低碳電力技術(shù)創(chuàng)新體系構(gòu)建

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摘要：氣候變暖對我國低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提出了迫切的要求，而電力行業(yè)的碳排放在我國碳排放的結(jié)構(gòu)中占有較大比例，因此，加強(qiáng)低碳電力技術(shù)創(chuàng)新，有助于減少我國的碳排放量，有益于我國國民經(jīng)濟(jì)及環(huán)境保護(hù)。本文介紹了低碳電力技術(shù)的構(gòu)成，對低碳電力技術(shù)創(chuàng)新體系的構(gòu)建進(jìn)行了深入研究，希望能夠促進(jìn)我國低碳電力的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：低碳電力；電力技術(shù)；創(chuàng)新體系；構(gòu)建

一、引言

目前，全球氣候變暖是人類社會面臨的重大挑戰(zhàn)之一。聯(lián)合國給出的全球氣象報告中指出，氣候變化所導(dǎo)致的總代價將會引起全世界GDP損失在5%左右。而在引起全球氣候變暖的眾多因素之中，人類活動所排放的溫室氣體的不斷增加是最主要的原因，而在這些問題氣體中，的作用達(dá)到77%，由此可見，減少的排放，對于控制溫室效應(yīng)、減緩全球變暖具有至關(guān)重要的作用。我國是全球碳排放量最大的國家之一，實施低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展戰(zhàn)略，是未來我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必經(jīng)之路，而就目前我國碳排放的結(jié)構(gòu)來看，主要來源是能源部門，電力企業(yè)的排放量就十分驚人，因此，加強(qiáng)低碳電力技術(shù)創(chuàng)新，有助于減少的排放量，對于我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、對整個環(huán)境的保護(hù)都具有重大的意義。

二、低碳電力技術(shù)的構(gòu)成

（一）高效潔凈的發(fā)電技術(shù)

采用高效潔凈的發(fā)電技術(shù)，有助于電力企業(yè)提升其發(fā)電效率，降低污染物排放量，例如超臨界發(fā)電技術(shù)、天然氣聯(lián)合循環(huán)技術(shù)、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)、地?zé)崧?lián)產(chǎn)發(fā)電技術(shù)等等。

（二）可再生發(fā)電技術(shù)

利用自然界中不斷再生并且有一定規(guī)律的得到補(bǔ)充或重復(fù)利用的能源來發(fā)電，這些所利用的能源一般具有自我復(fù)原及持續(xù)利用的特性。目前，已被發(fā)現(xiàn)且被用來發(fā)電的常見的可再生能源，有太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能等等，但是，由于這些能源受環(huán)境因素的影響較大，一直沒有進(jìn)行大力推廣，因而加大對這些能源的開發(fā)和利用的研究尤其重要。

（三）碳捕集、利用、封存技術(shù)

該技術(shù)能夠?qū)⒐I(yè)與能源生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中所排放的碳進(jìn)行有效分離，然后通過碳儲存手段，把其輸送并封存到海底或地下，進(jìn)而有效減少對大氣的污染。

（四）高效儲能技術(shù)

將太陽能、風(fēng)能發(fā)電和儲能裝置相結(jié)合，能夠有效解決并網(wǎng)問題。目前，較為成熟的儲能技術(shù)主要是抽水蓄能電站，由于常常會受到自然條件的約束，難以大規(guī)模的發(fā)展。而有望進(jìn)行大規(guī)模實際應(yīng)用的主要包括超導(dǎo)儲能、蓄電池、超級電容器儲能、氫儲能等等。近些年來，大容量、大功率、長壽命的蓄電池技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，例如釩電池的充放電狀態(tài)切換只需0.02s，響應(yīng)速度為1ms。目前正進(jìn)行商業(yè)化運行的釩電池，功率已經(jīng)高達(dá)6MW，能夠很好地配合新能源來發(fā)電。在新能源分布式利用的背景之下，還可以和蓄熱、蓄冷技術(shù)相結(jié)合。

（五）高效用能技術(shù)

