《电力转型发展是能源革命的关键》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: tracyludong
  • 发布时间:2017-03-31
  • 进入新世纪以来,一场能源革命的浪潮在世界范围掀起。这场能源革命的目标是实现从高碳能源向低碳能源转型,在满足不断增长的能源需求、保障能源供给的同时,解决好人类面临的环境污染、气候变化等问题。电力作为一种由一次能源转化而来的二次能源,具有便捷、清洁等特征,成为应用最为广泛的能源。但是,电力生产消耗了大量的化石能源和水资源,排放了大量的粉尘、二氧化硫、氮氧化物等大气污染物。因此,如何实现电力的转型与绿色发展,就成为当今能源革命的关键。

      我国是世界电力生产和消费大国,发电装机与发电量稳居世界第一位。作为一个以煤炭为基础能源的国家,2015年我国煤炭消费量为39.65亿吨,占世界煤炭总消费量的50%。其中,发电用煤18.39亿吨,占我国煤炭总消费量的46.4%。多年以来,我国电力工业通过技术升级推进燃煤发电节能减排,取得了明显成效。同时,我国新能源发电发展迅速,并网风电、太阳能发电装机在2015年底均居世界第一位。但也要认识到,实现电力转型发展是一个十分艰巨的过程。随着风能、太阳能发电比例的上升,出现了传统电力系统不适应大规模具有间歇性、波动性的新能源电力接入等问题,新能源电力难以有效消纳,电力系统安全稳定运行风险加大。解决这些问题,需要运用系统思维,把电力系统作为一个整体,构建发电供给侧、电网输配侧、用户消费侧的协同机制,多措并举破除技术和体制机制方面的障碍,推动电力行业转型升级。

    在发电供给侧加强电网友好型发电技术研究。新能源电力占比越高,给电力系统带来的影响就越大。实现电力系统供需平衡和安全稳定运行,需要发电供给侧提高响应电网调度的能力和灵活性。一方面,发展电网友好型新能源发电技术,提升功率输出的平稳性和可调度性。另一方面,发挥传统电源特别是火力发电的可调度性优势,平抑新能源电力的波动性与间歇性。未来很长一段时间,我国仍将处于传统化石能源和新能源并存的时代,以煤电为主的电源结构不会有大的改变。燃煤火力发电通过灵活性改造可以进一步提升快速、深度调峰能力,以适应大规模新能源电力消纳需要。另外,可以加大抽水蓄能电站建设力度,发展新型大容量储能技术,规划建设区域性多能源协同利用的虚拟发电厂,实现新能源与传统能源协同利用。发展智能发电技术,提高火电、水电、核电、新能源发电智能化运行控制水平。

      在电网输配侧加强电网基础设施建设,优化电网结构,增强资源配置能力。我国能源中心与负荷中心呈现明显逆向分布,需要在统筹送、受端需求、结构、能力的基础上,加大特高压输电通道建设,提高电网输送能力。还应进一步探索大电网之间的柔性互联,加强区域内省间电网互济能力,提高电网运行效率,确保电力系统安全稳定运行和电力可靠供应。同时,着力推动装备提升与科技创新,全面提高电力系统智能化水平,实现能源生产和消费综合调配,提高电网接纳和优化配置多种能源的能力;构建“互联网+”电力运营模式,全面推广智能调度控制系统,开展智能电网支撑智慧城市创新示范区建设。   

    在用户消费侧努力实现电网友好型智能用电。电力系统中存在大量可与电网友好合作的可调整负荷(如制冷、供热等)和可平移负荷(如洗衣机、消毒柜等),目前这些资源还没有得到充分利用。如果将这部分可平移负荷最大限度地平移到电网用电低谷,就可以大大降低用电高峰压力和电网安全运行风险,消纳更多新能源电力。同时,应不断提高电能在终端能源消费中的比重,减少化石能源直接消费的比重(如减少散煤燃烧、燃油汽车等),努力形成绿色产能、绿色用能的能源生产、供给和消费格局。

