气体排放,加快实现碳中和的目标,必要且迫切。作为拥有14亿多人口的发展中国家,我国在治理污染和生态保护之外,还面临着发展经济、改善民生等艰巨任务,而我国承诺实现从“碳达峰”到“碳中和”的时间远远短于发达国家,因此需付出更多艰苦努力。
 
  毫无疑问,“双碳目标”的影响是深远且前所未有的,不仅直接涉及能源、制造、建筑、金融等各个行业,且重塑着我国经济结构,改变着人们生活的方方面面。
 
  西部地区因资源禀赋,在国家能源转型、能源安全、低碳经济中的空间地位日益凸显,不论是“西能东输”“产业转移”,还是“固碳增汇”,西部都存着不可估量的低碳发展潜能。
 
  “西风”点“灯”
 
  我国虽土地广袤,但能源资源分布并不均匀。东南地区经济发展迅猛而能源需求旺盛,与之不相匹配的是,其能源供给并不富足。改革开放初期,广东常遭遇缺电的窘境——电力供应严重不足,工厂被迫“开四停三”甚至“开三停四”,城市、农村分片轮流拉闸限电。缺电,几乎一度成为制约广东,甚至广大东部地区经济发展的瓶颈。
 
  尽管电力资源短缺,中东部地区却更愿选择本地的煤电,而彼时,地处内陆的四川难以完全消纳本地水电。众所周知,云南、贵州、广西等省区蕴藏着丰富的水资源,青海、新疆等地区的风、光等清洁能源更是触手可及,却常常因经济相对欠发达、开发程度不高难以转化成清洁、绿色的电,电力供应同样不足。
 
  这也造成了我国长期以来十分明显的东西经济发展差距。以胡焕庸线(即我国地理学家胡焕庸在1935年提出的划分我国人口密度的对比线——“黑河-腾冲一线”)为界,占我国面积70%的以上面积的西部,仅分布了4亿人口,同时也只创造了全国20%的GDP,与东部地区差距巨大。
 
  一头是白白流走的水,一头是熊熊燃烧的煤。那些年,人们打趣道,“西南江河滚滚流,流的都是煤和油”。东部地区盼望能用上从遥远的大西北、大西南送来的利用风能、太阳能或水能产生的“清洁电”,让这些来自西部的“遥远馈赠”向东“挪移”。
 
  在我国,长期以来煤炭霸占着能源生产与消费的“C位”,在煤炭之外,生物化石燃料亦占据着相当份额,由此产生的火力发电占据着我国电力70%以上的份额。火电,一方面造成大量的碳排放,形成巨大污染,另一方面,因为远距离运输,其国际政治与安全问题也不容忽视。
 
  正因如此,国家在西部大开发战略的能源领域布局了两项重点,其中之一就是西电东送。而这场遥远的“相送”,需要为之量身打造的“道路”便是电网。
 
  如今,西电东送工程架起的电网纵横交错、遍布祖国大地,这项庞大工程仅从2001年到2010年,工程总投资就超过了5265亿元人民币,这一数字还不包括三峡水电站的建设。
 
  据统计,每年有超过4500亿度电通过34640公里的特高压线路被送到东部地区,从遥远的大西北、大西南,跨越三级阶梯,自西向东,源源注入我国经济中心的“心脏”,支撑着工厂里日夜转动的机器,保障着千家万户的日常起居。
 
  尽管路程遥远,西电东送却降低了我国的电价、减轻了我国人民的生活负担,除此之外,西电东送工程每年可减少东、中部煤炭消耗3.8亿吨,这意味着东部地区可减排二氧化硫、氮氧化物20多万吨,减排烟尘5万吨,大大改善了我国东部的环境。对西部而言,其资源优势借由西电东送工程转化成了经济优势,西部才有如此斐然的发展机会。毫无疑问,这项世纪工程是多赢的。
 
