低碳電力技術創新體系構建

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摘要：氣候變暖對我國低碳經濟的發展提出了迫切的要求，而電力行業的碳排放在我國碳排放的結構中占有較大比例，因此，加強低碳電力技術創新，有助于減少我國的碳排放量，有益于我國國民經濟及環境保護。本文介紹了低碳電力技術的構成，對低碳電力技術創新體系的構建進行了深入研究，希望能夠促進我國低碳電力的發展。

關鍵詞：低碳電力；電力技術；創新體系；構建

一、引言

目前，全球氣候變暖是人類社會面臨的重大挑戰之一。聯合國給出的全球氣象報告中指出，氣候變化所導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，的作用達到77%，由此可見，減少的排放，對于控制溫室效應、減緩全球變暖具有至關重要的作用。我國是全球碳排放量最大的國家之一，實施低碳經濟的發展戰略，是未來我國國民經濟發展的必經之路，而就目前我國碳排放的結構來看，主要來源是能源部門，電力企業的排放量就十分驚人，因此，加強低碳電力技術創新，有助于減少的排放量，對于我國國民經濟的發展、對整個環境的保護都具有重大的意義。

二、低碳電力技術的構成

（一）高效潔凈的發電技術

采用高效潔凈的發電技術，有助于電力企業提升其發電效率，降低污染物排放量，例如超臨界發電技術、天然氣聯合循環技術、整體煤氣化聯合循環技術、地熱聯產發電技術等等。

（二）可再生發電技術

利用自然界中不斷再生并且有一定規律的得到補充或重復利用的能源來發電，這些所利用的能源一般具有自我復原及持續利用的特性。目前，已被發現且被用來發電的常見的可再生能源，有太陽能、風能、地熱能、潮汐能等等，但是，由于這些能源受環境因素的影響較大，一直沒有進行大力推廣，因而加大對這些能源的開發和利用的研究尤其重要。

（三）碳捕集、利用、封存技術

該技術能夠將工業與能源生產企業在生產過程中所排放的碳進行有效分離，然后通過碳儲存手段，把其輸送并封存到海底或地下，進而有效減少對大氣的污染。

（四）高效儲能技術

將太陽能、風能發電和儲能裝置相結合，能夠有效解決并網問題。目前，較為成熟的儲能技術主要是抽水蓄能電站，由于常常會受到自然條件的約束，難以大規模的發展。而有望進行大規模實際應用的主要包括超導儲能、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取得了飛速的發展，例如釩電池的充放電狀態切換只需0.02s，響應速度為1ms。目前正進行商業化運行的釩電池，功率已經高達6MW，能夠很好地配合新能源來發電。在新能源分布式利用的背景之下，還可以和蓄熱、蓄冷技術相結合。

（五）高效用能技術

該技術是指通過用戶能效分析管理和需求響應提高用能效率，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，通過能源管理節能支持系統及相關服務網站，對家庭耗能的情況進行詳細了解，并且獲取相應的用能建議。對于樓宇用能管理，可以通過用能管理系統，對整個樓宇的各類用能系統進行統一的管理和控制。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項目能夠降低系統1.4%-4.1%的高峰負荷。

三、低碳電力技術創新體系的構建

（一）保障電力供應的安全可靠

安全可靠的電力供應，不僅能夠提高人們的生活質量，促進經濟的發展，還對低碳發展有著正貢獻。當電力系統對電網擾動能夠安全、平穩地處理時，系統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”全面建設時期，存在特高壓直、交流的混聯接入、輸、變電設備的老化、可再生能源的并網、極端惡劣天氣的影響及其他不確定因素越來越多，都會讓整個電網的運行機理更加復雜。電力企業不得不提前配置大量的備用電廠，以便在故障出現時，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，而這最終也就會導致更多的碳排放。

（二）大力發展清潔能源及提高能源效率

目前，已經有多個國家項目對配用電集成、配網自愈、用電互動等關鍵性技術進行了深入研究。但是，現有的研究從智能電網怎樣推動低碳經濟發展的角度出發，發展清潔能源、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技術的研究還處于初期。主動配電網能夠讓分布式電源和主動配電系統相整合，并非只是和電網連接，實現分布式電源的優化運行，進而通過改變網絡拓撲來實現對網內潮流的控制，使得分布式電源不僅是電網的附屬品，而成為扮演虛擬電廠的角色，在適當的并網協議和監管之下為誒點系統提供電力支持，最終實現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劃、優化調度、低碳效益評估驗證等，面向低碳發展的能效優化技術的相關研究及應用。

（三）構建低碳電力技術創新團隊

低碳電力是一個新興研究領域，采用產學研用合作模式，培養所需要的高端人才。低碳電力技術創新團隊需要的是一個知識結構搭配得當、合作協同、專業互補性強的梯隊組織架構，因此，需要結合經濟、公共管理、化學工程、熱能動力工程、電力工程等研究方向，構建輸變電設備故障分析與診斷、安全事故風險評估、能效優化等技術創新團隊。在構建團隊過程中，可以依托省級以上的重點實驗室、工程技術中心，加強低碳電力工程研究中心及低碳電力技術實驗室建設，為構建低碳電力技術創新團隊做出重要的正貢獻。

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作者:代金輝 單位:保定市開源電力工程有限公司