可再生能源的特征范文
時間:2023-12-15 17:56:14
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篇1
關鍵詞:可再生能源產業;發展路徑;法律制度設計
中圖分類號:D922.67文獻標識碼:A文章編號:1003—0751(2012)05—0079—07
21世紀初作為清潔能源主角的可再生能源成為化石能源替代、氣候變化應對、可持續能源供給與利用的希望。政府間氣候變化委員會(IPCC)認為:“可再生能源為發展社會和經濟、獲取能源,保障能源供應、減緩氣候變化,以及為減少對環境和健康的不利影響提供了機遇。提供獲取現代能源服務的途徑將支持千年發展目標的實現?!雹俾摵蠂║N)則直接將可再生能源定位在“全球努力實現范式轉移以發展綠色經濟、消除貧窮和最終實現可持續發展的核心”②。然而,可再生能源發展一直面臨著成本制約、技術制約、環境污染等多重難題并承受著種種責難,以至于依賴政府及其財政襁褓竟然成為可再生能源發展的必由之路,各國可再生能源法律因此主要是圍繞政府財政支持進行制度構建。從各國可再生能源發展的實踐來看,政府其實難負獨立支持可再生能源發展的盛名,可再生能源單靠政府也無法發展。筆者以為,可再生能源發展需要政府支持,更需要自我成長。產業化與市場化是可再生能源發展的必由之路,政府支持只是其發展的制度環境?,F行可再生能源法的制度設計與安排只能滿足可再生能源發展的初期要求,法律對可再生能源發展的未來必須作出新的制度設計。本文對可再生能源發展的法律路徑進行討論,以期為中國可再生能源法律制度重構提供一種思路。
一、從政府啟動到市場驅動可再生能源如果是一種產業或事業就不應當由政府包辦,而應當成為企業自覺自愿的牟利性活動,盡管可再生能源發展客觀上帶有明顯的公益性而根本無法與傳統化石能源競爭。在氣候政治的壓力下,可再生能源發展成為提升國家競爭力的基本選項。無論是實現氣候政治,還是樹立政府形象,政府都必須對可再生能源發展有所作為。這決定了可再生能源發展在各國一開始就是由政府啟動的。然而,政府畢竟是外部力量,產業啟動也只是創造市場條件而不是產業本身,產業組織的鑄造與可再生能源市場的形成、特別是多元投資權利主體能力的培養才是可再生能源發展的動力。
(一)政府吹響發展的集結號
起始于應對能源危機、尋求石油替代政策的可再生能源發展,其前景并不被看好。無論是積淀較低的研發水平,還是較高的開發與運作成本,都使可再生能源無法與傳統能源競爭——可再生能源發展無市場規模、無消費量、無政治基礎,更毋庸說社會心理與文化支撐。然而40年過去了③,可再生能源已經從構想成為實體經濟??稍偕茉醇夹g飛速發展、趨于成熟,并得到了相當規模的推廣和利用。到2010年為止,世界各國可再生能源消費量達到168.6百萬噸油當
收稿日期:2012—08—20
*基金項目:國家社會科學基金項目《中國能源法律制度研究》(06BFX038)、上海市第三期重點學科建設項目《經濟法學》(S30902)、上海市“高水平特色法學學科建設與人才培養工程(085工程)”的階段性成果。
作者簡介:肖國興,男,華東政法大學經濟法學院教授,博士生導師,國家能源法專家,中國能源法研究會副會長(上海264005)。
量(Mtoe),水力發電達到775.6百萬噸油當量。④中國可再生能源發展也成績斐然:“十一五”規劃末水電總裝機達到2.1億千瓦,居世界第一位;風電裝機規模達4000萬千瓦,躍居世界第二位;光伏發電裝機規模達80萬千瓦,光伏產能達800萬千瓦,占全球光伏產能的50%以上。⑤可再生能源已經顯示出巨大潛力,風能、太陽能和生物質能源在中國已經成為戰略性新興產業。⑥同時,政府支持成為可再生能源發展的決定性條件。經濟理論表明,任何產業都有一個成長的過程,作為新興產業的可再生能源發展更是如此。包括生物質、小水電、風能、太陽能、地熱能、潮汐能等在內的可再生能源具有資源性、多元性、地域性、間歇性、能源密度低、轉換環節多、不能規模儲存與不確定性特征,這決定了可再生能源發展要受累于太多的沉淀成本。