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“雙碳”目標下綠色電力低碳發展的路徑分析!

更新時間:2021-08-09   點擊次數:

摘要:“雙碳”目標的提出對電力行業多方面產生深層次的影響,企業的綠色低碳轉型已成為不可逆轉的主流趨勢。以綠色制造體系設計思想為基礎構建的綠色電力體系。通過闡述該體系中的綠色電廠、綠色電網、綠色能源消費和電力體系評價技術,表明該體系在節能降耗、資源節約和環境保護等方面具有高效、低碳、清潔、循環的綠色特性。隸屬于綠色電力體系概念范疇的低碳電力,聚焦碳減排這個主題,分析其實施路徑與實施過程中的難點,為“雙碳”目標的實現和企業的綠色低碳轉型提供新的研究思路。

關鍵詞:碳達峰;碳中和;綠色制造;綠色電力;節能減排;全生命周期評價;低碳經濟;碳足跡;

2020年9月,我國政府宣布中國將“采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和”。“雙碳”目標的提出彰顯了中國積極應對氣候變化、實現經濟高質量發展的決心,并將從多個維度對電力行業產生深刻影響。2020年11月,《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》中指出,要加快推動綠色低碳發展,“促進經濟社會發展全面綠色轉型”。2021年3月,中央財經委員會第九次會議強調,要把“雙碳”目標納入生態文明建設整體布局,構建以新能源為主體的新型電力系統。從能源行業視角來看,近期的系列政策皆突出體現了“綠色”發展這個主題。

國內外尚無關于“綠色”的準確概念或者權威定義。劉飛等認為,“綠色”是指工業生產活動對資源消耗、人體健康和生態環境的正面影響程度。“綠色”可具體到不同行業,如綠色建筑強調優化設計、節約資源、節能環保等,綠色農業關注資源環境承載力與生態保育,綠色綠地則注重綠地資源的環境修復和生態效益等。總體看,除經濟學、管理學之外,目前提到的“綠色”概念基本都屬于綠色制造的范疇,能源電力也被涵蓋其中。以2016年9月工信部頒布的《綠色制造工程實施指南(2016—2020年)》(以下簡稱《實施指南》)為標志,以高效、清潔、低碳、循環為特點的綠色制造體系逐步在國內推廣開來。

“雙碳”目標的確定,勢必會為能源電力行業的發展帶來新的挑戰,能源供給、能源消納、能源信息化、能源結構調整、新興能源技術利用等方面都需要做出新的調整和部署。而這種調整和部署,應該緊扣可持續環境收益這個主題,并將“雙碳”目標與綠色制造體系有機地聯系起來。

本文從“雙碳”目標的內涵解讀入手,明確未來碳減排方面的工作重點;分析綠色制造體系的主要框架,確定其核心構成要素,并以此為基礎對綠色電力的概念進行全新定位;按照“雙碳”目標的要求,提出構建綠色、低碳電力體系的設計思路;探討其實施路徑,為電力企業的綠色低碳轉型提供新的思路與方法。

1“雙碳”目標與綠色制造體系

1.1“雙碳”目標的內涵解讀

對于“雙碳”目標,國內外尚無權威、準確的定義。通常認為二氧化碳排放量在某段時間內達到峰值后,從維持平穩波動至開始下降的過程被稱作“碳達峰”;若二氧化碳排放量經負碳技術的應用而達到增減平衡,此平衡狀態可稱為“碳中和”。碳中和的概念可從碳減排和負碳技術應用2個層面進行理解。

從國家戰略視角看,碳減排是加強碳排放管控的頂層設計工作,為推動國內能源革命、實現國家能源安全提供保障;從政策實施視角看,碳減排工作是對相關法規、文件、標準、規范等進行完善,為降低全社會碳排放強度提供政策性指導;從源頭管控視角看,是將減排技術、管理技術、信息技術、裝備技術等進行有機融合,從而為相關科技的進步提供支撐;從市場建設視角看,要做好碳配額的分配與管理,強化以價格機制為導向的市場手段,激發資本市場參與碳減排的熱情;從負碳技術應用的視角看,需關注二氧化碳捕獲、利用和封存(CCUS)技術,以解決負碳技術高能耗、高成本的關鍵問題。

