Pesquisa sobre tecnologias e caminhos de padronização para atingir as metas de “pico de carbono e neutralidade de carbono” — tomando os postes inteligentes como exemplo

1.1 Situação Internacional

2015年12月12日巴黎召开的联合国气候峰会通过“巴黎协议”，并于2016年11月4日起生效，该协议目标是将全球平均气温上升幅度控制在2℃以内，力争控制在1.5℃以内，并在2050-2100年实现全球碳中和目标。目前各国实施情况是积极向好的，瑞典已通过立法规定在2045年实现碳中和，英国、法国、丹麦、新西兰和匈牙利等国也立法规定在2050年实现碳中和，目前已有50多个国家的碳排放实现达峰，约占全球碳排放总量的40%，其中大部分为发达国家，国际上主要国家碳达峰到碳中和时间跨度见表1。据经济合作与发展组织的数据显示，欧盟在1990年就已经实现碳达峰，峰值为48.54亿吨二氧化碳当量；美国碳达峰时间为2007年，峰值为74.16亿吨二氧化碳当量；日本碳达峰时间为2013年，峰值为14.08亿吨二氧化碳当量。[2]

Tabela 1 Intervalo de tempo do pico de carbono à neutralidade de carbono nos principais países

1.2 Situação doméstica

Já em 18 de dezembro de 2017, a Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma emitiu o "Aviso sobre a Construção do Mercado Nacional de Comércio de Direitos de Emissão de Carbono para Indústrias (Setor de Geração de Energia)", lançando primeiro o sistema nacional de comércio de emissões de carbono no setor de geração de energia, expandindo gradualmente o escopo de participação no mercado de carbono e aumentando as variedades negociáveis, e melhorando continuamente o mercado de carbono para estabelecer firmemente um mercado nacional unificado de comércio de carbono. Em 31 de dezembro de 2020, o Ministério da Ecologia e Meio Ambiente publicou as "Medidas Administrativas para o Comércio de Direitos de Emissão de Carbono (Experimental)", regulamentando o comércio nacional de direitos de emissão de carbono e atividades relacionadas. Em 2 de fevereiro de 2021, o Conselho de Estado publicou as "Orientações do Conselho de Estado sobre a Aceleração do Estabelecimento e Melhoria de um Sistema Econômico para o Desenvolvimento Verde, de Baixo Carbono e Circular", exigindo o estabelecimento e melhoria de um sistema econômico para o desenvolvimento verde, de baixo carbono e circular, para garantir a realização das metas de "duplo carbono" e promover o desenvolvimento verde da China a um novo patamar.[3]De acordo com estatísticas do Banco de Dados de Contabilidade de Carbono da China, a comparação das emissões de carbono por unidade de PIB/emissões de carbono per capita entre as três principais aglomerações urbanas é mostrada na Figura 1. O valor de pico previsto para a China atingir o pico de carbono é de aproximadamente 10,6 bilhões de toneladas de equivalente de CO2. Embora as emissões totais de carbono da China permaneçam as maiores do mundo, a taxa de crescimento das emissões de carbono começou a diminuir. Atualmente, as principais fontes de emissões de carbono são a geração de energia, aquecimento, transporte e construção, representando mais de 80% das emissões totais. Em 2019, as emissões sociais de carbono da China foram de aproximadamente 10,5 bilhões de toneladas. As indústrias de alto consumo de energia são as principais fontes de carbono na China, sendo a geração de energia, manufatura e construção, e transporte as três principais fontes de carbono. De acordo com estatísticas da Agência Internacional de Energia, os três setores principais de geração de energia e aquecimento, manufatura e construção, e transporte representam 89% das emissões de CO2 da China, com geração de energia e aquecimento representando 51%, manufatura e construção 28%, e transporte 10%.

Fig. 1 Emissões de carbono por unidade de PIB/emissões de carbono per capita das três principais aglomerações urbanas e comparação de dados

