低碳電力技術(shù)的研究展望

◎徐榮田

低碳電力技術(shù)的研究展望

◎徐榮田

節(jié)能減排是我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要手段。電力行業(yè)作為節(jié)能減排的主力軍，應(yīng)該加快低碳電力技術(shù)研究的速度，但二氧化碳的排放阻礙了低碳技術(shù)的發(fā)展。本文分析了電力行業(yè)中二氧化碳排放的特點(diǎn)與發(fā)展低碳電力技術(shù)的路線選擇，希望可以通過(guò)本文為低碳電力技術(shù)的發(fā)展提供一些參考。

全球變暖已經(jīng)成為大家公認(rèn)的全球挑戰(zhàn)，全球變暖的主要原因是二氧化碳排放量的增加，因此想要解決和緩解全球變暖問(wèn)題，首先要做的就是減少二氧化碳的排放。在各大行業(yè)中，電力工程是排放二氧化碳的主力軍，同時(shí)也成為了各級(jí)政府部門(mén)在減少二氧化碳排放量工作方面關(guān)注的焦點(diǎn)。在全球變暖的情況下，如何快速有效的發(fā)展低碳電力技術(shù)關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定，因此必須全力做好低碳電力方面的研究，在此前提下低碳電力技術(shù)得到了快速發(fā)展，為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施做出了自己的貢獻(xiàn)。

低碳電力經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵

在整個(gè)電力系統(tǒng)中，從發(fā)電到用電都有二氧化碳等溫室氣體的產(chǎn)生。而低碳電力經(jīng)濟(jì)就是通過(guò)電力技術(shù)與管理等多種手段在發(fā)電到用電的整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)低碳或者減碳，從而使電力行業(yè)更加清潔高效。低碳電力是采用新技術(shù)、新方法、新工藝等多種手段實(shí)現(xiàn)綜合資源戰(zhàn)略規(guī)劃。我們還可以依靠政府低能減排的政策實(shí)現(xiàn)這一目的。我們需要通過(guò)智能電網(wǎng)在確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下 ,最大限度地將清潔能源的充分的利用，最終實(shí)現(xiàn)低碳電力技術(shù)。

我國(guó)電力行業(yè)的CO2排放特點(diǎn)

在我國(guó)電力行業(yè)中二氧化碳的排放量大且持續(xù)增長(zhǎng)。相比1980年的排放量，近年排放量約是80年的6倍。并且其排放總量在整個(gè)能源系統(tǒng)中所占的份額也越來(lái)越大。在1980年時(shí)占整個(gè)能源系統(tǒng)的21.07%，而在2005年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，其比例大幅度增加，接近占了半壁江山。我國(guó)主要是火電，約占了整個(gè)電力系統(tǒng)裝機(jī)總量的70%，而火電消耗的主要能源是煤炭，而燃燒煤炭釋放的二氧化碳在整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)二氧化碳的排放總量中約占95%。我國(guó)低碳電力技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，在2005年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，我國(guó)每發(fā)一度電需要消耗222.95 g碳，而發(fā)達(dá)國(guó)家只需要消耗100g左右。

新時(shí)期我國(guó)發(fā)展低碳電力技術(shù)的路線選擇

從發(fā)電側(cè)著手，改變傳統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)。發(fā)電過(guò)程是排放二氧化碳的主要環(huán)節(jié)，因此我們從發(fā)電側(cè)著手，發(fā)展各種新型能源發(fā)電技術(shù) ，以及做好二氧化碳的回收利用工作。目前的綠色發(fā)電技術(shù)有比較常見(jiàn)的水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、核能發(fā)電等。還有一些不是很熟悉的發(fā)電技術(shù)，比如生物質(zhì)能發(fā)電，它是利用生物儲(chǔ)存的太陽(yáng)能來(lái)發(fā)電；潮汐能發(fā)電是利用海水定期來(lái)潮的自然規(guī)律來(lái)發(fā)電；燃料電池發(fā)電是直接將儲(chǔ)存的燃料和化劑中的化學(xué)能高效地轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料電池發(fā)電它具有維修方便、噪音小、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。改變傳統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)，使用新型能源發(fā)電是發(fā)展低碳電力技術(shù)的重要舉措。

