电网脱碳已箭在弦上,朝那些“靶心”射击才能完成减碳目标?

电力大力士 2022-11-03
2682 字丨阅读本文需 7 分钟

10月27日,全国碳排放监测服务平台建设协调推进会在线上召开。新疆生产建设兵团电力集团公司作为全国第四家大型电网企业,首次在全国范围内与其他大型电网企业合作建设数字化平台。

在国家发改委碳达峰碳中和工作领导小组的见证下,国家电网、南方电网、内蒙古电力、新疆生产建设兵团电力四家电网企业共同签订了《全国碳排放监测服务平合建设合作协议》(以下简称《协议》),就协同推进全国碳排放监测服务平台研发、部署、推广实施及应用达成一致,以最终实现碳排放数据监测成体系覆盖至全国范围。

国家发改委环资司副司长赵鹏高表示,《协议》的签订标志着全国碳排放监测服务平台试点建设工作迈出了坚实的一步,是推动国家“双碳”目标落地的重要举措,也是国家能耗指标考核体系向碳排放指标考核转变的重要基础性工作。通过全国碳排放数据监测、考核及成果开发利用,可有效加快全社会用能向低碳可再生能源电力转变,降低碳基能源消耗,促进“双碳”各项工作实施。

“此次《协议》签订,是新疆生产建设兵团电力集团公司成立后首次在全国范围内与其他大型电网企业合作建设数字化平台。该平台的建设及后续开发应用,对兵团落实碳达峰碳中和目标具有重要意义,可有效借鉴先进电网企业监测平台建设经验,促进兵团碳排放总量精准监测,指导兵团参与碳市场交易和碳产品开发利用,切实促进兵团能耗指标循序下降。”新疆生产建设兵团电力集团公司党委书记、董事长李燕青表示。

数字化助力电力系统跑出脱碳“加速度”

数字化是能源系统转型的重要手段。卞华舵告诉《财经》记者,数字化是驱动未来能源可持续发展的重要动力,只有更数字化,才能更低碳化。

清华大学能源互联网创新研究院副院长高峰表示,数字化转型是能源互联网的核心抓手。例如把海量的分布式储能通过数字化手段形成一个虚拟的大型能源调节中心,进而助力可再生能源的高比例接入和使用,来实现清洁、低碳的目的。

对于能源企业来说,基于数字化技术,能够实现对能源的合理规划和控制以及管理的可视化,真正做到生产、供电、供水、供气、供热等设施运转状态的全链条实时监控,为能源规划和控制提供可靠的数据依据,提高业务效率、节约管理成本,提升能源使用效率与节能增效水平。

卞华舵表示,对于电力能源系统来说,数字化将助力打造主动化和自动化程度更高的电网,助力接入更多的可再生能源,让整个电力系统更加低碳。“例如,可再生能源具有不稳定性、碎片化的特点,会对电能质量和系统可靠性产生负面影响。借助数字化技术,可妥善管理可再生能源提供巨大帮助。”

卞华舵告诉《财经》记者,科技创新是电力系统以及整个能源系统实现转型的关键。目前,能源系统在能源转换、能源利用效率方面还存在较大短板,新能源产业中关键零部件及核心技术对外依存度较高,自主创新能力不足,与能源产业转型升级的要求不适应。

脱碳之路的关键节点

日常生活中,有无处不在的电源插头,插上电源线拨动开关,空调、冰箱、电脑等电器就开始运转;在工厂中,自动化的机器运转也离不开电力的支持,小小的开关背后,是庞大精密复杂的电力系统。

电力行业背后的电力系统,由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。电力行业的脱碳之路主要也是围绕着这些关键的环节展开。

1.在发电环节,火力发电是主要的电力来源。据国家统计局数据显示,以燃煤发电为主的火力发电量,占全国发电量比例为71.19%。其次是水力发电,占比达到16.37%,然后是风力发电、核能。最后是太阳能发电,比重仅为1.92%。存量的火力发电行业中,运用各类净煤技术来改造火力发电的燃烧效率减少碳排,比如运用AI离线强化学习技术,用数据驱动优化火电厂燃烧系统环节,通过AI技术对火力发电机组的燃烧过程控制优化提升机组燃烧的效率。

