低碳电力技术的展望

摘 要：低碳发展方式成为社会经济可持续发展的趋势,电力行业是CO2减排的主要行业,我国电力行业存在着很大的减排潜力,论文分析国内外CO2减排的实践和我国的低碳经济发展的基础上,探究低碳电力模式下的研究方向,对低碳电力技术的研究进行了展望,相关论点供业内研究人士参考之用.

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1.国外在CO2减排实践上的研究分析

1.1、各国制定的CO2减排目标

气候变暖与温室气体有着直接的关联,而温室气体是全球性的公共产品,CO2减排工作需要各国的协作.第十三次全球气候大会形成了“巴厘岛路线图”,制定了中远期的全球减排目标,其中发达国家在2020年减排25%至40%,而在本世纪中叶减排目标为50%.相较于1990年,2000年欧盟减排4%,并计划在2020年减排20%；日本成立了全国温室气体盘查办公室,计划在2012年之前减排较1990年下降6%；美国虽然拒绝就减排做量化的承诺,但其国内的一些州积极响应,成立了减排法案.

1.2、实施CO2减排的途径

以《京都议定书》为准则,制定了3个减排机制：清洁发展机制、联合履约机制和排放贸易机制.联合履约的减排途径是指发达国家间通过项目合作来实现；清洁发展机制是发达国家间的技术转让和资金资助等方式实现减排；排放贸易则是发达国家间CO2气体减排额交易.欧盟主张减排量分担,即将减排的指标具体到相应国家,其在内部构建了减排贸易市场,对超额企业进行罚款,鼓励成员征收碳税、发展可再生能源、使用低碳燃料.

2.中国发展低碳经济的背景与对策

2.1、发展低碳经济的时代意义

低碳经济的核心是制度创新、技术创新和改变发展观念,以低污染、低排放和低能耗为要点,涉及到生活方式、生产模式、价值观念和国家权益等内容.低碳经济的发展是可持续发展的本质要求,是提升国家核心竞争力的关键,提高经济抵抗风险的能力,并且符合建设节约型、环境友好型的社会.

2.2、我国应对低碳经济的宏观策略

我国经济总量虽然位居世界第二位,但是根据《京都议定书》的要求,在2012年之前,发展中国家并不需要承担减排的义务,但气候变暖是全球性的课题,影响我国长远战略的制定,早在1992年就已参与《京都议定书》的签署,而在十七大的报告中,为了应变未来气候变暖问题,明确提出在2010年CO2排放减少1/10.

2.3、中国的低碳电力之路

我国电力行业CO2排放的特点主要包含：以煤炭为主体的电源结构,此类发电装机占总容量的70%以上,没点CO2排放占发电总排放的95%以上,而低碳电源的份额小,发展的潜力大；发电CO2的排放量巨大,并且据数据统计,2005年电力碳排放接近1980年的5.6倍,并且化石能源碳排放的数量逐年递增；由于对煤炭、化石能源的依赖性强,我国电力碳排放的系数远超发达国家,发达国家的碳排放系数为120g/KWh,而我国的系数超过了220g/KWh.因而低碳电力的推进工作已经刻不容缓,也具有战略意义,走低碳电力发展之路,是实现电力行业可持续发展的必经之路,是面对日益严重的温室气候的必然选择,而低碳电力是CO2减排的主要途径,我国低碳电力发展的重要策略包含几个方面：其一,提升发电效率和能源的利用率,促进企业的整体经济效益；其二,促进可再生能源的发展,作为典型的低碳能源,有效减少CO2的排放,有利于从发电机构上实现减排任务；作为世界上最大的CDM减排国家,是我国CO2减排的重要组成部分,实现低碳资金与技术的引进.

