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摘要:发展低碳经济,是应对全球气候变暖,实现可持续发展的必然要求。电力行业作为CO2减排的主力军,在低碳经济条件下必须转变发展思路。本文简述了我国当前低碳经济发展状况和电力行业已采取的低碳化措施,对当前我国电源结构进行了分析,阐述了我国电力低碳化发展的重要意义,并从能源结构、低碳技术、制度创新等方面提出了我国低碳电力发展的新思路,对低碳经济背景下的电力发展进行了展望。
关键词:低碳经济;低碳电力;能源结构;绿色电力
作者简介:邓旭(1990-),男,湖南永州人,武汉大学电气工程学院本科生,主要研究方向:电气工程与自动化;岳浩(1989-),男,湖北武汉人,武汉大学电气工程学院本科生,主要研究方向:电气工程与自动化。(湖北 武汉 430072)
随着科技的进步,世界经济的发展,人类排向大气中的二氧化碳(CO2)越来越多,由此带来的全球气候问题也已经成为人类共同关注的事实。随着气候变暖,人类生活、社会发展以及生态环境都发生了深刻的变化。因此,旨在降低(CO2)排放的“低碳”概念应运而生,“低碳经济”开始成为新经济形态中十分重要的一个分支,由此而引发出来的“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”等一系列新概念、新政策也纷纷出现。2007年12月,联合国气候变化大会正式通过了一项决议,要求发达国家在2020年前将温室气体减排20%～40%,为全球进一步迈向低碳经济起到了积极作用,联合国环境规划署把2008年世界环境日的主题确定为“转变传统观念,推行低碳经济”。2007年9月18日亚太经合组织(APEC)会议上,胡锦涛在讲话中明确提出“发展低碳经济”。可见,低碳经济是一种发展趋势,低碳经济的发展对电力行业的发展提出了更高的要求,因此在低碳经济时代下,电力行业必须转变发展方式,提高电力工业技术水平,着力发展低碳电力。
一、低碳经济概念
所谓低碳经济,是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。可见,低碳经济对技术、制度、能源等方面都提出了更高要求,因此发展低碳经济有利于我们转变经济发展方式、采用世界最先进的技术,有利于提高我国的国际竞争力和国际地位,有利于实现我国经济的跨越式发展,同时也是我国建设资源节约型、环境友好型社会,实现可持续发展的必经之路。
二、我国低碳经济发展情况
改革开放以来,快速的经济增长不可避免地带来了资源消耗、碳排放增加等问题。1990～2003年间,中国CO2排放量增加了17亿吨,增幅超过73%,已成为世界第二大二氧化碳排放国。到2006年,我国CO2排放总量为49.74亿吨,人均3.78吨。
从我国CO2的排放结构上来看,由于我国的能源结构以煤为主,当前CO2的排放主要来自于能源部门,尤其是电力行业。因此,面对低碳经济的发展模式,电力行业势必将成为CO2减排的主力军。而目前我国电力行业还尚未采取具体行业内的低碳化措施,也还没有电力行业的低碳化发展目标,可见电力行业的低碳化发展还有待进一步深入研究和探索。
为此,本文研究了当前我国电力行业发电能源结构,揭示了电力低碳化发展对我国实现低碳化经济的重要意义,提出了低碳经济条件下符合我国国情的电力行业的发展策略,对我国低碳电力的发展具有一定的指导作用。
三、电力行业中电源结构分析
在中国能源探明储量中,煤炭占94%,石油占5.4%,天然气占0.6%。由于这种“富煤贫油少气”的能源结构,发电能源长期主要以煤炭等化石燃料为主。2000年我国火电机组装机容量为全国发电总装机容量的75%,火电用煤占全国煤炭总量的42.2%。到2009年我国电力装机容量和电源结构如图1、图2所示(数据来自中国电力企业联合会网站)。
图1 2009年我国电力装机容量图2 2009年我国电源结构
从以上我国电源结构图可以看出,我国发电能源主要以化石燃料为主,风能等清洁能源只占发电能源的小部分,而化石燃料又是CO2气体排放的主要来源,其中煤炭发电的CO2排放占发电总排放的比例超过95%。由此可见,改变我国电源结构,实现电力低碳化发展,对我国实现低碳经济发展目标具有重要意义。
四、在我国发展低碳电力的意义
