2021低碳科技白皮书.pdf

2021年低碳科技白皮书20212021年年1010月月01 低碳科技相关概述低碳科技相关概述03 “碳中和”“碳中和”愿景下的低碳科技发展动向及趋势愿景下的低碳科技发展动向及趋势02 “碳中和”“碳中和”愿景下的低碳科技发展现状愿景下的低碳科技发展现状目录目录CONTENT011.1 低碳科技的定义低碳科技的定义1.2 低碳科技发展环境低碳科技发展环境1.3 低碳科技发展机遇低碳科技发展机遇1.1 1.1 低低碳碳科技科技的的定义定义低碳技术是指能够有效降低碳能源消耗、减少温室气体排放、防止气候变暖而采取的技术手段。根据减排机理，低碳技术可分为零碳技术、减碳技术和储碳技术；根据技术特征，可分为非化石能源类技术等五大类。根据国家重点推广的低碳技术目录低碳技术的评价的温室气体主要为二氧化碳（CO2），同时也适当考虑甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫（SF6）等其他种类温室气体。低碳技术的分类低碳技术的分类按减排机理零碳技术减碳技术储碳技术按技术特征非化石能源类技术燃料及原材料替代类技术工艺过程等非二氧化碳减排类技术碳捕集、利用与封存类技术碳汇类技术CO2CH4N2OHFCsPFCsSF6低碳技术针对的温室气体类别低碳技术针对的温室气体类别资料来源：国家重点推广的低碳技术目录等 前瞻产业研究院整理1.2.1 1.2.1 低碳科技发展环境低碳科技发展环境：二氧化碳排放量总体增长：二氧化碳排放量总体增长目前，全球约73%的碳排放来源于能源领域。2019年，全球能源相关的CO2排放量约为330亿吨，其中，发达经济体的排放量约占三分之一。从能源相关的CO2排放量来源来看，目前煤炭和石油的燃烧是CO2排放量的主要来源，合计占比在75%左右；从排放部门来看，电力部门、交通运输和工业部门的排放量排名前三。11311392220199019911992199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019发达经济体其他地区19901990-20192019年全球能源相关的年全球能源相关的COCO2 2排放量（单位排放量（单位：亿吨）：亿吨）资料来源：Our World in Data；国际能源署（IEA）前瞻产业研究院整理44%34%21%1%煤炭油天然气其他20182018年全球能源相关的年全球能源相关的COCO2 2排放量来源（单位：排放量来源（单位：%）42%25%18%15%电力部门交通运输工业部门其他注：发达经济体：澳大利亚、加拿大、智利、欧盟、冰岛、以色列、日本、韩国、墨西哥、挪威、新西兰、瑞士、土耳其和美国。1.2.2 1.2.2 低碳科技发展环境：“碳达峰、碳中和”已成为全球议题低碳科技发展环境：“碳达峰、碳中和”已成为全球议题随着温室气体浓度的不断增加，气候变化已成为21世纪全人类共同面对的严峻挑战之一。对此，全球各国纷纷采取气候变化应对行动、制定碳减排目标，“碳达峰、碳中和”已逐渐成为全球议题。20152015年年1212月月20202020年年6 6月月20172017年年1212月月20192019年年9 9月月巴黎协定在巴黎气候大会上通过，为2020年后全球应对气候变化做出安排449449个城市个城市参与由联合国气候领域专家提出的零碳竞赛125125个国家个国家承诺21世纪中叶前实现碳中和，不丹、苏里南已经实现碳中和同一个地球峰会上，2929国国签署碳中和联盟生命，承诺21世纪中叶实现碳零排放联合国气候行动峰会上，6666个国家个国家承诺碳中和目标，并组成气候雄心联盟20202020年年5 5月月资料来源：根据公开资料整理 前瞻产业研究院整理碳达峰碳达峰：在在某一时刻，二氧化碳的排放量达到历史最高值，随后逐步回落某一时刻，二氧化碳的排放量达到历史最高值，随后逐步回落碳中和：碳中和：通过植树造林、节能减排等通过植树造林、节能减排等形式抵消形式抵消自身产生自身产生的的二氧化碳或温室气体二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”“零排放”1.2.3 1.2.3 低低碳科技发展环境碳科技发展环境：多国做出“碳中和”承诺：多国做出“碳中和”承诺“碳达峰”方面，截至2020年，全球已有54个国家的碳排放实现达峰，占全球碳排放总量的40%；“碳中和”方面，不丹和苏里南已实现了“碳中和”，同时已有29个国家和地区通过颁布政策或立法的方式做出了“碳中和”承诺。