  2020年,《中共中央、国务院关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见》中写到:“继续加大西电东送等跨省区重点输电通道建设,提升清洁电力输送能力。”
 
  这一次,随着“碳达峰、碳中和”目标推进,西电东送将迎来历史新机遇。我国持续攀升的可再生能源装机占比将在未来10年让电网发生结构性重塑,西电东送的电流亦会因此越来越“绿”。
 
  这份遥远的“馈赠”,或许给了我们重新审视周遭一切的机会——在上海,流光溢彩的外滩引人驻足,此时他们并不知晓,这里超过三成的灯由西南地区“点亮”;在河南,光电从青海塔拉滩“打捆”出发,途经甘肃、陕西等省份,一路抵达赤日炎炎的驻马店,为其带去舒心清凉;在广州,流水线上的机器嗡嗡作响,穿过崇山峻岭与原始森林,伴着云贵高原上激起的浪花奔腾而来……
 
  算力“底座”
 
  很长一段时间里,“宕机”都是电商大促、春晚红包“不可或缺”的“戏份”,然而这些令人记忆犹新的体验在近两年却换了一番景象——即便是“618大促”这样的流量波峰,大多数电商平台也都顶住了“高并发(计算机行业的编程术语,指通过设计保证系统同时并行的处理很多个请求)”的压力,毫无疑问,这些改变源自算力的迅猛增长。
 
  马克思曾在《资本论》中提到:“手推磨产生的是封建主的社会,蒸汽磨产生的是工业资本家的社会”。纵观人类历史,每一次生产方式的极大进步,都意味着一张新的“基础设施网络”正在编织成型。蒸汽时代布局了“铁路网”,电气时代编织出“电网”,信息和网络为主导数字经济时代正在编制一张“算力网”。
 
  “算力”听起来陌生,但实际上早已称不上新鲜概念,每一次打开“绿码”、每一次视频会议、每一次搜索点击……“计算”在日常生活中俯拾皆是,若没有强大的算力,多彩的数字世界就不复存在。
 
  而每一次的“计算”,都离不开数据中心的处理计算。通俗来讲,数据中心便是这张“算力网络”基础设施的强大“底座”。然而一直以来,数据中心都是一项重资产、多技术集成、建设周期长、投资成本高的系统工程。计算量越来越大,产生的功耗也随之增大。
 
  数据显示,当前我国各类数据中心年用电量已占全社会用电量的2%左右,且耗电量增速连续多年保持在10%以上,在国内数据建设运行的成本中,超过六成为电费消耗,因此将其形容为“耗电怪兽”也并不为过。
 
  在巨大的数据中心能耗需求面前,东部一些地区将数据中心定位为高耗能产业加以限制发展,在一些用电用水指标严重不足的一线城市,一些项目一度被关停。
 
  这也成为一些科技巨头企业为数据中心努力寻找“栖身之所”的重要原因。华为将乌兰察布云数据中心“隐匿”于内蒙古大草原,腾讯把贵安数据中心“藏”在贵州深山隧道,微软将800多台服务器“沉入”苏格兰奥克尼群岛附近的海底,而Facebook吕勒奥数据中心距离北极圈只有100公里……
 
  如今,数字经济蓬勃兴起,各行各业面临全面数字化转型,联接数量、数据流动、数据计算与存储等需求呈现出指数级增长,这无疑对“云服务厂商”——数据中心规模提出了更高要求。
 
  2022年2月17日,国家发展改革委等部门联合印发文件,我国将在内蒙古、甘肃、宁夏、贵州等地建设8个算力枢纽,在张家口、韶关、芜湖等地建设10个国家数据中心集群。至此,全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计,“东数西算”工程正式全面启动。
 