基于我国的国情,能源以化石燃料为主,而电力行业中绝大部分的发电能源仍是煤炭等高耗能资源,因此电力行业的低碳化发展对我国整个低碳经济的发展战略具有重要意义。低碳电力的发展不仅是我国电力行业取得又一次突破的重要机遇,对提升我国整个经济发展也将产生重大贡献。
电力行业作为我国CO2气体排放的主要来源之一,电力行业的低碳化发展对我国低碳经济的实施和减排目标的实现具有重要作用。而且,我国电力行业的减排空间大,只要利用先进的节能技术,就能大幅度降低CO2气体的排放,因此,低碳电力也应当成为电力行业发展的新方向。
发展低碳电力是实现电力行业可持续发展的必要措施。目前我国电力行业高度依赖煤炭等不可再生能源,为了使电力行业可持续发展,我们必须改变目前的电源结构情况,实现电源结构多样化。低碳经济正式要求通过技术创新、新能源开发等手段,尽可能减少煤炭石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放。因此,低碳经济和电力行业可持续发展是相辅相成的,电力行业低碳化发展是低碳经济的必然要求。
低碳电力对我国电力技术水平提出了更高的要求,有利于提高我国电力行业的竞争力,在国际电力市场上占有一席之地。
五、我国电力行业已采取的低碳化措施
在我国电力行业,低碳化发展起步较晚,因此目前为止还没有出台针对低碳经济要求下电力行业的具体措施,初步采取的相关措施主要有三点。
(1)为了提高电力工业的能源使用率、节约能源,2007年,国务院下发了《节能发电调度办法》。
(2)在发改委制定的《可再生能源发展“十一五”规划》中提出,到2010年可再生能源在能源消费中的比重由现有不到1%增长到10%。可再生能源是典型的低碳电源,其CO2排放强度极低,甚至可实现零碳排放。因此,大力促进可再生能源发展,有利于从发电结构上实现CO2的减排。
(3)为了提高发电效率与环保效益,华能发电集团实施了“绿色煤电”计划,分阶段研究与引入各种清洁发电技术与CO2排放技术。
六、低碳经济背景下电力发展的新思路
从上面分析可以看到低碳经济发展已经刻不容缓,而电力行业在我国作为重要的能源领域之一,在大力发展低碳经济的背景下,电力行业的低碳化发展更具挑战性和重要意义,因此电力行业必须有新的发展思路,争做低碳经济发展的领头羊。
1.发电能源结构多样化发展
要实现我国电力低碳化发展的目标,就必须改变我国目前以化石燃料为主要发电能源的能源结构,实现发电能源结构的多样化,充分利用各种清洁能源,减少煤炭在发电能源中的比重。与传统以确保安全与经济效益为主的电源规划模式相比,面向低碳目标的电源规划模式从“大能源系统”的角度出发,将电力行业的发展与整个能源系统的发展前景、环境的可持续发展、全球变暖的演化趋势等各类因素紧密结合,搭建了“能源—经济—环境”三方面因素相协调的规划模型,从而形成了一个新的规划问题。在对电源结构进行规划时,综合考虑发电成本和对环境的影响,积极发展风能、核能、太阳能等新能源,降低煤炭资源的比重,实现发电能源的多样化、合理化。
2.低碳电力必须走技术创新之路
在现有能源结构条件下,要实现低碳电力,必须通过采用低碳技术提高化石能源效率和开发新能源。2005年,中国万元GDP消耗能源1.22t标准煤,按现行汇率计算,高于世界平均水平2.2倍,比美国、欧盟、日本和印度分别高2.4和4.6倍、8倍和0.3倍。虽然近几年来,中国万元GDP消耗能源有所下降,但是我国的能源利用率是远远落后于发达国家,我们必须采用先进技术来提高能效。鉴于我国的能源情况,目前甚至在接下来的几十年,煤炭仍将是我国主要的发电能源之一,所以积极研发和应用洁净煤技术具有重要意义,同时必须积极探索新能源发电技术和寻找碳替代产品。
3.积极推进我国低碳经济下的制度改革和创新
由于CO2具有典型的公共产品属性,无法通过自发的市场机制实现配置,而必须通过政府的宏观调控,由政府制定相应的制度和法规予以规范与引导。从世界各国的实践看,主要的制度包括CO2排放交易等市场机制;低碳电量配额、最低能耗标准、CO2排放指标等约束机制;碳税、污染税等财税机制;绿色电价等激励机制等。因此政府部门如何根据国家的具体情况,制定合理的政策是促进低碳电力发展的必要措施。必须鼓励风能等绿色电力发展,加强对清洁能源发展机制项目的管理与运作,对绿色电力给予适当的补贴,建立合理的绿色电力定价机制。与此同时,要对广大消费者进行大力宣传,鼓励消费者使用绿色电力,采取必要的激励措施。