相关报告
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    • 编译者:欧冬智
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    • 联合国召集的专家小组发布了关于如何在能源转型矿产获取过程中确保人权、正义和公平的指南。该报告《关键矿产推动能源转型的公平和正义指南》提出了一系列建议,旨在促进可持续发展、尊重人权和保护环境,尤其针对资源丰富的发展中国家。联合国秘书长古特雷斯强调,预计到2030年对关键矿产的需求将增长三倍,报告为推动可再生能源革命指明道路。建议包括设立高级别专家咨询小组、建立透明的矿产价值链制度、赋权给手工和小规模采矿者等。此外,联合国将继续在推动这些建议实施方面发挥关键作用,并计划在COP29会议前进行宣传推广。
  • 《MITEI:发展核能是应对气候和能源双重挑战的关键手段》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-01-03
    • 9月3日,麻省理工学院能源倡议(MITEI)发布了《碳约束世界中核能的未来》报告 指出,核能是一种低排放、高效率的清洁能源,核能安全、高效的开发和利用不仅有利于应对全球气候变化问题,还能够解决日益严峻的能源需求挑战,保障能源安全。因此,在未来的低碳社会中,核能将与其他低碳能源技术一样发挥至关重要的作用。然而,当前由于众多国家对核能的投资减弱,导致全球核能发展处于停滞的状态,为此报告强调要制定相关的政策和措施以刺激更多的投资,加大核能的发展力度,以充分发挥核能促进低碳社会构建的潜能。报告关键要点如下: 1、成本高昂导致全球核能发展停滞不前 当前许多发达国家核能投资已经停滞,核能目前仅占全球一次能源生产的5%。出现这一问题的根本原因是成本。近几十年来,其他发电技术成本持续降低,而新建核电站成本过于高昂。 2、核能将在全球深度脱碳中发挥关键作用,将核能纳入低碳发电技术组合中有利于降低脱碳成本 电力部门的深度脱碳是全球能源低碳转型的重点发展领域,虽然可以采用多种低碳能源技术组合来实现低碳或零碳发电,但研究显示将核能纳入到低碳发电技术组合的成本更低,且总成本随核能成本下降而降低(图1)。 图1 不同碳排放限制(gCO2/kWhe)下美国新英格兰地区和中国天津-北京-唐山(TBT)地区的平均系统电力成本(左图,美元/兆瓦)和核电装机容量(右图,峰值需求百分比) 注:2050年各可用技术的三种组合情景:(a)无核能;(b)包含核能,以名义隔夜资本成本计算(新英格兰地区为5500美元/kWe,TBT为2800美元/kWe);(c)包含核能,以改善隔夜资本成本计算(新英格兰地区为4100美元/kWe,TBT为2100美元/kWe) 3、减少核电站建设成本的主要措施建议 •重视利用经过验证的项目/施工管理实践经验,以提高新核电厂的执行和交付成功率。最近美国和欧洲的核电基础设施项目的经验表明,由于缺乏项目的管理和经验导致很多建设项目无法在预定的时间和预算范围内完成交付。因此,需采取如下措施:(1)施工前要先整理出详细项目设计方案;(2)使用经过验证的供应链和熟练劳动力;(3)在设计过程的早期阶段将制造商和建造商纳入设计团队,以确保工厂系统、结构和部件的设计符合相关标准;(4)需任命一名在管理多个独立分包商方面具有成熟专业知识的主要项目经理;(5)合同结构能够确保所有承包商对项目拥有既得利益;(6)创造灵活的监管环境以便及时应对设计和施工中可能出现的意外变化。 •从高度依赖于场地的复杂现场建设转向标准化工厂制造。设定标准化的核电站建造流程可大幅降低资本成本和缩短新核电厂建设进度。美国和欧洲的核电厂建设效率一直很低,应扩大在工厂的生产,利用制造业的更高生产率以制造复杂的系统、结构和组件。使用一系列交叉技术,包括模块化工厂预制和现场模块化组装建设、先进的混凝土解决方案(例如钢板复合材料、高强度钢筋、超高性能混凝土等)、地震隔离技术和先进的电厂布局技术等,可降低核电厂的建设成本和缩减建设进度。对于不太复杂的系统、结构和部件或在建设效率较高的地方(如亚洲),则可选择传统方法。应将以上建议用于所有反应堆概念和设计中,包括第三代轻水堆、小型模块化反应堆(SMR)和第四代反应堆等,通过设计标准化和建筑方法的创新,可使核电在成本上具备与其他发电技术相当的价格竞争力。 4、针对核能安全问题的措施建议 •反应堆的固有和被动安全功能设计。开发具有高化学和物理稳定性、高热容、负反应性反馈和高裂变产物保留率的核材料,以及非能动安全系统。一些第三代轻水堆已经采用了此类设计,并已用于中国、俄罗斯和美国的新建核电站中。被动安全设计可以降低发生严重事故的几率,并在发生事故时减轻场外后果。此类设计使新核电站更易获得许可,并加速其在发达国家和发展中国家的部署。基于轻水反应堆的小型模块化反应堆(如美国NuScale核电公司的小型模块化反应堆)和成熟的第四代反应堆(如高温气冷反应堆、钠冷快堆等)等先进反应堆也具有这些特征,可以用于商业部署。此外,对美国和国际监管环境的评估表明,目前的监管体系足够灵活,可以接受这些先进反应堆设计,对现行监管框架的修改可提高许可审查的效率和效力。 为了充分利用核能提供的经济机会和低碳潜力,政府的作用至关重要,报告最后针对如何更好的发展核能为决策者提出了战略性建议: •脱碳政策应创造一个公平竞争环境,使所有低碳发电技术能够凭借其自身优势进行良性竞争。取消核能的政策阻碍了对核技术的投资,这可能会增加脱碳成本并减缓气候目标实现的进程。将二氧化碳排放成本计入电价可以更公平地认识到所有气候友好型能源技术的价值,现有和新建核电站都将从中受益。 •政府应建立反应堆试点,以进行针对监管许可的测试和运营。这些试点应支持企业进行新型反应堆原型测试,政府应提供适当的监督和支持,包括安全协议、基础设施、环境审批和燃料循环服务,并直接参与所有测试。 •各国政府应从四个方面围绕先进反应堆设计、原型堆测试和商业部署建立资助计划:(1)分担监管许可费用的资金;(2)分担研发费用的资金;(3)为实现具体技术的里程碑式进展提供资金;(4)为核电企业提供专有的信贷资金以奖励企业在核电技术创新和成功示范。