  不难发现,《规划》中除了京津冀、长三角和粤港澳三个枢纽外,其余都在中西部城市,这对7成以上都是火力发电的我国来讲,正当其时。
 
  能耗大,被认为是数据中心的“原罪”。按照2020年全国数据中心2045亿千瓦时的耗电量来计算,与三峡大坝两年的发电量相当,其能耗等同于一年烧6000万吨煤,排放1.6亿吨二氧化碳。
 
  我国西部地区地广人稀,温度适宜,风电、光伏、水电等清洁能源遍布,没有什么比常年开机稳定耗电的数据中心更适合用这些电了。
 
  根据贵州今年2月份出台的《贵安新区“强省会”招商引资若干政策措施(试行)》,对直管区范围内的大型数据中心实行1度电0.35元的定价,而东部的上海商业电价每度至少1元,其中差距可见一斑。
 
  被称为“空中三峡”、风电之都的乌兰察布,年平均气温在0~6℃,南部的贵州气温常年稳定在18℃左右。这些被大型数据中心“青睐”的西部城市大多人口稀少、气温适宜,成为疏散数据中心热量的“神器”。正因如此,在全国大型以上数据中心平均PUE(电能使用效率,PUE=数据中心总能耗/IT设备能耗,其值大于1,越接近1表明非IT设备耗能越少,即能效水平越好)达1.4的情况之下,中西部的最优水平已达到1.08。
 
  毫无疑问,不仅是“南贵北乌”,未来,中西部还会有更多这样的城市出现。如果说农业社会靠水利,工业社会靠电力,那么数字时代就一定是靠算力,算力被看作数字时代的生产力。
 
  《2021-2022全球计算力指数报告》中指出,计算力指数平均每提高1点,数字经济和GDP将分别增长3.5‰和1.8‰。公开数据显示,全球每年产生的数据将从2018年的33ZB增长到2025年的175ZB(1ZB=十万亿亿字节)。
 
  算力为数据和智能提供有力支撑,而西部,正成长为数字时代的“算力底座”。面对我国“东强西弱”的局面,东数西算为广大西部重塑区域竞争力开创了新机遇。
 
  据权威机构估算,东数西算工程每年的投资体量达数千亿元,对相关产业拉动作用甚至达到1:8,即投资1块钱,产生8块钱的价值。产业链条长、投资规模大、带动效应强的数据中心,不仅会创造诸多基础设施建设的工作岗位,还将带动数据处理、软件开发等专业人员岗位走向热门。
 
  东数西算被誉为数字经济时代的“南水北调”,随着元宇宙、5G、虚拟现实等技术的发展与演变,自动驾驶、远程医疗等行业亦需要算力的支持,全社会对算力需求之迫切,预计每年仍将以20%以上的速度快速增长。
 
  东部发展得越好,输出的数据越多,西部数据中心的业务也就越多,这样的分工协作,与其说这是我国数字经济的力量,倒不如说是我国生产发展过程中一次大范围的优势互补。
 
  碳库寻“金”
 
  通俗来讲,碳中和意味着排出去多少温室气体就应吸收回多少,达到相对“零排放”。而直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量,需要通过植树造林、节能减排等形式实现“收支相抵”,即一边增长,一边消耗,达到“碳排放”和“碳去除”的平衡。
 
  过去十年,我国改造荒原、减碳节能、改善民生,不断创造新的奇迹。美国航天局曾制作出一张反映我国2000年到2021年植树造林变化的卫星图片。在观测到地球绿化面积增加后,研究人员最初以为主要原因是气候变暖等环境因素促进了植物生长,但对卫星数据的分析显示,人类的绿化活动也有巨大贡献。据统计,全球从2000年到2017年新增的绿化面积中,约有四分之一来自我国,贡献比例位居全球首位。
 
  作为拥有丰富碳汇(“碳汇”,即绿色植物吸收转化CO2的过程、活动与机制,其能力基础是以林草业为主的植被产业发展。)的地区,我国西部是人类生存环境可持续发展极为重要的生态安全屏障。有关研究表明,青藏高原草地生态系统占中国碳汇的14%;冰川覆盖面积约4.7万平方公里,是地球上中低纬度地区的冰川集中地;不同类型湿地和土壤有机碳储量达1600亿吨的多年冻土区,均是重要的有机碳库。
 