另外,高技術、高投入、高風險又使可再生能源不僅持續面臨著研究開發及其創新性破壞(creative destruction)⑦發展,還面臨著融資難、前景不確定等眾多成長難題。這些成長難題使可再生能源不僅與已經形成規模經濟的化石能源格格不入,其與一般持續性創新的成長經濟型產業也格格不入?!俺砷L經濟是一種內部經濟,如果一個企業向某些方向進行擴張有利可圖,那么它就能獲得成長經濟?!雹嗫稍偕茉磸囊婚_始就不是一項有利可圖的事業,然而政府在推進可再生能源過程中必須讓投資者有利可圖,否則可再生能源根本無法發展。政府應通過財政支持理所當然地擔綱起可再生能源成長經濟的重任。無論是研發資金的籌集,還是競爭市場劣勢的填平,政府財政都起決定性作用。必須承認的是,政府已在追逐能源安全中推進替代政策,在氣候政治中推進二氧化碳減排政策,使可再生能源有了成長經濟的機遇。
篇2
2000年以來,德國可再生能源發展一直保持較快增長速度。2000-2015年間,德國一次能源中可再生能源份額從2.9%增加到12.5%,電力總消費中可再生能源份額從6.2%增加到32.6%,分別增加了3.3倍和4.3倍。德國也因此成為全球可再生能源發展的“模范生”。同時,德國能源轉型的“經驗與啟示”成為國內學者關注的話題。
然而,當跟隨者在積極“借鑒”和“推進”時,作為“先行者”的德國已開始面臨可再生能源快速發展中暴露的種種問題。對跟隨者來說,總結經驗固然重要,但對可再生能源發展進程中存在的問題,以及未來將面臨何種挑戰研究更為重要。遺憾的是,混淆“問題”與“挑戰”已經成為當前德國能源轉型研究中的一個普遍現象。
德國能源轉型的階段:從1.0到4.0
德國可再生能源發展的最終目標是2050年實現總發電中可再生能源占80%以上。因此,目前德國可再生能源仍處于發展的初期階段。發展初期階段所暴露出來的問題,大多是發展中的階段性問題,并不一定是影響可再生能源未來高比例發展目標的“挑戰”。因此,研究能源轉型“挑戰”的第一個“挑戰”就是如何區分“問題”與“挑戰”。也就是說,按照什么樣的邏輯來區分“問題”與“挑戰”。
通常情況下,我們討論某個研究主題時,不一定需要對“問題”和“挑戰”作細致的區分:發展中遇到的種種“問題”,多數也是繼續發展將面對的“挑戰”。這里之所以需要對“問題”和“挑戰”作細致分區,從中識別出德國未來可再生能源發展面對的真實挑戰,是由于向可再生能源轉型這一主題的特殊性使然。
可再生能源是與化石能源截然不同的能源品種,兩者之間差異遠遠大于它們同作為能源的共性。這種差異性,絕不僅僅體現在一個“可再生”,一個“不可再生”這一方面,更重要的是源自特性差異所導致的開發、利用和服務模式的不同。從根本上說,是可再生能源作為“新”的能源與現有能源系統的差異,以及由此產生的沖突和問題。
根德國制定的可再生能源發展目標規劃,全國總發電中可再生能源發電的比重2020年達到35%,2030年達到50%,2040年達到65%,2050年達到80%以上。根據這四個發展目標,筆者把德國能源轉型分為1.0、2.0、3.0和4.0四個階段(圖1)。2015年,德國可再生能源電力在電力總消費比重為32.6%。因此,目前德國處于能源轉型1.0階段。
在能源轉型的四個階段,會出現不同的問題需要解決。這些問題,有的只存在于1.0或2.0階段,并隨著應對措施的出臺而消失;有的則可能是隨著可再生能源發展規模提升而新出現的。比如,風電和光伏發電成本高在能源轉型1.0階段可能是影響其發展的最大問題之一,但到了能源轉型3.0階段隨著風電和光伏發電成本進一步下降可能就不成問題了。因此,識別德國能源轉型的“真實挑戰”,就是從能源轉型1.0階段出現的各種問題或者問題的背后,找出真正妨礙和影響未來轉型推進的真實因素。
當前德國能源轉型進程中的四大問題
在德國政府已經堅定繼續走可再生能源轉型之路的背景下,有些政府已經出臺相關措施有望解決的問題,不應歸為能源轉型的“問題”。比如德國電網與可再生能源發展不相匹配的問題,政府不僅已經意識到,而且從2011年以來一直采取正確的方式解決。