該技術(shù)是指通過用戶能效分析管理和需求響應(yīng)提高用能效率，主要用于家庭能源管理、樓宇用能管理等方面。對于家庭用戶，可以借助智能電表、智能家電及其他智能用電終端，通過能源管理節(jié)能支持系統(tǒng)及相關(guān)服務(wù)網(wǎng)站，對家庭耗能的情況進(jìn)行詳細(xì)了解，并且獲取相應(yīng)的用能建議。對于樓宇用能管理，可以通過用能管理系統(tǒng)，對整個樓宇的各類用能系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制。目前，美國加州的愛迪生、太平洋天然氣與電力公司所實施的需求響應(yīng)項目能夠降低系統(tǒng)1.4%-4.1%的高峰負(fù)荷。

三、低碳電力技術(shù)創(chuàng)新體系的構(gòu)建

（一）保障電力供應(yīng)的安全可靠

安全可靠的電力供應(yīng)，不僅能夠提高人們的生活質(zhì)量，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還對低碳發(fā)展有著正貢獻(xiàn)。當(dāng)電力系統(tǒng)對電網(wǎng)擾動能夠安全、平穩(wěn)地處理時，系統(tǒng)所要求的備用電廠就更少，同時也就意味著更低的碳排放。尤其是在“智能電網(wǎng)”全面建設(shè)時期，存在特高壓直、交流的混聯(lián)接入、輸、變電設(shè)備的老化、可再生能源的并網(wǎng)、極端惡劣天氣的影響及其他不確定因素越來越多，都會讓整個電網(wǎng)的運行機(jī)理更加復(fù)雜。電力企業(yè)不得不提前配置大量的備用電廠，以便在故障出現(xiàn)時，一方面能夠保障正常供電，另一方面能夠為故障的處理爭取更多的時間，而這最終也就會導(dǎo)致更多的碳排放。

（二）大力發(fā)展清潔能源及提高能源效率

目前，已經(jīng)有多個國家項目對配用電集成、配網(wǎng)自愈、用電互動等關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了深入研究。但是，現(xiàn)有的研究從智能電網(wǎng)怎樣推動低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度出發(fā)，發(fā)展清潔能源、提高能源效率等方面的還不多，特別是對整合需求及分布式能源的主動配電網(wǎng)技術(shù)的研究還處于初期。主動配電網(wǎng)能夠讓分布式電源和主動配電系統(tǒng)相整合，并非只是和電網(wǎng)連接，實現(xiàn)分布式電源的優(yōu)化運行，進(jìn)而通過改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋪韺崿F(xiàn)對網(wǎng)內(nèi)潮流的控制，使得分布式電源不僅是電網(wǎng)的附屬品，而成為扮演虛擬電廠的角色，在適當(dāng)?shù)牟⒕W(wǎng)協(xié)議和監(jiān)管之下為誒點系統(tǒng)提供電力支持，最終實現(xiàn)對清潔能源的充分利用、能源效率的提升。因此，非常有必要開展低碳電力規(guī)劃、優(yōu)化調(diào)度、低碳效益評估驗證等，面向低碳發(fā)展的能效優(yōu)化技術(shù)的相關(guān)研究及應(yīng)用。

（三）構(gòu)建低碳電力技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊

低碳電力是一個新興研究領(lǐng)域，采用產(chǎn)學(xué)研用合作模式，培養(yǎng)所需要的高端人才。低碳電力技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊需要的是一個知識結(jié)構(gòu)搭配得當(dāng)、合作協(xié)同、專業(yè)互補(bǔ)性強(qiáng)的梯隊組織架構(gòu)，因此，需要結(jié)合經(jīng)濟(jì)、公共管理、化學(xué)工程、熱能動力工程、電力工程等研究方向，構(gòu)建輸變電設(shè)備故障分析與診斷、安全事故風(fēng)險評估、能效優(yōu)化等技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊。在構(gòu)建團(tuán)隊過程中，可以依托省級以上的重點實驗室、工程技術(shù)中心，加強(qiáng)低碳電力工程研究中心及低碳電力技術(shù)實驗室建設(shè)，為構(gòu)建低碳電力技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊做出重要的正貢獻(xiàn)。

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作者:代金輝 單位:保定市開源電力工程有限公司