  如今,西部地区还将这种吸碳固碳能力进行交易,碳汇的生产、自我开发与贸易共同构了成碳汇产业市场。
 
  在甘肃省兰州市兰州新区,两处共计1.17万亩的生态林正在静静生长。经核定,以5年为期,这些生态林碳减排量为1.2万吨二氧化碳当量。基于这一核定结果,在备案成功后兰州新区生态环境局为两个项目发放了甘肃省首批“丝路碳票”登记证。
 
  2021年底,两个造林项目的碳减排量在兰州环境能源交易中心进行交易。兰州新区城市发展投资集团有限公司作为受让方,以41.94元每吨二氧化碳当量的价格购买了两个项目的“丝路碳票”,并将其作为抵质押物,获得了两家银行总计49.5万元的贷款融资。
 
  今年2月,贵州向黔西市毕绿生态绿色产业发展有限公司发放全省首张林业碳票。该公司33056亩林木固碳释氧量达13.573万吨,按照近几年碳汇交易的平均最低单价每吨22.5元来计算,这张碳票可实现碳交易价值305万元左右。
 
  4月,在贵州省毕节市大方县羊场镇穿岩社区,70岁的村民陈玉发在自家林地里的杉树上钉着一块块白色编号牌,1、16、53、157……整齐划一的编号牌形成了林地里一道别致的风景,这些数字是杉树的“身份证”,而每棵树每年可以“卖空气”赚3元钱,这就是单株碳汇精准扶贫项目。
 
  截至目前,贵州单株碳汇项目已完成全省9个市(州)33个县711个村11359户低收入群众的林地开发,涉及碳汇树木约450万株,年可售碳汇量4500万公斤,可售金额1350万元。
 
  作为二氧化碳第一大排放国,未来我国也许将成为全球碳交易第一大市场。面对碳汇额度供不应求的国际市场,将剩余的碳汇卖给我国东、中部地区,使其在国内实现异地减排,碳汇产业的出现无疑赋予了西部地区巨大的发展机遇。
 
  在2022年的两会上,红杉中国创始人沈南鹏提出,西部的森林、草原、湖泊、湿地是我国重要的生态屏障,也有一定的固碳潜力,广袤的沙漠戈壁更是重要的风光发电基地。荒漠减碳、生态固碳,用之不觉,失之难存。过去由于价值核算分摊的困难,西部大都存在生态补偿不足问题。只有摸清生态碳汇家底,让西部的碳贡献可度量、可核算,形成合理生态补偿机制,用市场化手段做到添绿又生金,将西部生态碳汇项目优先纳入全国碳市场,才能让西部从固碳和增汇潜力中得到更多实惠。
 
  后记
 
  工业革命以来,人类大量焚烧化石燃料和毁林,排放的温室气体不断增加,导致了20世纪以来的全球明显升温。当前,新冠疫情在全球传播,人与自然的关系更应引起所有人的深刻反思。
 
  从这一点上来看,实现碳达峰、碳中和的意义并不亚于第三次工业革命。青海省社会科学院副院长孙发平认为,“双碳”虽没有标志性的时代产物,但随着经济结构的重大调整,人们的生活方式、消费偏好、价值理念都会“更新换代”,技术革新所追求的目标也会实现从“提高效率”到“循环可持续”的重大转变,其影响力将广泛、持久地渗透到社会生活的各个方面。
 
  如此大范围、宽领域、深层次的改变,不仅仅是技术的挑战,更是社会的挑战,但若另辟蹊径,这一次重塑东、西部发展格局的机会,不在看不见、摸不着的遥远未来,而是就在眼前,就在当下。​

      文/王薇
值班编辑:艾米杰

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