總體來看,“雙碳”目標的實現有賴于對行動路線圖的系統性規劃、對具體行動方案的專業性細分、對相關技術研究的針對性攻關以及對相關市場的傾斜性扶持等。

1.2 綠色制造體系的主要架構

綠色制造是一種在保證產品的功能、質量、成本的前提下,綜合考慮環境影響和資源效率的現代制造模式,通過開展技術創新及系統性優化,使產品在制造、設計、物流、使用、回收與再利用等全生命周期中,對環境影響最小、資源利用率最高、對人體健康與社會危害最小,并使企業經濟效益和社會效益協調優化。綠色制造體系是以全生命周期的跟蹤評價為特征,以節能、減碳、環保、生態設計、資源循環利用為主要特點的現代制造體系。

一般來說,綠色制造體系涵蓋的內容主要包括:綠色設計、綠色技術和工藝、綠色生產和管理、綠色供應鏈、綠色循環利用等內容。

(1)綠色設計。按照產品全生命周期綠色管理理念,加快開發具有無害化、節能、環保、低耗、高可靠性、長壽命、易回收特性的綠色產品。

(2)綠色技術和工藝。按照廠房集約化、原料無害化、生產潔凈化、廢物資源化、能源低碳化的原則創建綠色工廠。

(3)綠色生產和管理。以企業集聚化發展、產業生態鏈接、服務平臺建設為重點,優化工業用地布局,推進綠色工業園區建設;采取措施促進生產區域內/外企業間物質流、能量流和信息流的傳遞與交換,實現園區內/外的鏈接共生、資源共享、原料互供、信息互通。

(4)綠色供應鏈。以綠色供應鏈標準和生產者延伸責任為支撐,充分利用交通、電子、通信、機械等載體,帶動企業上下游商家在保證產品質量的同時,踐行環境保護責任,建立涵蓋生產、營銷、回收、物流等環節一體化的綠色供應鏈條。

(5)綠色循環利用。以水資源、生產設備、原材料、輔助生產材料和主副產品等為目標,對有關生產過程的資源浪費和廢棄物進行有效管控,結合工藝技術、信息技術與市場機制,促進全生命周期內資源的循環利用,并構建相應的管理體系。

按照《實施指南》的規定,上述5項內容是相互關聯、協同推進的,分別有明確的工作程序和評價標準。目前,我國正在深入實施綠色制造戰略,積極推動重點行業綠色改造升級和重點區域綠色化轉型,整體工業綠色高質量發展已取得積極成效。

1.3 綠色電力概念的新定位

目前,對于綠色電力的概念,國內外多數研究者都接受“以風電、光伏等為代表的可再生能源發電”的觀點,并以此為基礎開展與其實施機制相關的研究。隨著“雙碳”戰略目標的提出和綠色制造體系建設力度的逐步加大,有關綠色電力概念的內涵也應得到進一步深化。

(1)從減少碳排放的角度看,綠色電力的能源結構組成應以低碳排放的發電方式為主。例如,根據碳排放方法學的規定,相較于基準線情景,風電、光伏等可再生能源發電能夠產生一定的減排量,是未來實現“雙碳”目標的主要能源供給形式。

(2)從節能的角度看,綠色電力的能效管理方式應著重于節能技術和節能設備應用,并借助信息技術對能源的發、輸、配、送、用等過程的能源損耗進行有效管控。

(3)從環保的角度看,綠色電力應展現對環境污染物排放的源頭控制、對末端治理的技術和管理成果,彰顯能源生產和使用過程的環境績效。

(4)從生態設計的角度看,綠色電力的發展應體現電力建設和電力運行等環節對生態環境的保護,在保證施工和運維質量的同時,注重維護所在區域的生態平衡。

(5)從資源循環利用的角度看,綠色電力的發展應表現在生產資料的減量消耗、廢棄物的綜合利用、生產設備的延壽使用、全流程的綠色循環設計等方面,按照循環經濟理念的要求,促進能源電力企業的可持續發展。

另外,討論綠色電力概念時需借助全生命周期評價(LCA)技術,對能源生產、輸配、傳送和使用的全流程進行數據收集、質量評估和建模分析,將不同的環節進行有機關聯。

2 綠色電力體系

“雙碳”目標下,從綠色制造視角解讀的綠色電力體系,可從綠色電廠、綠色電網和綠色能源消費等3個方面進行分析,如圖1所示。

2.1 綠色電廠

目前尚無綠色電廠的權威定義和標準。前人的研究多集中于環保措施和綠色建筑技術。前者多聚焦在脫硫、脫硝、污水處理等方面;后者多關注綠色建筑技術的設計策略及其對人體健康的影響。這些研究對于綠色電廠的定位往往缺乏全面性。結合綠色制造體系,以火力發電廠為例,綠色電廠的建設可通過以下路徑得以實現。

