低碳电力技术创新体系构建

摘要：气候变暖对我国低碳经济的发展提出了迫切的要求，而电力行业的碳排放在我国碳排放的结构中占有较大比例，因此，加强低碳电力技术创新，有助于减少我国的碳排放量，有益于我国国民经济及环境保护。本文介绍了低碳电力技术的构成，对低碳电力技术创新体系的构建进行了深入研究，希望能够促进我国低碳电力的发展。

关键词：低碳电力；电力技术；创新体系；构建

一、引言

目前，全球气候变暖是人类社会面临的重大挑战之一。联合国给出的全球气象报告中指出，气候变化所导致的总代价将会引起全世界GDP损失在5%左右。而在引起全球气候变暖的众多因素之中，人类活动所排放的温室气体的不断增加是最主要的原因，而在这些问题气体中，的作用达到77%，由此可见，减少的排放，对于控制温室效应、减缓全球变暖具有至关重要的作用。我国是全球碳排放量最大的国家之一，实施低碳经济的发展战略，是未来我国国民经济发展的必经之路，而就目前我国碳排放的结构来看，主要来源是能源部门，电力企业的排放量就十分惊人，因此，加强低碳电力技术创新，有助于减少的排放量，对于我国国民经济的发展、对整个环境的保护都具有重大的意义。

二、低碳电力技术的构成

（一）高效洁净的发电技术

采用高效洁净的发电技术，有助于电力企业提升其发电效率，降低污染物排放量，例如超临界发电技术、天然气联合循环技术、整体煤气化联合循环技术、地热联产发电技术等等。

（二）可再生发电技术

利用自然界中不断再生并且有一定规律的得到补充或重复利用的能源来发电，这些所利用的能源一般具有自我复原及持续利用的特性。目前，已被发现且被用来发电的常见的可再生能源，有太阳能、风能、地热能、潮汐能等等，但是，由于这些能源受环境因素的影响较大，一直没有进行大力推广，因而加大对这些能源的开发和利用的研究尤其重要。

（三）碳捕集、利用、封存技术

该技术能够将工业与能源生产企业在生产过程中所排放的碳进行有效分离，然后通过碳储存手段，把其输送并封存到海底或地下，进而有效减少对大气的污染。

（四）高效储能技术

将太阳能、风能发电和储能装置相结合，能够有效解决并网问题。目前，较为成熟的储能技术主要是抽水蓄能电站，由于常常会受到自然条件的约束，难以大规模的发展。而有望进行大规模实际应用的主要包括超导储能、蓄电池、超级电容器储能、氢储能等等。近些年来，大容量、大功率、长寿命的蓄电池技术取得了飞速的发展，例如钒电池的充放电状态切换只需0.02s，响应速度为1ms。目前正进行商业化运行的钒电池，功率已经高达6MW，能够很好地配合新能源来发电。在新能源分布式利用的背景之下，还可以和蓄热、蓄冷技术相结合。

（五）高效用能技术

该技术是指通过用户能效分析管理和需求响应提高用能效率，主要用于家庭能源管理、楼宇用能管理等方面。对于家庭用户，可以借助智能电表、智能家电及其他智能用电终端，通过能源管理节能支持系统及相关服务网站，对家庭耗能的情况进行详细了解，并且获取相应的用能建议。对于楼宇用能管理，可以通过用能管理系统，对整个楼宇的各类用能系统进行统一的管理和控制。目前，美国加州的爱迪生、太平洋天然气与电力公司所实施的需求响应项目能够降低系统1.4%-4.1%的高峰负荷。

三、低碳电力技术创新体系的构建

（一）保障电力供应的安全可靠

安全可靠的电力供应，不仅能够提高人们的生活质量，促进经济的发展，还对低碳发展有着正贡献。当电力系统对电网扰动能够安全、平稳地处理时，系统所要求的备用电厂就更少，同时也就意味着更低的碳排放。尤其是在“智能电网”全面建设时期，存在特高压直、交流的混联接入、输、变电设备的老化、可再生能源的并网、极端恶劣天气的影响及其他不确定因素越来越多，都会让整个电网的运行机理更加复杂。电力企业不得不提前配置大量的备用电厂，以便在故障出现时，一方面能够保障正常供电，另一方面能够为故障的处理争取更多的时间，而这最终也就会导致更多的碳排放。

（二）大力发展清洁能源及提高能源效率

目前，已经有多个国家项目对配用电集成、配网自愈、用电互动等关键性技术进行了深入研究。但是，现有的研究从智能电网怎样推动低碳经济发展的角度出发，发展清洁能源、提高能源效率等方面的还不多，特别是对整合需求及分布式能源的主动配电网技术的研究还处于初期。主动配电网能够让分布式电源和主动配电系统相整合，并非只是和电网连接，实现分布式电源的优化运行，进而通过改变网络拓扑来实现对网内潮流的控制，使得分布式电源不仅是电网的附属品，而成为扮演虚拟电厂的角色，在适当的并网协议和监管之下为诶点系统提供电力支持，最终实现对清洁能源的充分利用、能源效率的提升。因此，非常有必要开展低碳电力规划、优化调度、低碳效益评估验证等，面向低碳发展的能效优化技术的相关研究及应用。

（三）构建低碳电力技术创新团队

低碳电力是一个新兴研究领域，采用产学研用合作模式，培养所需要的高端人才。低碳电力技术创新团队需要的是一个知识结构搭配得当、合作协同、专业互补性强的梯队组织架构，因此，需要结合经济、公共管理、化学工程、热能动力工程、电力工程等研究方向，构建输变电设备故障分析与诊断、安全事故风险评估、能效优化等技术创新团队。在构建团队过程中，可以依托省级以上的重点实验室、工程技术中心，加强低碳电力工程研究中心及低碳电力技术实验室建设，为构建低碳电力技术创新团队做出重要的正贡献。

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作者:代金辉 单位:保定市开源电力工程有限公司