预计2021年末，占全球碳排放量65%以上、占全球经济总量70%以上的国家将作出“碳中和”承诺。已实现已实现20302030年年20352035年年20402040年年20452045年年20502050年年 不丹 苏里南 挪威 乌拉圭 芬兰 奥地利 冰岛 瑞典 美国加利福利亚 丹麦 英国 日本 韩国 欧盟等全球主要国家（地区）“碳中和”目标时间表全球主要国家（地区）“碳中和”目标时间表截至截至20202020年全球已实现“碳达峰”的国家数量（单位：家）年全球已实现“碳达峰”的国家数量（单位：家）183150541990年2000年2010年2020年资料来源：江苏省碳中和联合研究中心；联合国等 前瞻产业研究院整理德国、捷克、挪威、乌克兰、匈牙利、哈萨克斯坦、拉脱维亚、罗马尼亚、克罗地亚等法国、卢森堡、丹麦、瑞典、瑞士、英国、波兰、比利时等加拿大、美国、葡萄园、澳大利亚等巴西、日本等1.2.4 1.2.4 低碳科技发展环境低碳科技发展环境：中国承诺将于：中国承诺将于20602060年实现“碳中和”年实现“碳中和”在“碳中和”大背景下，我国首次明确提出碳达峰、碳中和是在2020年9月份的第七十五届联合国大会一般性辩论上。国家主席习近平向全世界承诺：力争于2030年前达到峰值，2060年前实现“碳中和”的宏远目标。“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放排放力争力争于于20302030年前达到峰值，努力争取年前达到峰值，努力争取20602060年前实现碳年前实现碳中和中和。”习主席习主席在第七十五届联合国大会发言：习近平主席多次在国际会议上宣誓习近平主席多次在国际会议上宣誓：中国：中国20302030年前碳达峰，年前碳达峰，20602060年前碳中和年前碳中和“3060”3060”碳中和目标已经上升到国家战略和行动方案碳中和目标已经上升到国家战略和行动方案第七十五届联合国大会一般性辩论20202020年年9 9月月2222日日第三届巴黎和平论坛20202020年年1111月月1212日日联合国生物多样性峰会20202020年年9 9月月3030日日金砖国家领导人第十二次会晤20202020年年1111月月1717日日2020年气候雄心峰会20202020年年1212月月1212日日二十国集团领导人利雅得峰会“守护地球”边会20202020年年1111月月2222日日世界经济论坛“达沃斯议程”对话会20212021年年1 1月月2525日日资料来源：根据公开资料整理 前瞻产业研究院整理1.2.4 1.2.4 低低碳科技发展碳科技发展环境：中国实现“碳中和”任务艰巨环境：中国实现“碳中和”任务艰巨数据显示，自2011年以后，中国每年的CO2排放量在90亿吨以上的，2019年达到了100亿吨，占全球总排放量的27.9%，排名全球第一，是美国的2倍、欧盟28国的3倍。而与美欧国家相比，我国尚处于经济上升期，且实现碳达峰与碳中和的间隔年限较短，实现“碳中和”愿景可谓是“时间紧、难度大”。24.293.9101.719901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201910.7%27.9%22.6%14.5%19.7%9.0%1990199520002005201020152019中国美国EU 28俄罗斯印度日本其他中国中国COCO2 2排放量变化趋势（单位：亿吨）排放量变化趋势（单位：亿吨）全球主要国家（地区）全球主要国家（地区）COCO2 2排放量占比变化趋势（单位：排放量占比变化趋势（单位：%）1970198019902000201020202030204020502060中国美国EU 287171年年4343年年3030年年美国碳达峰EU28碳达峰中国碳达峰中国碳中和美国净零排放欧盟碳中和中国、美国、中国、美国、EU28EU28：实现实现碳达峰碳达峰与与碳中和的间隔年限碳中和的间隔年限资料来源：Our World in Data；EDGAR 前瞻产业研究院整理1.3.1 1.3.1“碳中和”愿景下科技创新的重要性“碳中和”愿景下科技创新的重要性科技创新是实现“碳中和”目标的重要保障。