(1)從節能視角看,應重視燃煤電廠熱動系統、環保系統的節能技術。例如,從提高能量轉化率的角度,重視熱能和燃料化學能品位的關系,加強對煤粉清潔、水煤漿潔凈等工藝過程的優化,持續對相關設備進行節能改造,兼顧強化燃燒與控制污染。另外,為實現集中供熱和提高余熱、余壓回收率,要加強對節能熱力學的研究,不斷提高大型煤電機組的能量利用效率;在實行機組靈活性改造的同時,要注意維持成本與收益之間的平衡,以提高企業在節能工作上的積極性。

(2)從污染物減排視角看,應著重加強燃煤電廠污染物源頭排放的技術管控。首先,要健全燃煤管理體系,從采購端強化質量控制,提高優質煤的使用效率;其次,要優化鍋爐等燃燒設備的技術設計,提高整體燃燒效率;最后,提高煙氣監測和分析水平,優化監測布點策略,從源頭解決監測數據失真問題。

(3)從污染物末端治理視角看,應繼續推進煤電企業污染物超低排放的技術改造。例如,企業可根據自身實際情況選擇適合的脫硫、脫硝、除塵技術對污染物進行環保處理,以滿足國家規定的技術要求;需加強對汞、氨、三氧化硫等非主流污染物去除技術的研發工作,全面提高燃煤電廠的環保質量;“雙碳”目標的提出,為CCUS技術發展提供了良好契機,未來應致力于有效的工程示范和技術成本的降低。

(4)從低碳視角看,綠色電廠的建設應側重于可再生能源的開發和利用。“雙碳”目標背景下,可再生能源發電的裝機量將會倍速增長,其消納問題也愈發受到重視。尤其在碳市場和電力交易市場機制逐步完善的背景下,非水可再生能源發電的大規模并網和高比例消納將有力推動煤電企業碳達峰的進程。另外,負碳技術的研發和應用也是煤電企業實現低碳發展的重要途徑。

(5)從生態設計視角看,綠色電廠的建設離不開與生態環境的協調發展。例如,光伏電站在施工建設期間可能會破壞表層土壤和植被群落分布,或對降水及近地面空氣湍流產生不良影響;在運維期間會產生噪聲、廢舊光伏電池組件、變壓器油泄漏等問題。針對這些問題,企業應預先做好項目生態規劃與設計,并定期開展對項目實施情況的生態評價。

(6)從資源循環利用視角看,煤電企業應秉持循環經濟發展理念,按照“資源節約→節能→減碳”的思路,構建以“資源→產品→廢棄物→再生資源”為路徑的循環利用模式。例如,對于燃煤電廠產生的粉煤灰、脫硫石膏、脫硝催化劑、廢舊布袋等廢棄物的循環利用就體現了這種設計思想。燃煤電廠的資源循環利用,關鍵是對現有廢棄物排放標準的嚴格執行和對企業循環經濟資源價值流的科學分析與評價。

總體來看,以綠色制造體系理念為基礎、以火力發電為例解析的綠色電廠概念,能夠反映“雙碳”目標的總體要求,可以為電力企業的綠色低碳轉型提供可行的實現路徑。

2.2 綠色電網

目前國內外尚無有關綠色電網的嚴格定義,相關研究多局限于節能、環保、智能電網等角度,對其概念的理解往往流于片面。以實現“雙碳”目標為背景,以綠色制造體系為基礎框架,對綠色電網的內涵可有如下解讀。

(1)從節能角度看,綠色電網的能損主要來自電能輸配過程的損耗。應采取多種措施降低輸配電過程中的線損,可對電網進行升壓改造、采用無功補償設備提高功率因數、提高計量裝置的準確性、實現配電變壓器低壓側互聯、對配電線路進行節能改造等。在“雙碳”目標背景下,對大規模可再生能源并網所產生能損方面的研究已漸成熱點。