1.3 Visão Geral da Grande Baía

De acordo com os dados do "Livro Branco sobre Padronização da Neutralidade de Carbono para a Internet Industrial na Grande Baía Guangdong-Hong Kong-Macau", a tendência geral das emissões de CO2 provenientes do consumo de energia na Grande Baía mostra que as emissões absolutas de Hong Kong têm diminuído continuamente e já atingiram o pico, Macau está numa fase de platô após atingir o pico, enquanto as emissões de carbono de Guangdong continuam a crescer. Entre as cidades da Grande Baía, Macau tem as emissões de carbono por unidade de PIB mais baixas; cidades como Shenzhen, Hong Kong e Guangzhou também têm emissões de carbono por unidade de PIB relativamente baixas, comparáveis aos níveis de emissão de países como o Reino Unido e a Noruega, e ligeiramente inferiores aos dos EUA; enquanto cidades como Jiangmen e Huizhou têm emissões de carbono por unidade de PIB 30% a 50% acima da média nacional. A indústria terciária representa mais de 58% em cidades como Hong Kong, Macau, Shenzhen e Guangzhou, com uma proporção significativa de indústrias de serviços modernos e manufatura de alta tecnologia, resultando em emissões de carbono por unidade de PIB relativamente baixas. Em 2020, o consumo de energia por unidade de PIB de Shenzhen foi um terço da média nacional, e suas emissões de CO2 por unidade de PIB foram um quinto da média nacional, tendo diminuído 19,3% e 23,2%, respetivamente, em cinco anos. Shenzhen estabeleceu claramente o seu objetivo de atingir o pico de carbono entre 2020 e 2025. Além disso, de acordo com o "Anuário Estatístico de Huizhou 2020", o consumo de energia por unidade de PIB de Huizhou em 2019 foi de 0,698 toneladas de carvão padrão por 10.000 yuans, com uma taxa de crescimento Homólogo (YoY) de 1,7%.

2.1 Internacional Típico

O Subcomitê de Gestão de Gases de Efeito Estufa e Atividades Relacionadas (ISO/TC207/SC7) do Comitê Técnico de Gestão Ambiental da Organização Internacional de Normalização é o principal comitê técnico da ISO na padronização para enfrentar as mudanças climáticas, responsável pelas atividades relacionadas à padronização dos gases de efeito estufa. Atualmente, o ISO/TC207/SC7 está desenvolvendo um Rascunho de Trabalho (WD) da norma internacional de neutralidade de carbono (ISO 14068), altamente aguardada internacionalmente, intitulada "Requisitos e princípios para alcançar a neutralidade dos gases de efeito estufa na neutralidade de carbono e declarações relacionadas". O Comitê Técnico da Organização Internacional de Normalização sobre Captura, Transporte e Armazenamento Geológico de Dióxido de Carbono (ISO/TC265) estabeleceu grupos de trabalho de normas, como o grupo de armazenamento de CO2, o grupo de transporte e o grupo de captura, e realizou quatro reuniões de trabalho. Até o momento, quatro itens de trabalho foram aprovados. Em junho de 2021, o Conselho de Estratégia de Mercado da Comissão Eletrotécnica Internacional IEC/TC111 propôs um livro branco sobre sistemas elétricos de carbono zero baseados em energia renovável.

2.2 Situação Atual na China

全国环境管理标准化技术委员会（SAC/TC207）主要负责全国环境管理专业领域基础性、通用性、综合性标准化工作，包括环境管理体系、环境标志和声明、环境绩效评价、环境成本和效益、生命周期评价、生态系统评估等，同时对口国际标准化组织环境管理标准化技术委员会（ISO/TC207）相关工作。全国碳排放管理标准化技术委员会（SAC/TC548）于2014年成立，对口国际标准化组织环境管理技术委员会温室气体管理和相关活动分技术委员会（ISO/TC207/SC7），主要负责碳排放管理术语、统计、监测；区域碳排放清单编制方法；企业、项目层面的碳排放核算与报告；低碳产品、碳捕获与碳储存等低碳技术与装备；碳中和与碳汇等领域的标准化工作。截至目前为止，SAC/TC548标委会已发布16项国家标准，正在制修订的标准30余项。2019年国家生态环境部发布《大型活动碳中和实施指南（试行）》文件，规范了大型活动的碳中和实施，2021年9月15日国家工信部将申请立项的《石油和化工行业碳排放核查技术规范》等197项碳达峰相关行业标准予以公示。

2.3 大湾区先行

Como uma das regiões com o maior nível de abertura e a mais forte vitalidade econômica da China, a Grande Baía Guangdong-Hong Kong-Macau viu o Conselho de Estado emitir o "Plano Diretor de Desenvolvimento para a Grande Baía Guangdong-Hong Kong-Macau" em fevereiro de 2019. Este plano estabelece o "desenvolvimento verde e a proteção ecológica" como princípio básico orientador do desenvolvimento da região, exigindo que esta se desenvolva com base na inovação verde e de baixo carbono. Sob a orientação e apoio de autoridades competentes, como a Administração Provincial de Regulação do Mercado de Guangdong, a Comissão Provincial de Desenvolvimento e Reforma e o Departamento Provincial de Ecologia e Meio Ambiente, foi estabelecido o primeiro Comitê Técnico Provincial de Padronização para Pico de Carbono e Neutralidade de Carbono do país (GD/TC73). As entidades relevantes foram organizadas para realizar pesquisas sobre o "Quadro do Sistema de Normas para o Comércio de Direitos de Emissão de Carbono na Província de Guangdong" e seu roteiro de padronização, compilando leis, regulamentos e normas relacionados ao comércio de direitos de emissão de carbono. Conforme mostrado na Figura 2, o sistema de normas para o comércio de direitos de emissão de carbono esclarece as subcategorias de normas nos níveis de fundamentos, organizações, projetos, produtos e comércio. No que diz respeito ao avanço dos trabalhos de padronização, dados estatísticos relevantes mostram que a Província de Guangdong e Shenzhen publicaram sucessivamente cerca de 20 normas locais e cerca de 20 normas de grupo relacionadas às metas de "Duplo Carbono". Esses esforços fornecem um importante suporte padronizado de base para promover a inovação tecnológica verde e de baixo carbono e melhorar a capacidade de sumidouros de carbono na Grande Baía, servindo também como "fábrica de processamento" para as normas de "Duplo Carbono" e como "conector" para as atividades de padronização na região.