从短期看，处理好经济转型发展、疫后复苏与碳约束的矛盾亟需科技支撑；从中期看，推动经济保持低碳、脱碳发展最终要依靠科技；从长期看，提升我国在国际低碳市场的竞争力关键在于科技创新。目前，世界主要国家、国际组织已均将科技创新作为碳中和目标实现的重要保障。主体类型主体类型国家（地区）国家（地区）相关政策、规划、报告相关政策、规划、报告要点归纳要点归纳国家（地区）欧盟2019年欧洲绿色新政围绕需重点突破与推广的核心技术，通过加大“地平线”项目投入等方式支持技术创新美国2020年清洁能源革命和环境正义计划将液体燃料、低碳交通、可再生能源发电、储能等列为重点方向，明确了技术发展目标，并指出要加大研究投入日本2020年绿色增长战略提出了海上风力发电、电动车、氢能源、航运业、航空业、住宅建筑等14个重点领域深度减排的详细技术路线图、技术发展目标和主要措施等英国发布了系列报告围绕实现碳中和的技术需求，提出了供热、工业、交通等领域的技术发展目标和路径，为英国整体实现净零排放提供技术支持国际组织可持续发展解决方案（SDSN）网络意大利马特艾基金会（FEEM）2019年，共同发布了针对各国到21 世纪中叶脱碳的路径研究，梳理了电力、交通、建筑与工业的主要技术以及2025年、2050 年的发展目标能源转型委员会（ETC）发布相关报告对实现零碳经济各领域主要技术的发展时间节点进行了综述与规划国际能源署（IEA）长期开展减排技术评估，发布了一系列技术路线图资料来源：张贤、郭偲悦等碳中和愿景的科技需求与技术路径 前瞻产业研究院整理大型企业：大型企业：央企国企如中石化、中石油、中海油、国电投、华能、大唐、国家电网、南方电网、能源集团、晋能控股、中国宝武等；民营企业如伊利、大众、比亚迪等表态在研或已有碳中和规划。互联网科技企业：互联网科技企业：阿里、腾讯、百度、华为均已发声，纷纷响应碳中和国家战略企业层面企业层面1.3.2 1.3.2 中国实现“碳中和”愿景的政策中国实现“碳中和”愿景的政策体系体系自2020年10月我国首次明确碳达峰、碳中和目标以来，国务院、国家发展改革委等部门抓紧研究出台相关政策措施，积极推动经济绿色低碳转型和可持续发展；地方层面，全国各省市陆续表示将落实中央部署要求、制定实施碳排放达峰行动方案；企业层面，部分大型国企、民企、科技企业纷纷表态，其中，国家电网于2021年3月发布了碳达峰碳中和行动方案。20202020年年1212月：月：绿色技术推广目录（2020年）20212021年年1 1月：月：关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见20212021年年6 6月：月：国务院办公厅关于科学绿化的指导意见国家层面国家层面20212021年年6 6月：月：浙江省碳达峰碳中和科技创新行动方案20212021年：年：上海市、福建省、江苏省、广东省、天津市、北京市、河北省等省市，均在其十四五规划纲要或2021年政府工作报告中提出了将制定实施碳排放达峰行动方案地方层面地方层面132资料来源：前瞻产业研究院整理4科技部科技部 即将出台即将出台2021年，科技部正抓紧研究制定科技科技支撑碳支撑碳达峰达峰碳中和行动方案碳中和行动方案。方案立足于科技创新，充分发挥科技创新对碳达峰碳中和目标实现的支撑引领作用022.1 2.1“碳中和”愿景的技术支撑体系“碳中和”愿景的技术支撑体系2.2 2.2“碳减排”“碳减排”关键技术应用现状关键技术应用现状2.3“2.3“零碳”关键技术应用现状零碳”关键技术应用现状2.4“2.4“负碳”负碳”关键技术应用现状关键技术应用现状2.5 2.5“碳中和”“碳中和”愿景的技术实践路径总结愿景的技术实践路径总结2.1 2.1“碳中和”“碳中和”愿景的技术愿景的技术支撑体系支撑体系碳减排技术零碳技术负碳技术节能减排新能源氢能CCUS碳汇类储能PFCsPFCsHFCsHFCsCHCH4 4N N2 2O OCFCF6 6根据减排原理，实现“碳中和”愿景将遵循“减碳-零碳-负碳”的技术路线。具体包括：节能减排技术、新能源技术、CCUS技术等。COCO2 2资料来源：前瞻产业研究院整理碳碳能能科科技技2.2.1 2.2.1“碳减排”“碳减排”技术：主要应用于高排放领域技术：主要应用于高排放领域“碳减排”技术是指利用节能减排技术实现生产、消费、使用过程的低碳，达至高效能、低排放、低能耗、低污染。重点领域主要涵盖钢铁、电力、石油化工、黑色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业等二氧化碳高排放量工业行业。