除了火电能源供应外,风电、光伏发电规模不断增加。西南地区水力资源丰富,大型水电基地建设正在有序推进。西北则以风力发电、光伏发电为主。如光伏发电,国家能源局数据显示,截至 2021 年,国内光伏累计装机规模达 305.99GW, 同比增长 21.86%,太阳能发电在全部电源装机规模中占比为 12.90%,2021年国内新增光伏装机规模 54.88GW,2016-2021 年期间,国内光伏装机规模的年复合增长率为 32.31%,呈快速增长态势。

2.在变电环节,变电站被誉为电力系统的神经中枢,起变换、分配、控制、监测电能等作用。变电站在工作阶段也会消耗电能,据估计,我国变压器的总损耗占发电量的10%左右。这部分的碳排也不可忽视。变电站会嵌入一些智能设备来感知控制设备运行的状态,科学的优化运营策略,提升变电站整体的能效水平,促进节能减排。

3.在输电配电等环节,依赖电网的调度系统,保持发电与负荷的系统平衡。通过建设先进智能配电网,提高资源优化配置能力。智能电网推进已经近十年,各环节的自动化水平已经占据前列,数字化智能化技术与措施正在推进,以推动源网荷高效协同提高系统调节能力,提升电力需求侧响应水平。

当然,在这些路径外也有补充的措施,比如解决电网并网过程中间歇性、波动大的安全隐患措施,包含各类的物理、化学储能方式,如抽水蓄能、压缩空气、电池储能等储能技术,以解决清洁能源并网使用的困境,促进低碳清洁发电技术广泛应用与智能电网技术迭代升级。

数字技术在电力行业的脱碳道路中,与传统的电力电子技术相结合,通过智能化的协调或优化各环节,以驱动电力行业的碳排之路加速实现碳中和。电力行业的数字化转型,典型应用是在新型的电网系统中。

如何实现科学减碳?

南方电网能源发展研究院研究员万正东认为,随着电力工程建设投资规模不断增大,电力工程建设过程的减碳价值也逐步提高,亟需进一步加大电力工程建设领域低碳治理与减碳价值分析,科学建立电力工程建设减碳管理分析体系、决策体系、监测体系与评估体系,发挥电力工程建设减碳的重要价值。

未来,如何助力实现电力工程建设减碳管理科学发展?万正东提出了三点建议:

一是要加强减碳计量体系构建。结合经典“碳计量”分析理念与分析方法,构建覆盖电力工程建设以及其他环节的全业务链条“碳计量”分析体系。一方面,应充分体现电网对发电侧可再生能源消纳的贡献,以及对用电侧电能替代的引导效果,合理划分电力碳资产的核算边界;另一方面,基于可再生能源装机容量的实际情况,在政府部门的统一部署下,测算电网平均碳排放因子,以便为各地方政府制定更加科学的碳减排规划提供依据。

二是要构建电力工程要素碳监测与追踪平台。碳排放核算是一项系统工程,基础在于准确掌握系统实时的碳排放数据,因此需通过大数据、云计算、物联网、人工智能等数字技术赋能,对风、光、水、火、气等不同能源发电、输电、用电全环节的碳排放数据精准进行监测与追踪,以实现对电力工程建设所涉及各要素的碳排放趋势的预测、碳达峰路径的评估。

三是要完善电力工程要素碳排放强度等数据发布机制。随着电力工程要素碳排放强度数据的应用情景迅速增多,该数据发布滞后不利于工程建设减排和绿电消费。相关电力企业应积极尝试建立电力工程要素碳排放强度实时数据的计算发布平台,探索建立不同区域级别(区域级、省级、市级)的月度碳排放强度等数据,在平台上定期发布,以供决策中参考或社会各界研究。

文章来源: 大势看财经,钛媒体APP,人民网,世纪新能源网

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