2.3 Perspetiva geral

Com base no compromisso da China de alcançar as metas de "Duplo Carbono", é urgente acelerar o mapeamento dos diversos setores, compreender as direções-chave de desenvolvimento futuro da neutralidade carbónica, identificar lacunas e oportunidades nas normas relevantes e promover de forma ordenada o desenvolvimento de um plano de normalização sistemático. Estabelecer e melhorar o sistema de normas relacionadas com o "Duplo Carbono" é imperativo. Em conformidade com a implantação nacional geral para o "Duplo Carbono", devemos refinar e organizar as necessidades de normalização em todos os setores, colmatar as lacunas nas normas básicas, como tecnologias de redução de emissões, contabilização e avaliação, satisfazer as grandes necessidades estratégicas do trabalho de "Duplo Carbono" e impulsionar o desenvolvimento verde em todos os setores através da benchmarking e conformidade pelas partes interessadas na normalização. Ao mesmo tempo, devemos acelerar a atualização e melhoria das normas de poupança de energia, rever com urgência as normas nacionais sobre limites de consumo de energia e eficiência energética obrigatória dos produtos como diretrizes básicas, elevar os requisitos de limites de consumo de energia dos produtos, alargar o âmbito de cobertura das normas de limites de consumo de energia e aperfeiçoar as normas complementares de contabilização energética, ensaio e certificação, avaliação e auditoria. Isto fornecerá suporte padronizado para alcançar as metas de "Duplo Carbono" da China e melhorará o progresso da verificação e contabilização das emissões de carbono a nível regional, setorial e de produto através do aprimoramento e refinamento da normalização.

3.1 环境监测

基于我国交通运输CO₂排放量处于增长的背景之下，相关行业都在研究及制定“双碳”达标规划，实施碳减排措施及进行碳抵消等工作。[4]城市中现有的各监测点是应用气体传感器较为单一地测得二氧化碳含量，未能结合该路段的交通流量、车速、周边绿植数量以及吸收二氧化碳的能力等进行综合监测。智慧城市物联网架构下的智慧杆搭载环境监测模组，有效实现收集和监测所在场景区域中的PM2.5浓度、PM10浓度、二氧化碳含量、二氧化硫含量、扬尘浓度和噪声分贝等气象及环境信息，系统管理平台通过对收集到的各类数据进行综合分析与对比，系统发出优化及调整指令，有效控制该区域的相关指标达到预定目标值，发挥智慧杆搭载环境监测模组在减碳达标过程的重要作用。

3.2 Energia Limpa Impulsiona Postes Inteligentes

Sob a grande tendência de alta eficiência e poupança de energia, a aplicação de energias limpas é inevitável. Postes inteligentes equipados com geração de energia solar e eólica estão sendo promovidos e aplicados. A eletricidade coletada pelos módulos fotovoltaicos solares é utilizada através da gestão de armazenamento de energia ou diretamente para a operação de vários dispositivos compatíveis montados nos postes inteligentes, reduzindo o dióxido de carbono produzido pela geração de energia baseada em combustíveis, alcançando a compensação de carbono e atingindo o equilíbrio de carbono.[5]A plataforma de gestão de postes inteligentes complementa sua própria demanda elétrica com base na coleta de energia eólica e solar para reduzir as emissões de carbono, e está equipada com dispositivos de armazenamento de energia que lhe conferem mais potencial de lucro, criando mais valor comercial para os operadores e alcançando os objetivos de neutralidade de carbono. A energia eólica e solar obtida é de fato mais barata do que a geração de energia térmica, mas os ambientes geográficos correspondentes e os métodos de gestão afetarão as taxas de utilização do sistema, como períodos sem sol ou vento. Os problemas de armazenamento de energia e fornecimento elétrico instável precisam ser resolvidos através da aplicação de novas tecnologias, promovendo o uso eficiente da energia limpa para alcançar os objetivos de "duplo carbono" da cidade.