资料来源：智慧芽等 前瞻产业研究院整理1010钢铁节能钢铁节能减排减排技术技术1010电力节能减排技术电力节能减排技术火电厂凝汽器真空保持节能系统技术配电网全网无功优化及协调控制技术可控自动调容调压配电变压器技术矿热炉烟气余热利用技术钢铁行业能源管控技术高炉鼓风除湿节能技术1010石化节能石化节能减排减排技术技术1010有色金属节能减排技术有色金属节能减排技术粗铜自氧化还原精炼技术复式反应新型原镁冶炼技术高电流密度锌电解节能技术火电厂降低煤耗技术油田采油污水余热综合利用技术变换气制碱及其清洗新工艺技术20122012-20202020年中国节能减年中国节能减排技术专利申请情况（单位：项）排技术专利申请情况（单位：项）105431134911894148991661419141182331683414164201220132014201520162017201820192020CPCCPC分类分类专利数专利数Y02T10Y02T10/12/12Y02T10Y02T10/70/70Y02E60Y02E60/10/10Y02E10Y02E10/50/50Y02P10Y02P10/25/25Y02P20Y02P20/10/10传统内燃机指示效率的改进技术用于电动车辆的储能储能器光伏PV能源通过提高工艺的能效造成温室气体排放的生产工艺的总体改进186217951784176215811552Y02T10Y02T10/7072/7072Y02E20Y02E20/34/34电动车辆用于电池，超大容量电容器等通过作用于过程中非CO2直接相关的事项12811192截至截至20212021年年7 7月中国节能减月中国节能减排排技术分类技术分类TOP 8TOP 8（单位：项）单位：项）2.2.22.2.2“碳减排”“碳减排”技术技术：钢铁企业：钢铁企业新近新近突破的冶炼技术较多突破的冶炼技术较多通过优化技术，开发新的产品比如低温催化剂，系统优化、智能化手段等手段降低能耗节能降耗节能降耗推广以高炉渣、钢渣为原料的矿渣微粉、钢渣微粉生产应用球团大规模替代烧结，球团链篦机回转窑脱硝等减少传统高耗能建材生产过程大气污染物排放和碳排放流程优化流程优化循环经济产业链循环经济产业链二氧化碳二氧化碳利用技术利用技术资料来源：德勤 冶金规划院 公司公告等 前瞻产业研究院整理钢铁行业是我国碳排放最多的行业，国内钢铁厂从本世纪初开始实践钢铁低碳生产技术，这些技术在原理上主要包括三大类：提高能量利用效率、提高副产品利用效率、新近的突破性冶炼技术。降低能源消耗总量：降低能源消耗总量：提高窑炉热效率，深挖余能回收潜力，提升能源转换和利用效率压缩粗钢产量：压缩粗钢产量：逐步建立以碳排放、污染物排放、能耗总量为依据的存量约束机制钢铁产业“碳减排”技术路径钢铁产业“碳减排”技术路径代表性钢铁代表性钢铁企业企业“碳减排”技术实践“碳减排”技术实践减排类型减排类型钢铁企业钢铁企业减排技术减排技术提高能量利用效率鞍钢鲅鱼圈高炉喷吹焦炉煤气山钢莱钢氧气高炉炼铁基础研究八一钢铁富氧冶铁提高副产品利用效率首钢京唐转炉煤气制燃料乙醇山钢日钢、达钢焦炉煤气制天然气沙钢、马钢转底炉处理固废生产金属化球团首钢、莱钢钢铁尾气制乙醇突破性冶炼技术中晋太行焦炉煤气直接还原铁宝武集团核能制氢与氢能炼钢河钢集团富氧气体直接还原铁酒钢集团煤基氢冶金日照钢铁氢冶金及高端钢材制造宝钢湛江钢铁工业CCUS（碳捕获、利用与封存）21500150001200075000600002400019800015840063360粉煤加压气化技术非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术多喷嘴对置式水煤浆气化技术投资额（万元）节能量（tce/a）二氧化碳减排量（tCO2/a）2.2.22.2.2“碳减排”“碳减排”技术技术：技术推动煤气：技术推动煤气化化节能节能39013013010303433431600000325000650000粉煤加压气化技术非熔渣熔渣水煤浆分级气化技术多喷嘴对置式水煤浆气化技术预计节能能力（tce/a）预计二氧化碳减排能力（tCO2/a）预计总投入（万元）资料来源：国家重点节能低碳技术推广目录 前瞻产业研究院整理主要技术主要技术粉煤加压气化技术粉煤加压气化技术非熔渣非熔渣熔渣水煤熔渣水煤浆分级气化技术浆分级气化技术多喷嘴对置式水煤浆多喷嘴对置式水煤浆气化技术气化技术技术条件采用先进的HT-L 