從這個角度看,當前德國能源轉型帶來的問題主要有四個:轉型成本高,煤電和碳排放量不降反增,可再生能源導致電力批發價格持續下降的負面影響,以及能源轉型所導致的財富不公平轉移和能源貧困問題。
1. 可再生能源轉型成本高且不斷增加
能源轉型的成本高且不斷增加可能是德國當前能源轉型面臨最主要的問題。能源轉型的成本如何度量并無統一標準,但其最直接的成本首先是對可再生能源的補貼成本。德國零售電價包含批發價格、電網并網費、增值稅、碳稅、可再生能源附加費等要素??稍偕茉锤郊淤M是用來補償可再生能源電力的FIT超過市場批發電價的差額,這一差額主要由德國居民用戶分攤。在2000年前后,德國開始征收附加費,由每千瓦時不足1歐分,到2015年增至6.3歐分/千瓦時。
隨著風電、太陽能發電和生物質等可再生能源規模發電量的增加,以及可再生能源附加費的不斷上漲,兩個因素共同作用導致德國電價持續上漲。據德國聯邦能源和水資源協會(BDEW)的統計數據,2000-2015年,德國平均居民電價從13.64歐分/千瓦時上升到29.46歐分/千瓦時,上漲幅度高達116%;同期企業用電價格從6.04 歐分/千瓦時上漲到13歐分/千瓦時,漲幅為194%。
隨著各類可再生能源電力規模的繼續擴張,未來向可再生能源轉型所累積的這一筆成本相當驚人!德國弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(Fraunhofer ISE)2015年的一項研究顯示,為實現2050年德國相比1990年減碳80%的能源轉型目標的累計總成本,在零碳價和化石燃料價格穩定的假定下為5.34萬億歐元,考慮到未來實際碳價不可能為零,則實際成本將更高。
2. 煤電和碳排放隨著可再生能源轉型的推進而增加
2014年,有關德國能源轉型存在問題的焦點話題之一是,隨著可再生能源電力發展壯大,煤炭發電和CO2排放本應減少,但德國近幾年出現了褐煤發電和CO2排放不降反升的情況,只是到了2014年才又比前幾年有所下降。對此,德國專家的解釋是:一是因為2011年德國關閉17座核電站,導致煤電上升以填補核電關閉所缺失的電力供應;二是因為過去幾年溫室氣體增長主要是由于天氣特別冷,供暖需求增大,所以造成了溫室氣體排放的增加,但2014年是歷史上最溫暖的一年,所以排放有所下降。
上述解釋有一定道理,但未必就是事實的全部??疾?990-2015年期間,可再生能源發電、褐煤發電、核能發電和CO2排放變化就可以發現,上述幾個因素在階段變化趨勢上存在一定的相關性,但變化拐點出現的時間結點并不一致(見圖2)。
首先,2011年關閉核電不是褐煤發電增加的重要原因。因為1990年以來,褐煤發電雖然總體呈現下降趨勢(從1990年的171TW?h到2015年的155TW?h),但期間出現過兩次反彈:第一次是1999~2007年,第二次是2009~2013年。而核電是2011年才開始大幅下降的。而且,伴隨著2011年核電的關閉,可再生能源發電量也出現了加速增長,增速遠遠超過褐煤發電。
其次,褐煤發電量的增加,以及伴隨而來的碳排放反彈是現階段德國可再生能源加速發展的一個必然結果,其作用機制源于可再生能源發電,特別是光伏發電的波動性與當前全額上網制度相互作用。德國在夏季白天利用越多的太陽能,則在夜間和冬季需要越多的煤電。
最后,目前看,褐煤發電,從而碳排放不降反增的現象是德國能源轉型的一個階段性特征,還是可再生能源發展所導致的一個難以解決的問題,還需要進一步觀察。
3. 可再生電力大幅降低電力批發價格對傳統電力公司負面影響日益明顯
大量邊際成本為零的可再生能源電力參與德國電力市場競價,使德國電力批發價格一再下降。根據歐洲能源交易所(EEX)的數據,自2008年以來,德國和其他歐洲國家的基荷電力批發價格進入下降通道,從90歐元/兆瓦時左右下降到2014年年中不到40歐元/兆瓦時。然而,可再生能源電力導致的批發價格大幅下降并沒有傳遞到零售價格,因而不僅沒給電力消費者帶來好處,反而產生一些負面影。比如,批發價格下跌直接降低了電力公司的盈利,加大化石燃料電廠的經營壓力;再比如,風電、光伏發電的大規模上網減少煤炭、天然氣等發電廠的運行時間,直接減少其發電收入。