(2)從減排和環保角度看,管控SF6的排放源頭、對SF6進行回收處理已成為綠色電網建設的重要任務之一。應采取措施加強對新投運、在運行和退運設備中SF6的管理,嚴格按照國家標準與行業規范,對含SF6的管理過程進行質量控制,并在氣體檢測、倉儲物流、數據處理、泄漏預警等方面提升管理水平,從源頭減少SF6的排放;另外,要重視SF6回收技術的研發,不斷提高回收效率及再利用率。

(3)從低碳角度看,綠色電網中的碳減排量主要來自減少SF6在電力設備中的使用量(如回收利用廢舊設備中的SF6)和提高電能輸配過程的節能量:前者的碳減排當量=減少的SF6使用量×SF6的全球變暖潛勢值(取《政府間氣候變化委員會(IPCC)第二次評估報告(1995)》確定的數值,23900);節能項目碳減排量=節能措施產生的節能量×區域電網排放因子(參照《2019年度減排項目中國區域電網基準線排放因子》)。

(4)從生態設計角度看,輸變電工程的設計和施工最能體現綠色電網的概念內涵。如何在滿足電網技術要求的前提下做到付出最少的資源和環境代價,是實現綠色施工要求的關鍵。例如,通過對直流輸電系統電磁環境和噪聲控制方面的研究,掌握各電磁環境因子隨氣候環境的變化規律,從而合理設計施工細節。另外,要考察電網建設中綠色施工的成效,需要進行施工期間和范圍內的生態環境綜合評價,通過建立環境評價指標體系,判定影響綠色施工成效的關鍵要素,從而為技術和管理改進提供指導。

(5)從資源循環利用角度看,綠色電網建設的思路與綠色電廠的類似,都是按照“資源節約→節能→減碳”的路線來闡釋“綠色”的內涵。與變電、配電、輸電等過程相關的線路用材料,以及變壓、檢測、傳感、定位、通信和保護等工作使用的設備,都存在資源節約和循環利用的潛力。有必要按照循環經濟的發展要求,逐步完善相關的行業規范、產品標準和管理制度,采取獎懲措施,加強企業內部資源管理的力度。還可考慮引入市場機制,嘗試以市場的力量提高電網企業資源循環利用水平。

以上既是關于綠色電網概念內涵的解析,也是建設綠色電網的基本路徑。

2.3 綠色能源消費

能源消費是能源產業的末端環節,也是能源生產的最終承載點,有關綠色能源消費的研究目前尚不多見。根據綠色制造體系的基本框架,對綠色能源消費概念的解讀如下。

(1)從節能角度考慮,綠色能源消費體現在需求側的響應和管理方面,包括負荷預測、客戶端需求分析、負荷優化調度、負荷控制管理、用電計量管理、用能/節能指導等。尤其是與“雙碳”目標較為契合的新能源電力系統需求側響應技術,近來開始受到較多的關注。對新能源電力系統中的需求側響應問題,可以“網側線損→用戶側節能量→用戶側減碳量”為主線,追蹤碳排放流的演化足跡,這對于實現系統的源-荷互動、協同增效具有十分重要的意義。

(2)從減排和環保角度考慮,綠色能源消費應側重于對負荷側用能所產生的污染源的治理。例如,對于工業用戶,在用能過程中因電氣設備消耗、折舊而產生的固廢,用電過程中產生的臭氧、氮氧化物等空氣污染,用電過程產生的光污染、電磁輻射污染和噪聲污染等,都可能對人體健康產生影響。目前,電力行業對于職業健康安全管理體系(OHSMS)的認知多集中于電力建設與施工環節,對于負荷側用能產生的環境污染問題則關注較少,未來應在此方向投入更多的研發力量。

(3)從低碳角度考慮,綠色能源消費的落腳點應該在碳普惠機制(PHCER)。碳普惠機制是促進公眾和企業主動踐行低碳節能、參與綠色發展的一項激勵機制,其運作方式是依托碳普惠平臺,與公共機構數據對接,對公眾(企業)低碳行為所產生的減碳量進行量化和管理。現階段碳普惠機制推廣的重點在公眾的低碳、節能行為的激勵方面,這是與“雙碳”目標的要求相一致的。

(4)從生態設計角度考慮,綠色能源消費與國家對于生態保護的要求密切相關。例如,用戶側的用冷/熱/電過程應減少對水資源帶來污染,戶用光伏安裝和運行階段應減少對植被資源產生破壞,用能設施的安裝和使用過程應減少影響生物資源的棲息活動等。能源消費活動應置于生態環境保護的監管之下,致力于維持區域內的生態平衡。