粉煤加压煤气化技术改造原有的 常压固定床煤气化装置采用常压固定床间歇式气化技术、20万t总氨能力的化工企业建设规模18万t/a合成氨或甲醇20万t/a甲醇气化装置1台日处理1150t煤多喷嘴对置式气化炉适用范围化工行业煤制烯烃、煤制天然气、煤制油等现代煤化工行业，电力行业（IGCC），城市煤气等化工行业煤制合成气目前推广比例/该技术在行业内的推广潜力先进先进煤气煤气化节能化节能技术主要内容技术主要内容先进先进煤气煤气化节能化节能技术典型项目技术典型项目先进先进煤气煤气化节能技术节能减碳潜力化节能技术节能减碳潜力15%60%0%20%40%60%80%100%120%目前推广潜力15%30%0%20%40%60%80%100%120%目前推广潜力煤炭是我国主要能源消费需求。先进煤气化技术是大幅提升合成氨等传统煤化工产业水平的基础技术之一，在节能环保、煤种适应性等方面具有十分突出的优势。研制出以“井筒内蒸汽清洗密闭回收工艺技术”为主的“清洁环保1+3”配套清洁方式,在有效减少因杆管挑选不细、地面清蜡不彻底导致的返修井问题方面发挥了重要作用。吉林英台采油厂新技术“密闭”收油污吉林英台采油厂新技术“密闭”收油污解决了吉林长岭含二氧化碳天然气田清洁开发二氧化碳去向问题，实现了低渗透油田二氧化碳驱油增产，通过循环注入，最终实现二氧化碳有效埋存和零排放。吉林油田吉林油田CCSCCS-EOREOR技术技术2.2.22.2.2“碳减排”“碳减排”技术技术：龙头龙头石化企业低碳技术应用石化企业低碳技术应用为控制温室气体排放，中国石油开展了二氧化碳驱油与埋存、咸水层和油藏碳封存潜力评估、自备电厂烟道气二氧化碳捕集等重要碳减排技术研究；中国石化针对性地采取减排措施，并借助CCUS和林业碳汇等碳移除技术，减少自身的碳足迹。中国石油中国石油关键技术关键技术支持示范区污泥资源化率提高50%，建成辽河油田3万吨/年稠油污泥脱水示范工程、华北油田6000吨/年落地油泥处理示范工程等。污泥资源化技术污泥资源化技术钻井泥浆不落地工钻井泥浆不落地工作液循环利用技术作液循环利用技术累计封存二氧化碳190万吨，二氧化碳驱油及埋二氧化碳驱油及埋存理论技术存理论技术催化裂化烟气脱硫催化裂化烟气脱硫脱硝成套技术脱硝成套技术在南方油田、西南油气田、长庆油田、大港油田、华北油田、吉林油田等进行了示范应用。油田开采节能技术油田开采节能技术攻克抽油机动态控制、低温不加热集输、螺杆泵直驱等新技术，创新加热炉提效、抽油机数字化改造等关键技术。实现了“零压降”湿法脱硫工艺的突破。该技术已在公司催化裂化烟气脱硫脱硝装置上成功应用。资料来源：各公司公告、官网等 前瞻产业研究院整理低碳技术应用案例低碳技术应用案例中国石化中国石化温室气体减排温室气体减排-网网电钻机、样板加热炉电钻机、样板加热炉成套技术、流程模拟技术以及裂解炉空成套技术、流程模拟技术以及裂解炉空气预热节能技术、裂解炉扭曲片管强化气预热节能技术、裂解炉扭曲片管强化传热技术。传热技术。171.52170.69170.94温室气体排放总量（百万吨二氧化碳当量）201820192020101012631290二氧化碳捕集量（千吨）201820192020甲烷回收与排放甲烷回收与排放-利用利用低压冷凝低压冷凝系统进行回收放空气系统进行回收放空气全面采用密闭混全面采用密闭混输输天然气运输过程中对自有车辆全部安装天然气运输过程中对自有车辆全部安装智能智能GPSGPS系统系统226397600甲烷回收量（百万立方米）2018201920202.2.22.2.2“碳减排”“碳减排”技术技术：科技企业技术实践及应用梳理：科技企业技术实践及应用梳理目前，我国代表性科技企业在运用技术优势实现自身低碳发展的同时，将新技术与传统破密集型产业结合，辅助碳密集型产业低碳发展。