在風能、太陽能發電條件好而用電需求不高的節假日和周末的白天,電力公司不得不根據法律全額收購可再生能源發電商發出的電,即使已經超出了市場需求;同時可再生能源發電商也愿意發電,因為可以獲得更多的補貼。這種情況下,市場就會出現“負電價”――電力公司給用戶消費電力提供補貼,因為它為避免電網崩潰做出了貢獻。但這些增加的支出最終需要由全體消費者來承擔。2014年,德國的萬圣節當天的電力交易價格為“-20歐元/萬千瓦”。
4. 能源轉型所引發的財富轉移和公平問題
因推動可再生能源發展的支持政策所引發的財富在不同主體或階層之間轉移,以及能源貧困也是當前德國能源轉型的一個不可忽視的問題。德國可再生能源支持政策除了投資補貼外,主要采取以可再生能源附加費形式的電價補貼方式。這一機制安排來自德國《可再生能源法》。該法規定各類可再生能源上網的“固定價格”(FIT),并要求電網運營商必須優先收購全部可再生能源發電量??稍偕茉窗l電商通過競價方式產生的上網“市場價格”與“固定價格”之間的價差,由“可再生能源附加費”來彌補。
同時,為了確保德國工業競爭力,德國法律允許工業用戶不承擔分攤可再生能源附加費義務,高耗能大企業也獲得減少繳納可再生能源附加費的“豁免權”。此外,為加快光伏發電發展,自發自用的屋頂光伏也可以免交可再生能源附加費。因此,可再生能源附加費主要由居民用戶來分攤。由于德國能源轉型的大部分成本都是由居民用戶承擔,導致居民用電不斷飆升,由此產生了政策所引發的能源貧困和收入再分配問題。
一方面,可再生能源附加費不斷增加所導致的德國居民電價不斷上漲,使數百萬德國家庭面臨電貧困的威脅;另一方面,政府的養老金和社會福利卻沒有相應調整,這使可再生能源附加費的每次上漲都成為低收入消費者的威脅。
篇3
1 發展可再生能源的重要意義與國家目標
第一次石油危機之后,特別是上世紀90年代以來能源市場的供求結構和安全性發生了巨大變化。從需求角度來看,能源需求全球性增加,能源獲得競爭激化,對化石燃料的依賴性上升。從供給角度來看,主要供給國不斷強化投資限制和國家管理,探測等上游投資不足,精煉、管道等供給基礎設施落后,海上石油運輸安全問題頻發。從環境角度來看,對應全球性氣候變暖、核不擴散的壓力越來越大。中東等主要石油供給區域的政治摩擦與沖突、局部戰爭等加大了石油市場的政治風險,而投機資本的大規模進入,不僅使石油價格不斷攀升,又進一步加大了石油市場的經濟風險。
在這種背景下,世界各國不斷深化對發展可再生能源重要意義的認識,并4E(Energy Security,能源安全;Economic Growth,經濟增長;Environmental Protection,環境保護;Employment,就業)角度上達成共識。具體而言:(1)替代化石燃料等“污染技術”的可再生能源,能夠在應對全球性氣候變動威脅、減輕大氣污染和水質污染等方面發揮作用。從能源原單位來看,發展可再生能源,能夠創造出更多的就業機會和新產業。(2)由于不受國際市場上化石燃料價格變動的影響,可再生能源能夠從經濟角度促進能源的安全供給,進而提高經濟的安全性??稍偕茉聪到y與化石燃料、核電等傳統的能源系統相比,獨立性高、不依賴于發電、輸電的中央系統,既能夠提高安全性、減少停電等事故,又能夠防止原油泄漏、油輪爆炸、核電站事故等惡性環境事件,進而提高環境的安全性。(3)可再生能源在世界各地都具有很高的可獲得性,能夠避免資源戰爭,也能夠減少為保護能源而發生的軍隊、安保機構等的開支。在上述這種背景與認識之下,世界各國均在大力、快速發展可再生能源。
截至2007年末,至少64個國家已經有了發展可再生能源的國家目標(Nation Target for Renewable Energy),即規定在國家、地區能源組合中可再生能源所占比例,這也是各國發展可再生能源的綱領性、約束性目標。從可再生能源占電力供應的比例來看,大部分國家的目標集中于5~30%之間,最低的為2%,最高的為78%。目標時期大多集中于2010~2012年,有些國家更為長遠,制定出了2020~2025年的目標。歐盟27個成員國,均已有了各自的可再生能源發展目標。2007年初,歐盟委員會確立了新的截至2020年的具有約束力的可再生能源發展目標,即最終能源的20%、運輸燃料的10%。此前截至2010年的目標位電力供應的21%、初級能源的12%,新目標相當于電力供應的34%。高于此前的目標。美國、加拿大等發達國家沒有再生能源發展的國家目標,但美國的29個州、加拿大的9個省已經制定了各自的目標。