(5)從資源循環角度考慮,綠色能源消費應把相關廢棄物的綜合利用作為工作重點。例如,公眾可通過垃圾分類將與用能有關的廢棄物進行歸類收集,管理部門可根據這些廢棄物的種類與功用進行分揀,對其中有利用價值的資源進行回收或再利用。能源消費側的資源循環利用可減輕環保工作的壓力,降低附加在用能設施上的生產能耗,從而在一定程度上減少碳排放。現階段,對能源消費側的關注遠少于供應側,這是未來需要改進的地方。

2.4 相關評價體系和技術

2.4.1 LCA技術

LCA技術是一種可量化的系統分析方法,這種方法處理的對象是因資源消耗和污染物排放而造成的潛在環境影響。LCA的應用過程大致是:確定評價的目的、范圍和指標,建立多層次、動態清單和數據庫,運用多種方法和工具進行清單分析與影響評價,對評價結果進行解釋和改進。其中,清單分析與影響評價是較為關鍵的環節,往往根據專門的系列標準,借助系統化軟件來完成,為生產者的決策提供借鑒。常用的軟件包括荷蘭的Simapro7、日本的AIST-LCA Ver.4、德國的Ga Bi 4.3、法國的TEAM4.5、美國的BEES 3.0d和中國的“生命周期評價工具”等。LCA技術是綠色電力概念的重要組成部分,也是綠色電力體系評價的基礎。

2.4.2 綠色電力體系評價

國內有關綠色電力的評價研究相對較少,現有報道一般關注能源消耗、資源消耗和環境效應,涉及低碳的內容較少。“雙碳”目標背景下,綠色電力體系的評價應該按照LCA技術的流程和方法,以“低碳”為核心,結合節能、減排、環保、生態設計、資源循環利用等綠色制造體系概念所覆蓋的關鍵要素,對研究范圍內綠色電力的實施情況進行系統性評價和分析。同時,運用信息化技術,建立多層次、動態化評價系統,對LCA的評價結果進行持續的跟進和管理,及時制定有效改進方案,不斷提高評價體系的可及性和現實指導性。

3 低碳電力體系

“雙碳”目標的本質是在追求高質量經濟發展的道路上,實現社會、經濟的發展與碳排放逐漸“脫鉤”。在此理念下,隨著綠色制造體系向工業領域各層面的深層次推進,適時構建和發展低碳制造體系正是題中應有之意。低碳制造體系下,電力行業的發展也應聚焦“碳減排”這個主題,低碳電力概念的解讀與實現途徑如圖2所示。

3.1 低碳電力的概念解讀

綠色制造的概念及其體系建設已經持續多年,但低碳制造理念的形成尚在起步階段。在“雙碳”目標的背景下,重視和推廣低碳制造體系有重要的現實意義。低碳制造考慮資源及環境效率的基本思想,本質上屬于綠色制造的范疇,但低碳制造突出了以碳減排量化為主線的特征,強調對全生命周期的碳減排與控制過程。另外,要構建低碳電力體系,也離不開信息系統支撐和市場機制的作用。

圖2中展示了圍繞碳減排這個核心理念,綠色制造體系的不同結構單元如何實現低碳電力的途徑與方法。這些結構單元主要包括低碳產品設計、低碳生產工藝、低碳工業園區、低碳供應鏈、低碳循環利用和全生命周期碳足跡分析等。

3.2 低碳電力的實現途徑

3.2.1 低碳制造體系下的電力行業碳減排

(1)從低碳產品設計角度看,電力行業碳減排的重點應該是可再生能源的消納。“雙碳”目標背景下,可再生能源未來必定會迎來倍速發展,但不同區域資源稟賦與負荷分布的差異,必然會成為消納可再生能源、實現“雙碳”目標的瓶頸,至少在局部時空內會如此。目前,消納的主體依然為大電網,但隨著分布式可再生能源的快速發展,消納也必然趨向多元化,而且大電網本身在接入大規模風電上也存在很多技術問題。因此,未來須依靠新興科技的成果,不斷發展和創新各種消納技術;同時,積極構建促進可再生能源消納的市場機制與商業模式,激發資本市場的參與熱情,借助市場力量實現“就地消納”。實現可再生能源的多元化與互補性消納,實質上就是提升低碳能源的占比,也是能源行業低碳產品輸出的具體體現。