部分代表性企业低碳技术类型及应用如下：技术应用技术应用领域领域代表性低碳技术代表性低碳技术企业类型企业类型阿里云计算有限公司（阿里云）新兴科技企业机器学习技术，视频识别技术等能源电力、智慧环保、远程教育/办公/医疗等北京市商汤科技开发有限公司（商汤科技）新兴科技企业图像识别、视频分析等人工智能技术、商汤科技SenseMARS等能源电力行业数字化转型上海箱箱智能科技有限公司（箱箱共用）低碳服务企业物联网技术智能包装碳阻迹北京科技有限公司（碳阻迹）低碳技术企业碳排放管理软件等企业绿色可持续发展企业名称企业名称北京碧水源科技股份有限公司（碧水源）低碳技术企业微滤膜、超滤膜、智能一体化污水净化系统等膜集成城镇污水深度净化技术污水及废水处理、海水淡化等深圳市裕同包装科技股份有限公司（裕同科技）低碳技术企业EB固化、无溶剂复合技术等远大芯建数字科技有限公司（远大芯建）初创科技企业BIM，MMO、碳数据等信息化高科技技术绿色包装绿色建筑钉钉、远程医疗云服务等AI+AR巡检系统、新一代人工智能计算与赋能平台等“数智+”Saas循环管理平台助力阿里巴巴绿色物流、助力百度碳减排核算等振动膜生物反应器污水深度处理集成装备、碳排放监测监管平台等生物可降解包装、纸塑环保包装解决方案等远大不锈钢芯板、5D建筑等技术应用案例技术应用案例资料来源：亿欧、公司公告等 前瞻产业研究院整理注：以上排名不分先后2.2.22.2.2“碳减排”“碳减排”技术技术：阿里云助力：阿里云助力社会减碳社会减碳工业大脑运用大数据、人工智能等数字技术，结合工业生产控制机理及传统控制技术，提升化石燃料的高效利用，实现降本增效，进而降低生产环节产生的碳排放量。绿色制造降低工业生产碳排放绿色制造降低工业生产碳排放智慧交通实时监测道路车流量和拥堵排队等参数，对全域的路口信号灯实现区域实时自适应控制，减少交通拥堵和相应的能源消耗和碳排放。交通大脑支撑政府交通大脑支撑政府交通疏导交通疏导首先利用数字化技术帮助政府做好碳监管；其次完成碳足迹追踪分析，利用AI算法分析预测碳趋势；研究碳排放预测模型，通过沙盘推演帮助政府定目标、做决策；最后为碳交易服务做好支撑保障。服务政府，支撑碳排干预服务政府，支撑碳排干预人人减排，低碳工作和生活人人减排，低碳工作和生活1）钉钉通过推广无纸化绿色办公、电子审批、电话会议、视频会议等在线办公方式，可以一点一滴累积降低碳排。2）基于多元数据融合的数据中枢、AI中台、和业务中台的数字政务平台让老百姓和企业办事少跑路进而降低碳排。运用数字技术助力社会减碳运用数字技术助力社会减碳资料来源：阿里云 前瞻产业研究院整理数字技术的创新与产业发展模式的变革，是构建新型生产方式的必经之路，阿里云在助力行业减排、支撑政府碳排放管理、低碳学习及工作方式等方面已有了很好的探索。案例：浙能锦江集团下属云南绿色能源有限公司案例：浙能锦江集团下属云南绿色能源有限公司日焚烧日焚烧13001300吨固废垃圾；瀚蓝环境一期项目吨固废垃圾；瀚蓝环境一期项目基于阿里云城市大脑的数据技术和经验积基于阿里云城市大脑的数据技术和经验积累，与环境规划院合作打造累，与环境规划院合作打造“碳大脑”“碳大脑”案例案例：杭州单：杭州单路口交通拥堵减少近路口交通拥堵减少近20%20%，通过，通过提升提升通行速度和通行速度和减少车辆减少车辆排队时间降低碳排放排队时间降低碳排放阿里钉钉的无纸化办公截至阿里钉钉的无纸化办公截至20202020年底，已累年底，已累计降低碳排放计降低碳排放11001100万吨万吨2.2.22.2.2“碳减排”技术：商汤科技“碳减排”技术：商汤科技AIAI及遥感技术及遥感技术推动能源电力行业数字化转型推动能源电力行业数字化转型“智能遥感智能遥感”擎”擎画立体环境治理体系画立体环境治理体系商汤以AI+AR技术助力电网智能巡检，从而提高电力运维效率、节省时间和人力成本，有效保障在新能源大规模并网后的电网运行安全。基于工业级AR技术试点，商汤科技SenseMARS可提供标准化的端到端解决方案。未来将在更多换流站及其他工业场景中规模化应用，加快能源电力行业的数字化转型。商汤科技基于自身的技术基础，打造了AI+遥感的立体环境监测治理体系。商汤科技基于AI+遥感技术建立支撑服务国家大气、水、生态、土壤和环境监察/督查的遥感监测业务体系，推动构建全天时、全天候、全尺度、全谱段、全要素的卫星遥感观测网络体系，强化遥感技术在生态状况、环境质量、污染源监测与评估中的应用。资料来源：商汤科技 前瞻产业研究院整理商汤科技商汤科技AI+ARAI+AR巡检系统技术应用示意巡检系统技术应用示意商汤科技遥感技术应用案例商汤科技遥感技术应用案例某市某市某市应用商汤科技提供的智慧遥感城市解决方案，有效监测城市变化，保护自然资源。国家测绘地理信息局国家测绘地理信息局卫星测绘应用中心卫星测绘应用中心联合商汤科技开展了业务合作，充分发挥了卫星测绘应用中心的数据资源优势和商汤科技的技术优势。国家卫星气象中心国家卫星气象中心基于商汤科技的SenseRemote 遥感影像智能解决方案，气象卫星云检测产品精度得到较明显改进和提升。