3.国内外低碳电力研究现状概述

3.1、国外低碳电力的研究现状

CO2减排已经成为发达国家热门的研究领域,成为世界各国和人民的关注重点,而电力行业的低碳化是减排的主要手段,相关研究也呈现积极上升的趋势,总体上而言,国外的低碳电力研究主要集中在三个方面：其一,单独以低碳作为一个变量、因素或约束条件纳入到电力系统中,并根据应用来分析其作用和影响,其评估的内容有低碳技术的效益分析、可再生能源的容量可信度、约束对于电源结构优化的作用、低碳电路的最新成果的汇总等,以减排为终极追求,分析各个环节的低碳减排的可能性.其二,从宏观视角制定低碳政策和低碳目标,研究低碳目标促进能源多元化的作用、低碳排放在于减少社会成本和提升社会经济效益、碳税等环境保护性的税收影响电力行业的发展、碳交易机制对于市场的约束规范性作用等.其三,关注各种低碳技术的研究和应用,从多元化的战略角度下审视低碳电力的研究之路,如风电、生物能、潮汐能和太阳能等可再生能源,以超导输电、分布式电源和电能存储为代表的电能传输环节,以电碳电器、电碳燃料和低碳电表为代表的电能消费终端,以微型发电、CCS和IGCC等为代表的传统化石电源的低碳化改进,CO2减排可以激励电力需求侧技术的发展等.

3.2、我国低碳电力的研究现状

我国的电力行业仍然以粗放型的模式为主,电力碳排放的系数远高于发达国家,而我国的低碳电力的研究尚不成熟,处于起步阶段.虽然我国的低碳电力的潜力非常大,但低碳电力的经济没有成型,低碳电力处于理论研究的方面居多.现阶段的低碳电力的技术储备不足,相关研究着重于碳排放的潜力与特性、电力低碳化所面临的挑战与机遇、清洁技术对于电力发展的应用前景、低碳电力促进能源技术的进展等方面的研究.

4.低碳电力模式下的研究探讨

4.1、整体研究框架

低碳电力显然可以促进整个电力行业的长远发展,其影响也是深远的,当前的低碳电力研究集中在技术领域和经济领域的较多,但缺少低碳经济对电力行业的影响研究,而低碳电力的整体框架研究需要从宏观制度、行业、能源技术、市场和企业等层面进行研究,以上的基本元素构成了低碳电力的整体研究框架.4.2、电碳电力在低碳经济中的定位

低碳电力为引导的模式可以对电力行业产生深远的影响,低碳电力是低碳经济的重要组成部分,低碳电力可以起到控制环境污染、优化产业结构、促进低碳产业深化等,如何研究低碳电力在低碳经济中的定位,需要从实现电力行业的环保化、能源规划战略视野、国家宏观经济战略、碳减排产生的社会效益、电碳化空间的发掘潜力带来的环保成本等进行评估,其定位需要综合评估以上的多项指标才能达到科学研究的目的.

4.3、实现我国电力低碳化发展的技术路线研究

低碳技术是实现低碳电力的核心,受其效益、成本、风险与成熟度等因素的影响,由于低碳电力技术的成熟度不高,发展的成本高、风险大、效果也不明显,我国的低碳技术研究主要有IGCC、NGCC和清洁发电技术,可再生能源（水能、风能、生物能、太阳能等）,各种CCS技术等.由于当前以传统的发电技术为主,因而制定发展路线时要结合传统技术和低碳化技术.

4.4、实现我国电力低碳化的制度研究

CO2是典型的公共产品,因而其控制需要从宏观制度方面着手,以政府为主导和宏观调控的手段来进行电力低碳化的制度研究,而制度研究包含多个子系统,如CO2排放交易的市场机制,最低能耗标准、低碳电量配额等约束机制,绿色电价激励机制,碳税和污染税等财税控制机制.以制度为基础,寻求实现低碳经济与低碳电力的平衡协调,以可持续发展为归宿的发展模式.

5.结论

随着低碳化的发展潮流深入社会经济,要从环保、效益、技风险控制等角度来考察低碳电力的发展,研究其发展的趋势,对于改善我国的电力发展水平和质量有积极的意义.