3.3 Otimização do Tráfego para Redução de Carbono

As emissões de dióxido de carbono do setor de transportes representam quase 9% do total nacional da China, e as emissões de CO₂ na indústria de transportes ainda estão em fase de crescimento. Os dispositivos de gestão de tráfego montados em postes inteligentes utilizarão tecnologias de informação como big data, computação em nuvem e 5G para coletar dados relevantes dentro de sua área de cobertura. Quando for detectado que os níveis de dióxido de carbono não podem alcançar a neutralidade de carbono através da vegetação viária, será dada atenção aos dados sobre a proporção de uso de energia limpa nos veículos e viagens verdes. A plataforma de gestão do sistema realiza ajustes em tempo real do controle de tráfego nas estradas atuais, e a plataforma de controle ajusta e orienta o tráfego rodoviário através da coordenação veículo-infraestrutura, otimizando as rotas de passagem para reduzir o dióxido de carbono gerado pelo congestionamento viário, reduzindo os tempos de permanência prolongada dos veículos devido a bloqueios, e monitorando os níveis de dióxido de carbono na área em tempo real. Os dados são enviados à plataforma de controle do sistema para comparação com os limiares originais de dióxido de carbono, emitindo comandos de otimização para alcançar um fluxo de tráfego suave e reduzir as emissões de carbono.[6]

Como infraestrutura das cidades inteligentes e uma indústria emergente caracterizada pela integração tecnológica interdisciplinar, os postes inteligentes devem adotar indicadores quantitativos para avaliar as emissões de carbono dos postes e dos seus sistemas, avaliando assim o seu nível de emissões, no contexto mais amplo da concretização dos objetivos de "Duplo Carbono".[7]Para alcançar os objetivos de "Duplo Carbono", é essencial aproveitar tecnologias como energia sem carbono, aplicações de energia de baixo carbono e novas energias, inovação tecnológica e reutilização. Combinando isto com as estruturas industriais locais e as características do desenvolvimento socioeconómico, devemos reforçar a cooperação profunda entre fabricantes e instituições de investigação relevantes para capitalizar as vantagens complementares. Isto inclui estabelecer centros de investigação tecnológica de "indústria-academia-investigação-aplicação", integrar os objetivos de "Duplo Carbono" no planeamento geral da infraestrutura urbana, estabelecer e melhorar as normas de poupança de energia e avaliação da Indústria no âmbito do "Duplo Carbono", atualizar e melhorar estas normas, elevar os requisitos limites de consumo energético dos produtos e aperfeiçoar as normas complementares de contabilização energética, ensaios de Certificação, avaliação e auditoria. Devemos inovar nos métodos de trabalho no planeamento, gestão da construção, sistemas de avaliação, inovação tecnológica e digitalização urbana dos postes inteligentes, incorporando o conceito de desenvolvimento verde durante todo o ciclo de vida das soluções de sistemas de postes inteligentes, e garantindo que a poupança de energia e a redução de carbono sejam efetivamente implementadas em toda a Cadeia de abastecimento.

Referências
[1] Cao Xiaobing, Wang Hailong, Zhao Jingwen, et al. Foco na construção e demonstração de postes inteligentes sob a arquitetura de IoT urbana[J]. China Lighting & Electrical Apparatus, 2020(05):22-25.
[2] Xue Liang. Objetivos e progressos dos países na realização da neutralidade de carbono[J]. Shanghai People's Congress Monthly, 2021(07):53-54.
[3] O Comitê Central do PCC e o Conselho de Estado publicaram as "Opiniões sobre a implementação completa, precisa e abrangente do novo conceito de desenvolvimento para fazer um bom trabalho no pico de carbono e na neutralidade de carbono"[J]. Shanghai Energy Conservation, 2021(10):1054.
[4] Xu Jie. Análise das estratégias de controle de qualidade da informação para sistemas automatizados de monitoramento do ar ambiente[J]. Sci-Tech Innovation and Application, 2021,11(31):133-136.
[5] Zhu Gang, Li Yanhe, Zhang Zhen, et al. Tecnologia de controle operacional e aplicação de redes elétricas provinciais com fornecimento total de energia limpa[J]. Electric Power, 2021, 54(05):195-205.
[6] Zhang Jin, Yuan Jiting, Zi Fengjun. A melhoria da eficiência do transporte reduz as emissões de carbono na indústria de transportes? —Um estudo empírico baseado em dados de painel interprovinciais[J]. Ecological Economy, 2021,37(11):18-24.
[7] Wang Hailong, Zhao Jingwen, Wang Heru, Cao Xiaobing. Breve análise sobre a construção e desenvolvimento de postes inteligentes multifuncionais sob a arquitetura de cidade inteligente[J]. China Lighting & Electrical Apparatus, 2020,No.426(09):1-5.