4.智能电网是实施低碳电力的有效手段
智能电网是通过对发电、输电、配电、变电、用电等基本环节的协同控制作用来实现电网高效运行,因此智能电网的发展将有利于电力低碳化发展的要求,解决低碳电力技术上的一些问题。智能电网的应用可以降低发电容量的要求,负荷曲线可以通过市场电价来调节。同时由于风能、太阳能等能源在自然界是间歇式的,可再生能源发电必须具备较好的负荷调控系统。在可再生能源不足时,可以提高电价,降低对电力的需求,在可再生能源丰富时,降低电价,促进电力需求。
5.加强国际合作和交流,拓宽低碳电力发展新思路
目前,我国在一些关键技术上和发达国家还存在一定差距,因此必须借鉴和吸收国外发展的先进技术和经验,积极开展国际合作,通过共同研发,合理转让等方式提高国内的科技水平和创新能力。及时了解国内外的科学技术信息,掌握国际的最新成果,认真抓好引进先进技术的消化、吸收和创新工作,促使电力低碳化发展。
6.淘汰落后的、高耗能的发电机组及用电设备
制定和完善电力行业相关设备标准,强制淘汰高能耗、低效率的机组。
七、结语
在低碳经济发展的时代背景下,电力行业的低碳化发展具有强大的生机。电力低碳化发展涉及到能源结构的合理规划、电价低碳机制的确定、低碳技术的创新等一系列问题,如果能在这些关键领域进行创新和研究,我国的电力行业将发生一次革命性改变。
低碳电力牵涉到电气工程、能源、经济等多个学科,电力低碳化发展的研究必须综合考虑各个方面,结合我国的具体情况,为我国低碳经济的发展和电力的可持续发展做出巨大贡献。
参考文献:
[1]裴莹莹,吕连宏,罗宏.中国发展低碳经济的若干思考[J].环境科技,2009,22(6):68-72.
[2]李友华,王虹.中国低碳经济发展对策研究[J].哈尔滨商业大学学报(社会科学版),2009,6:3-6.
[3]徐国泉,刘则渊,姜照华.中国碳排放的因素分解模型及实证分析[J].中国人口资源与环境,2006,16(6):158-161.
[4]胡兆光.中国特色的低碳经济、能源、电力之路初探[J].中国能源,2009,31(11):16-19.
[5]康重庆,陈启鑫,夏清.低碳电力技术的研究展望[J].电网技术,2009,33(2):1-7.
[6]陈启鑫,康重庆,夏清等.电力行业低碳化的关键要素分析及其对电源规划的影响[J].电力系统自动化,2009,33(15):18-23.
[7]张庆霞.低碳经济下智能电网是发展清洁电能的必然选择[EB/OL].http://www.chinacir.com.cn/expert/2010121162946.shtml.2010-01-21.
(责任编辑:赵赟)
关键词:低碳经济;低碳电力;能源结构;绿色电力
作者简介:邓旭(1990-),男,湖南永州人,武汉大学电气工程学院本科生,主要研究方向:电气工程与自动化;岳浩(1989-),男,湖北武汉人,武汉大学电气工程学院本科生,主要研究方向:电气工程与自动化。(湖北 武汉 430072)
随着科技的进步,世界经济的发展,人类排向大气中的二氧化碳(CO2)越来越多,由此带来的全球气候问题也已经成为人类共同关注的事实。随着气候变暖,人类生活、社会发展以及生态环境都发生了深刻的变化。因此,旨在降低(CO2)排放的“低碳”概念应运而生,“低碳经济”开始成为新经济形态中十分重要的一个分支,由此而引发出来的“低碳经济”、“低碳技术”、“低碳发展”、“低碳生活方式”、“低碳社会”、“低碳城市”等一系列新概念、新政策也纷纷出现。2007年12月,联合国气候变化大会正式通过了一项决议,要求发达国家在2020年前将温室气体减排20%～40%,为全球进一步迈向低碳经济起到了积极作用,联合国环境规划署把2008年世界环境日的主题确定为“转变传统观念,推行低碳经济”。2007年9月18日亚太经合组织(APEC)会议上,胡锦涛在讲话中明确提出“发展低碳经济”。可见,低碳经济是一种发展趋势,低碳经济的发展对电力行业的发展提出了更高的要求,因此在低碳经济时代下,电力行业必须转变发展方式,提高电力工业技术水平,着力发展低碳电力。
一、低碳经济概念
所谓低碳经济,是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。可见,低碳经济对技术、制度、能源等方面都提出了更高要求,因此发展低碳经济有利于我们转变经济发展方式、采用世界最先进的技术,有利于提高我国的国际竞争力和国际地位,有利于实现我国经济的跨越式发展,同时也是我国建设资源节约型、环境友好型社会,实现可持续发展的必经之路。