建立適合低碳電力的電網(wǎng)分布 , 加大智能電網(wǎng)建設(shè)。在我國(guó)水力發(fā)電大多集中與我國(guó)的西南部，云南四川等地。其他的一些新型能源發(fā)電大多在我國(guó)的西北地區(qū)，而我國(guó)用電量最多的地方是在中南沿海與中部地區(qū)，這些地方的用電量大約占了全國(guó)總用電量的3/4左右，因此將低碳電力運(yùn)輸是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。而在運(yùn)輸途中電力的損耗也是相當(dāng)大的，因此我們必須改變?cè)鹊碾娔苓\(yùn)輸模式，建立一個(gè)高效科學(xué)的電網(wǎng)，加大智能電網(wǎng)建設(shè)。到2020年全面建成統(tǒng)一的智能電網(wǎng) , 清潔能源裝機(jī)比例將大大提高。清潔能源發(fā)電會(huì)增加發(fā)電的成本，這也是為什么新型能源發(fā)電沒(méi)有得到大力發(fā)展的原因，想要低碳電力技術(shù)發(fā)展首先要解決投入成本高這個(gè)問(wèn)題，因此在發(fā)展低碳電力技術(shù)的進(jìn)程中我們還有很長(zhǎng)一段路要走。

在電力調(diào)度中加入低碳這一約束。目前的電力調(diào)度的原則就是以最低的成本為原則。但是隨著低碳技術(shù)的發(fā)展，電力調(diào)度將改變以成本最低的原則，而是綜合考慮實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的調(diào)度。比如說(shuō)在考慮成本的前提下考慮安全和環(huán)保等，不在以經(jīng)濟(jì)為主要的參考對(duì)象，而是將排放量也列入?yún)⒖挤秶畠?nèi)。另外，低碳模式對(duì)電網(wǎng)的損耗和利用率提出了更高的要求。這就要求我們花費(fèi)更多的精力去研究如何在電網(wǎng)調(diào)度中實(shí)現(xiàn)低碳這一目標(biāo)，怎樣才能使調(diào)度過(guò)程中二氧化碳的排放量最小，然后根據(jù)不同的地方不同的電源結(jié)構(gòu)，提出針對(duì)性的措施。

增加特高壓變電站與數(shù)字化變電站的建設(shè)。特高壓變電站相對(duì)一般的變電站來(lái)說(shuō)，電能的損耗率與傳輸容量和距離都有大幅度的提高。特高壓變電站的交流電在1000伏左右，是我國(guó)未來(lái)低碳電力發(fā)展的不二選擇。上海的封周變電站是上海的第一座環(huán)保電站，采用的是目前最為先進(jìn)的智能化變電站標(biāo)準(zhǔn)。它利用各種智能化設(shè)備與信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化電站。數(shù)字化變電站在一定程度上減少了人力的投入，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及電站運(yùn)行的安全性。我相信特高壓變電站與數(shù)字化變電站是日后變電站發(fā)展的趨勢(shì)。

解決全球變暖問(wèn)題刻不容緩，而全球變暖問(wèn)題的關(guān)鍵就是二氧化碳排放量的增加，因此發(fā)展低碳電力是解決全球變暖問(wèn)題的重要手段。低碳電力要求我們改變?cè)鹊陌l(fā)電結(jié)構(gòu)，采用清潔能源發(fā)電，這就要求我們改變?cè)瓉?lái)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和調(diào)度原則，加大智能電網(wǎng)建設(shè)。根據(jù)我國(guó)各個(gè)地方的具體情況采取適合當(dāng)?shù)氐牡吞茧娏夹g(shù)，實(shí)現(xiàn)地方的可持續(xù)發(fā)展。希望本文所提出的研究思路和應(yīng)對(duì)策略能為未來(lái)我國(guó)低碳電力的發(fā)展與相關(guān)研究工作提供一定的參考。

（作者單位：神華國(guó)能寧夏煤電有限公司）

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