(2)從低碳工藝角度看,電力行業碳減排的重點應該是節能工作。按照碳排放方法學的規定,所有有關節能量的核算最終都能被計算或折算為減碳量,這種“節能就是減碳”的理念,是電力行業加強低碳工藝改進的基礎和動力。從電能供應的全周期看,電力行業的能損主要來自電力輸配、生產以及負荷側用能的損耗,而這些能損也都是與具體的工藝技術相關聯的。未來,須繼續提高對節能技術與裝備的研發投入,完善與節能相關的市場體系,以獎懲方式提高政策扶持與監管的力度,協同促進電力行業節能工作的開展。

(3)從低碳工業園區角度看,電力行業碳減排的重點應該是提高能源利用效率。對于電力行業而言,園區是承載能源供給與信息交換的基礎單元,其低碳路徑的選擇對“雙碳”目標的實現十分重要。近年來有關低碳園區的研究開始受到重視,例如關注污染物減排的降碳路線、溫室氣體的排放核算、低碳商業模式等。但對園區能源利用效率的研究則較少。綜合能源服務能夠降低企業的終端用電成本,是提高能源利用效率的途徑之一。未來可從拓展分布式光伏應用、發展建筑節能、推動熱電聯產、加強電力信息化建設、積極布局數據中心(IDC)等方面入手,不斷推進園區能源系統的數字化轉型,發揮各種能源的協同效應,共同促進園區能源利用效率的提高。

(4)從低碳供應鏈角度看,電力行業碳減排的重點應該是落實生產者責任延伸(EPR)原則。對于發電側和網側的企業,為用戶提供能源服務只是履行了生產者的部分責任,與生產過程相連接的上/下游服務是其責任延伸的內容,這與綠色制造體系LCA的思想相一致。園區能源系統的供應鏈構成就屬于EPR原則討論的范疇。

低碳供應鏈的建立與低碳設計、采購、制造、營銷、物流、消費和回收再利用等7個環節密切相關,在這些環節中要體現環境特性、生態設計和節能降耗的要求,體現能源“生產者”對原材料供應商、產品分銷商和用戶行為的低碳化約束。對各方行為的低碳化約束可通過合同、協議或聲明的方式進行,必要時為了維護企業信譽、承擔社會責任,可犧牲部分利潤。

(5)從低碳循環利用的角度看,電力行業碳減排的重點也是落實EPR原則。例如,對余熱/余壓的回收體現了節能責任;對廢棄物的再利用體現了環保責任;對二氧化碳的捕集與轉化體現了低碳責任等。要落實生產者責任,應重點從廢棄物/廢能排放源頭的控制、園區環境/節能信息的披露、資源的回收再利用等3個方面開展工作。落實生產者責任、減少園區碳排放量,是實現園區低碳循環利用的最終目標。

(6)從全生命周期碳足跡的分析角度看,電力行業碳減排的重點應該是園區碳足跡的核算與評價。目前,有關碳足跡的核算與應用主要集中在行業分析、區域分析、生產單元過程分析等方面,以工業園區為研究對象的相對較少。

可參照產品碳足跡(PCF)的計算過程,根據ISO 14067國際標準要求,按照LCA技術確定計量邊界,對園區碳足跡進行核算與評價:將園區能源供給過程分為原材料采購(煤炭、天然氣)、能源生產(熱電聯產)、產品銷售(能源輸配和電力市場)和產品報廢(廢能、廢棄物)4個階段;進而分析這4個階段與碳排放相關的單元過程,計算PCF;然后校核原始數據,并運用數學工具對計算結果進行檢驗;對最終結果做出評價。

以上就是低碳制造體系框架下,電力行業碳減排過程的主要實現路徑。需要指出的是,上述路徑分析只是一種宏觀性的闡述,對于主體能源形式存在差異的不同工業園區,其碳減排的實現路徑也會有所不同。

3.2.2 多交易市場機制

目前,國內存在的一些與能源相關的市場基本處于相對孤立的狀態,相互間的關聯并不緊密,缺乏一個核心的機制將其有機關聯起來。這些交易市場包括:電力市場交易、綠證交易、碳交易、排污權交易、用能權交易和節能量交易等。