二、我国低碳经济发展情况
改革开放以来,快速的经济增长不可避免地带来了资源消耗、碳排放增加等问题。1990～2003年间,中国CO2排放量增加了17亿吨,增幅超过73%,已成为世界第二大二氧化碳排放国。到2006年,我国CO2排放总量为49.74亿吨,人均3.78吨。
从我国CO2的排放结构上来看,由于我国的能源结构以煤为主,当前CO2的排放主要来自于能源部门,尤其是电力行业。因此,面对低碳经济的发展模式,电力行业势必将成为CO2减排的主力军。而目前我国电力行业还尚未采取具体行业内的低碳化措施,也还没有电力行业的低碳化发展目标,可见电力行业的低碳化发展还有待进一步深入研究和探索。
为此,本文研究了当前我国电力行业发电能源结构,揭示了电力低碳化发展对我国实现低碳化经济的重要意义,提出了低碳经济条件下符合我国国情的电力行业的发展策略,对我国低碳电力的发展具有一定的指导作用。
三、电力行业中电源结构分析
在中国能源探明储量中,煤炭占94%,石油占5.4%,天然气占0.6%。由于这种“富煤贫油少气”的能源结构,发电能源长期主要以煤炭等化石燃料为主。2000年我国火电机组装机容量为全国发电总装机容量的75%,火电用煤占全国煤炭总量的42.2%。到2009年我国电力装机容量和电源结构如图1、图2所示(数据来自中国电力企业联合会网站)。
图1 2009年我国电力装机容量图2 2009年我国电源结构
从以上我国电源结构图可以看出,我国发电能源主要以化石燃料为主,风能等清洁能源只占发电能源的小部分,而化石燃料又是CO2气体排放的主要来源,其中煤炭发电的CO2排放占发电总排放的比例超过95%。由此可见,改变我国电源结构,实现电力低碳化发展,对我国实现低碳经济发展目标具有重要意义。
四、在我国发展低碳电力的意义
基于我国的国情,能源以化石燃料为主,而电力行业中绝大部分的发电能源仍是煤炭等高耗能资源,因此电力行业的低碳化发展对我国整个低碳经济的发展战略具有重要意义。低碳电力的发展不仅是我国电力行业取得又一次突破的重要机遇,对提升我国整个经济发展也将产生重大贡献。
电力行业作为我国CO2气体排放的主要来源之一,电力行业的低碳化发展对我国低碳经济的实施和减排目标的实现具有重要作用。而且,我国电力行业的减排空间大,只要利用先进的节能技术,就能大幅度降低CO2气体的排放,因此,低碳电力也应当成为电力行业发展的新方向。
发展低碳电力是实现电力行业可持续发展的必要措施。目前我国电力行业高度依赖煤炭等不可再生能源,为了使电力行业可持续发展,我们必须改变目前的电源结构情况,实现电源结构多样化。低碳经济正式要求通过技术创新、新能源开发等手段,尽可能减少煤炭石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放。因此,低碳经济和电力行业可持续发展是相辅相成的,电力行业低碳化发展是低碳经济的必然要求。
低碳电力对我国电力技术水平提出了更高的要求,有利于提高我国电力行业的竞争力,在国际电力市场上占有一席之地。
五、我国电力行业已采取的低碳化措施
在我国电力行业,低碳化发展起步较晚,因此目前为止还没有出台针对低碳经济要求下电力行业的具体措施,初步采取的相关措施主要有三点。
(1)为了提高电力工业的能源使用率、节约能源,2007年,国务院下发了《节能发电调度办法》。
(2)在发改委制定的《可再生能源发展“十一五”规划》中提出,到2010年可再生能源在能源消费中的比重由现有不到1%增长到10%。可再生能源是典型的低碳电源,其CO2排放强度极低,甚至可实现零碳排放。因此,大力促进可再生能源发展,有利于从发电结构上实现CO2的减排。
(3)为了提高发电效率与环保效益,华能发电集团实施了“绿色煤电”计划,分阶段研究与引入各种清洁发电技术与CO2排放技术。
六、低碳经济背景下电力发展的新思路
从上面分析可以看到低碳经济发展已经刻不容缓,而电力行业在我国作为重要的能源领域之一,在大力发展低碳经济的背景下,电力行业的低碳化发展更具挑战性和重要意义,因此电力行业必须有新的发展思路,争做低碳经济发展的领头羊。
1.发电能源结构多样化发展