商汤科技SenseMARS火星混合现实平台电站虚拟环境高精三维地图（厘米级定位精度）赋能应用建模平台通过识别现场环境，对巡检人员实现精准定位，帮助其确定最优巡检路线，避免误入电站危险区域，既节省巡检时间也从源头上保障巡检人员的安全。在巡检过程中，借助智能装备，巡检人员可全程自动记录作业过程和巡检内容，并一键完成巡检报告，减轻巡检人员的工作负担，实现对换流站设备运维作业的智能辅助和管控。智能辅助、闭环管理设定最优巡航路线设定最优巡航路线一键生成巡检报告一键生成巡检报告现场巡检人员远程技术专家远程指挥和智能协助推送三维空间物体标识和检修说明回传现场设备与环境状况40%5%10%50%35%15%45%空调系统照明系统电源系统服务器存储设备网络通信设备2.2.3 2.2.3 互联网科技企业“碳减排”互联网科技企业“碳减排”技术技术：液冷技术推动数据中心减排：液冷技术推动数据中心减排互联网科技企业碳排放的最大来源是电力消费，其中以数据中心等大型互联网基础设施的耗电量为主。数据中心托管的服务器需要全年不间断运行以向互联网用户提供服务，同时需要空调等辅助制冷设备实时供应冷能以维持其可靠运行，因此电能消耗量巨大，约占全社会用电量的2.71%。在数据中心绿色节能、高密度、超大规模的发展趋势下，液冷技术逐渐发展。资料来源：中国数据中心节能技术委员会；CCID等 前瞻产业研究院整理20%23%25%20192020E2025E华为观点阿里巴巴观点中科曙光观点联想观点专家观点总结液冷数据中心替代传统比例液冷数据中心替代传统比例上升，市场有望破千亿上升，市场有望破千亿2611283351133020192020E2021E2022E2023E2024E2025E保守乐观液冷数据中心市场规模（亿元）液冷数据中心替代比例（%）IT设备与空调系统为主要能耗构成数据中心液冷技术发展对应能耗2.2.3 2.2.3 互联网科技企业“碳减排”技术互联网科技企业“碳减排”技术：致力于降低数据中心：致力于降低数据中心PUEPUE浸没浸没式液冷服务器式液冷服务器，利用绝缘冷却液取代传统风冷。阿里云还采用了湖水冷却湖水冷却和自然风冷自然风冷等多种冷却技术。组合式空调箱（组合式空调箱（AHUAHU）风墙技）风墙技术、高压直流供电系统（术、高压直流供电系统（HVDCHVDC）降低电力消耗。注：PUE是衡量数据中心运行效率的指标，其越接近于1，代表数据中心对于电能的利用越有效率。11.31.25浸没式液冷自然水冷自然风冷设计年均PUET T-blockblock模块化模块化数据数据中心节能技中心节能技术：术：间接蒸发冷却利用水蒸发降温，使空气温度逼近湿球，延长自然冷却时间。余热回收：余热回收：腾讯天津数据中心试点采用余热回收，并重新用于办公楼办公区域冬季供暖，每年减少约1600吨标煤。TMDCTMDC（微模块数据中心（微模块数据中心）：在节省冷量损耗的同时达成精准送风，最大化制冷效果。天津滨海数据中心天津滨海数据中心3号号楼微模块机房楼微模块机房飞飞浆浆AIAI控制系统控制系统：建立数据中心深度学习模型，实现智能供电、智能散热，确保数据中心低能耗高性能运行。水平送水平送风风AHUAHU冷却冷却技术技术：与传统精密空调相比，可节电约20%。约600台机架采用该技术，PUE为1.21。市电市电+UPSUPS（不间断电源（不间断电源）等多种供电方案：整体供电效率达95%-97%.百百度云计算（阳度云计算（阳泉）中心二期泉）中心二期iCoolingiCooling智能智能算法：算法：智能协同IT与制冷系统，调节制冷系统运行在最佳状态，年均节能超过5%，每年节省电费近千万元。不间断模块化电源不间断模块化电源：全生命周期可节省耗电量500万kWh（10MW数据中心，负载率40%，温控COP 为3）。间接间接蒸发冷却技术：蒸发冷却技术：高效利用自然冷源，让制冷系统能耗下降40%-60%。华华为云廊坊数据中心为云廊坊数据中心数据中心机房相关技术：数据中心机房相关技术：机房末端水冷空调选配、EC风机采用冷冻主机自动控制系统、密闭冷池供冷、空调系统自然冷却系统与变频技术、闭式冷却塔运用等，推动节能减排工作。通过水平送风水平送风AHUAHU冷却技术、高冷却技术、高效模块化效模块化UPSUPS技术、智能微模块技术、智能微模块数据中心技术、整机柜服务器技数据中心技术、整机柜服务器技术、数据中心能耗监测及智能节术、数据中心能耗监测及智能节能控制技术能控制技术实现节能率提升与碳排放降低。