對于低碳電力體系,可考慮以“減碳量”為核心,將不同類型的交易市場連接起來:例如,碳市場可通過自愿減排機制(CCER)計算減碳量,將電力市場交易的綠電發電量、綠證市場上的綠電量、節能量交易所獲的項目節能量折算成減碳量;通過用能權市場交易的用能指標,在特定場景下可折算為節能量,進而可計算為減碳量;通過排污權市場所獲排污權配額可折算成為處理相應當量的污染物而消耗的節能量,進而可計算減碳量。利用多交易市場的聯動機制進行減碳,可以突破各市場之間原有壁壘,有利于促進未來統一“碳中和”大市場的構建。

3.2.3 信息系統支撐

新興信息技術賦能電力行業,可幫助企業實現信息化、智能化、數字化的運營管理。低碳電力體系的建立離不開信息技術的支撐。以電網為例,實施數字化轉型戰略不僅可降低輸配電投入、優化用戶服務體驗、促進新能源消納,而且能消減負荷,顯著提高能源利用效率。

未來有必要在推進電力工業互聯網的應用、加強電力生產的網絡化/智能化、提高新能源管理及服務水平、提升能源生產效率和供給效率,促進電力行業的數字貫通和價值整合等方面投入更多關注,以電力企業的數字化轉型帶動低碳化轉型,最終推動“雙碳”目標在能源電力領域的盡早實現。

以上就是“雙碳”目標背景下,低碳電力發展的路徑分析。本質上講,低碳電力歸屬于綠色電力的概念范疇,只不過前者在內涵上更聚焦一些,也更貼近“雙碳”目標的要求。

3.3 有關“雙碳”目標的幾點思考

3.3.1 概念的統一問題

目前,國內外對于“雙碳”目標尚無統一、嚴格的定義。政府、企業、媒體和公眾因其視角不同,對“雙碳”目標概念的理解也有所不同,這就為未來的實踐工作帶來障礙。例如,需要確定可再生能源的裝機比例和裝置實際運行比例(時間),何為碳達峰目標完成的標志。如果不考慮負荷側及并網條件,單純為“達峰”而達峰,未來難免會出現大規模棄風、棄光的情形。

3.3.2 突破企業間壁壘問題

在某一區域內,不同業主投資的分布式光伏發電項目有可能出現并存的情況。這些發電項目經由自愿減排機制或碳普惠機制產生減碳量,若因減碳量較小而不適于進入碳交易市場(成本問題)會出現減碳量閑置的情況。如果能夠突破企業間壁壘,組建股份合作制的區域性碳資產管理公司對小型分布式光伏項目的減碳量進行統一核算、委托認證和管理,進而作為一個整體進入碳交易市場,則可使得諸多業主都能獲得光伏項目增值的機會,從而激發更多投資商(包括產/耗用戶)參與可再生能源發電項目的熱情。

3.3.3 其他問題

要在預定期限內實現“雙碳”目標,尚有許多問題值得探討。例如,可再生能源大規模并網問題關系到新型電力系統的構建;儲能產業成本的控制及安全性問題與可再生能源的消納密切相關;大規模綠電制氫項目的應用涉及到產業的戰略性西遷,周期長、難度大;與能源電力相關的技術標準嚴重滯后問題,直接影響到“雙碳”目標的實現;國產化電力信息系統開發與能源安全緊密相連;公眾低碳行為的量化與激勵,也是實現“雙碳”戰略目標的重要途徑。這些亟待解決的問題,也是發展綠色電力與低碳電力必須要面對的挑戰。

4 結束語

“雙碳”目標的提出給電力行業的發展帶來深刻影響,并將促使其向綠色低碳轉型。按照綠色制造體系的思路框架,詮釋有關綠色電力與低碳電力的概念,并闡述兩者的實施路徑,為未來“雙碳”目標的實現提供新的思路與方法。

作者簡介:趙國濤(1972—),男,山東青州人,高級工程師,工學博士,從事分布式能源及微電網產品與技術研發工作(E-mail:lenlen22@163.com)。;錢國明(1973—),男,江蘇南通人,正高級工程師,工學碩士,從事電力系統自動化相關技術的研發與管理工作(E-mail:guoming-qian@sac-china.com)。;王盛(1982—),男,江蘇鹽城人,工程師,從事電力系統自動化相關技術的研發與管理工作(E-mail:sheng-wang@sac-china.com)。


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