要实现我国电力低碳化发展的目标,就必须改变我国目前以化石燃料为主要发电能源的能源结构,实现发电能源结构的多样化,充分利用各种清洁能源,减少煤炭在发电能源中的比重。与传统以确保安全与经济效益为主的电源规划模式相比,面向低碳目标的电源规划模式从“大能源系统”的角度出发,将电力行业的发展与整个能源系统的发展前景、环境的可持续发展、全球变暖的演化趋势等各类因素紧密结合,搭建了“能源—经济—环境”三方面因素相协调的规划模型,从而形成了一个新的规划问题。在对电源结构进行规划时,综合考虑发电成本和对环境的影响,积极发展风能、核能、太阳能等新能源,降低煤炭资源的比重,实现发电能源的多样化、合理化。
2.低碳电力必须走技术创新之路
在现有能源结构条件下,要实现低碳电力,必须通过采用低碳技术提高化石能源效率和开发新能源。2005年,中国万元GDP消耗能源1.22t标准煤,按现行汇率计算,高于世界平均水平2.2倍,比美国、欧盟、日本和印度分别高2.4和4.6倍、8倍和0.3倍。虽然近几年来,中国万元GDP消耗能源有所下降,但是我国的能源利用率是远远落后于发达国家,我们必须采用先进技术来提高能效。鉴于我国的能源情况,目前甚至在接下来的几十年,煤炭仍将是我国主要的发电能源之一,所以积极研发和应用洁净煤技术具有重要意义,同时必须积极探索新能源发电技术和寻找碳替代产品。
3.积极推进我国低碳经济下的制度改革和创新
由于CO2具有典型的公共产品属性,无法通过自发的市场机制实现配置,而必须通过政府的宏观调控,由政府制定相应的制度和法规予以规范与引导。从世界各国的实践看,主要的制度包括CO2排放交易等市场机制;低碳电量配额、最低能耗标准、CO2排放指标等约束机制;碳税、污染税等财税机制;绿色电价等激励机制等。因此政府部门如何根据国家的具体情况,制定合理的政策是促进低碳电力发展的必要措施。必须鼓励风能等绿色电力发展,加强对清洁能源发展机制项目的管理与运作,对绿色电力给予适当的补贴,建立合理的绿色电力定价机制。与此同时,要对广大消费者进行大力宣传,鼓励消费者使用绿色电力,采取必要的激励措施。
4.智能电网是实施低碳电力的有效手段
智能电网是通过对发电、输电、配电、变电、用电等基本环节的协同控制作用来实现电网高效运行,因此智能电网的发展将有利于电力低碳化发展的要求,解决低碳电力技术上的一些问题。智能电网的应用可以降低发电容量的要求,负荷曲线可以通过市场电价来调节。同时由于风能、太阳能等能源在自然界是间歇式的,可再生能源发电必须具备较好的负荷调控系统。在可再生能源不足时,可以提高电价,降低对电力的需求,在可再生能源丰富时,降低电价,促进电力需求。
5.加强国际合作和交流,拓宽低碳电力发展新思路
目前,我国在一些关键技术上和发达国家还存在一定差距,因此必须借鉴和吸收国外发展的先进技术和经验,积极开展国际合作,通过共同研发,合理转让等方式提高国内的科技水平和创新能力。及时了解国内外的科学技术信息,掌握国际的最新成果,认真抓好引进先进技术的消化、吸收和创新工作,促使电力低碳化发展。
6.淘汰落后的、高耗能的发电机组及用电设备
制定和完善电力行业相关设备标准,强制淘汰高能耗、低效率的机组。
七、结语
在低碳经济发展的时代背景下,电力行业的低碳化发展具有强大的生机。电力低碳化发展涉及到能源结构的合理规划、电价低碳机制的确定、低碳技术的创新等一系列问题,如果能在这些关键领域进行创新和研究,我国的电力行业将发生一次革命性改变。
低碳电力牵涉到电气工程、能源、经济等多个学科,电力低碳化发展的研究必须综合考虑各个方面,结合我国的具体情况,为我国低碳经济的发展和电力的可持续发展做出巨大贡献。
参考文献:
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[4]胡兆光.中国特色的低碳经济、能源、电力之路初探[J].中国能源,2009,31(11):16-19.
[5]康重庆,陈启鑫,夏清.低碳电力技术的研究展望[J].电网技术,2009,33(2):1-7.
[6]陈启鑫,康重庆,夏清等.电力行业低碳化的关键要素分析及其对电源规划的影响[J].电力系统自动化,2009,33(15):18-23.
[7]张庆霞.低碳经济下智能电网是发展清洁电能的必然选择[EB/OL].http://www.chinacir.com.cn/expert/2010121162946.shtml.2010-01-21.
(责任编辑:赵赟)