资料来源：各公司公告 绿色云端2021等 前瞻产业研究院整理2.2.3 2.2.3 互联网互联网科技企业科技企业“碳减排”技术：阿“碳减排”技术：阿里云云数据中心节能减碳里云云数据中心节能减碳阿里云秉承“科技驱动世界创新发展，为社会创造价值，让生活更美好”理念，高度重视绿色可持续发展，在各级政府指导下开展了大量的实践探索，成立之初便设立专门的数据中心节能部门，大力推进数据中心节能减排。技术创新与应技术创新与应用，降低数据用，降低数据中心能耗中心能耗 部署全球最大规模30千瓦以上浸没式液冷数据中心，实现100%无机械制冷，年均PUE1.10。北京冬奥云数据中心：全球互联网行业第一个浸没式液冷生产集群。浸没液体冷却浸没液体冷却行业内首次大面积应用组合式空调箱（AHU）风墙技术，将室外温度适宜的新风输送至机房，实现设备自然冷却，降低空调电力消耗。AHU AHU 组合式组合式空调风墙技术空调风墙技术大规模使用HVDC高压直流供电系统，减少了传统交-直-交电源转换中的电气损耗，提高整体效率。高效电源高效电源液冷液冷IDCIDC年均年均PUEPUE1.10400ppmCO2吸附系统-固体吸附-液体吸附CO2生产系统煅烧、冷却、分离天然气、地热、太阳能、风能等清洁能源+水水CO2压缩、收集DAC闭环系统3.1.1 3.1.1 空气直接捕集空气直接捕集COCO2 2技术技术：成本高昂催生高级吸附材料：成本高昂催生高级吸附材料空气/移动源COCO2 2来源来源捕集技术捕集技术捕集成本（美元捕集成本（美元/吨）吨）石油产业钢铁产业水泥产业燃煤电厂CCSCCSCCSCCSDAC121.878.540.625-37222-463不同来源不同来源COCO2 2捕集捕集成本对比成本对比610309232222124816420112014201820202030E2040E2050EDAC成本（美元/吨）20102010-20502050年年DACDAC成本评估及预测成本评估及预测目前目前DAC技术成本不技术成本不断下降，但依旧高断下降，但依旧高昂。昂。随着2020年代的商业化以及2040年代和2050年代的大规模实施，DAC系统的成本可能会大幅降低。DAC技术2011年平均捕获成本在610-780美元/吨二氧化碳，2020年平均222-463美元/吨二氧化碳。如何开发兼具高吸附容量和高选择性的吸附材料是DAC技术未来商业化应用的关键。大气中的CO2浓度远低于固定点源CO2排放量部分物理吸附材料部分物理吸附材料对对CO2CO2的的吸附容量吸附容量410 10610%20%大气中CO2浓度燃煤电厂等固定点源的CO2排放浓度资料来源：陕西省能源化工过程强化重点实验室；Fasihi等 前瞻产业研究院整理吸附剂吸附剂MgMOF7413XKLSXNaLSXSIFSIX3ZnHKUST1温度温度/23.423.425.025.025.023.4COCO2 2浓度浓度/4004003953954004000.0340.1400.6700.8700.1300.050最大吸附量最大吸附量/(/(mmolmmol*)3.1.1 3.1.1 空气直接捕集空气直接捕集COCO2 2技术技术：初创公司投资研发：初创公司投资研发活动活跃活动活跃目前，全球有30余家初创公司、科研机构、研发联合体正在对DAC技术进行研究，初创公司建立了19个试验场为研究提供试验数据，修正研发方向。其中Climeworks公司、Global Thermostat公司、Carbon Engineering公司技术领先，拥有自己的试验场，已经初步商业化。公司公司地点地点吸附原理吸附原理捕获捕获COCO2 2循环循环用水量用水量/吨吨消耗能量消耗能量/吨吨COCO2 2项目项目投资投资Cimeworks瑞士固体吸附0.8-2吨加热：1800-2500k Wh/t电力（地热）：350-450kWh/t拥有16家工厂，初步进行了商业运营，总产能为2000吨/年CO22009年至今获得1.7亿美元投资，2021年4月进行了第五轮融资Zurich Cantonal Bank、Horizon 2020，瑞士企业家基金会、微软等Global Thermostat美国固体吸附1.6吨加热：4.4GJ/t无碳电力：160kWh/tOldahoma和Colorado建设试验场，募集4200万美元ExxonMobil，NRG BASF，Zeor