64個國家中有22個發展中國,包括巴西、中國、印度、印度尼西亞、馬來西亞、菲律賓、泰國、伊朗、南非等。在2007年8月公布的《可再生能源中長期發展規劃》中,中國提出了到2010年使可再生能源消費量達到能源消費總量的10%,到2020年達到15%的發展目標,同時還明確了各種可再生能源的發展目標,如到2020年全國水電裝總機容量達到3億千瓦,生物質能發電總裝機容量達到3000萬千瓦,風電總裝機容量達到3000萬千瓦,太陽能發電總裝機容量達到300萬千瓦等。這些目標將使中國可再生能源總裝機容量提高3倍,目標之高。引人注目。
2 發展可再生能源的單項政策
各國在發展可再生能源,實現可再生能源國家目標的過程中,已經遭遇、意識到許多障礙在筆者收集到的200余篇中外文文獻中,普遍提及到的主要障礙就有10幾種之多(表1)。這些障礙在很大程度上制約著可再生能源的發展,而且具有很高的國際普遍性。同時,特定障礙在不同的國家或地區的嚴重程度有所不同,如“自主研發能力弱,研發成本高,缺乏政策支持”、“缺乏自主技術,核心技術與裝備對外依賴嚴重”兩項,相對于發達國家而言,在發展中國家更為突出。
為清除這些障礙,促進可再生能源發展,實現可再生能源國家目標,世界各國開發出多種單項政策,僅使用頻度高、普遍性高的就有20余種,主要可分為直接管制、經濟激勵和其他政策3大類型。表2簡要概括了主要單項政策的內容概要、清除對象、所屬類型等。
3 發展可再生能源的政策組合
3.1 各國發展可再生能源的政策組合
從表2中可以看出,單項政策均為針對一個或兼顧幾個目標障礙而設計、采用。因此,每個單項政策能夠清除的障礙有限,必須和其它政策配套使用才能獲得更好的效果。在實踐中,我們觀察到的各國可再生能源發展政策或障礙清除政策普遍是幾個或多個單項政策的組合,換言之各國可再生能源發展政策是一種政策組合或一攬子政策。
REN21在其最新報告“RenewabIes 2007,global Status Report”中介紹了全球60個國家實施中的可再生能源促進政策(Renewable Energy Promotion Policies)的情況,為我們分析、理解各國可再生能源發展政策組合提供了難得的參考。正在實施可再生能源發展政策組合的國家數。2005年為48個,兩年間增加12個,增幅達到25%。REN21已經連續發表3個年度的關于可再生能源的全球報告,其信息全面、深入、及時,在國際上具有很高的權威性和參考價值。
從表3中,我們可以觀察到各國發展可再生能源發展政策組合的幾個重要特征。
(1)政策組合具有豐富的多樣性。各個國家政策組合中包含的單項政策清單各有特色,沒有完全相同的政策組合,動用的單項政策數量亦不盡相同。政策組合的這種多樣性,可以理解為各個國家根據各自的可再生能源發展目標、實際情況、政策偏好等選擇最適宜于本國的單項政策進行組合的結果。
(2)單項政策的采用情況存在差異。在60個國家中,按采用比例從高到低來看,依次為固定價格。資產補貼、獎勵、返還,投資退稅,公共投資、貸款,消費稅、能源稅、增值稅的減稅,可交易的再生能源證書,公開招標,再生能源份額制度,凈計量,發電補貼、退稅。固定價格,是采用比例最高的單項政策,有40個國家采用,采用比例最低的單項政策是發電補貼、退稅,只有6個國家采用,二者之間存在巨大差異。采用比例的高低,很大程度上反映出單項政策的可操作性、適用性的高低、效果的大小等問題,是政策選擇的重要參考。
(3)同一單項政策在發達國家與轉型國家、發展中國家的采用比例存在差距。除投資退稅、發電補貼和退稅2個單項政策外,其余8個單項政策在發展中國家的采用比例明顯低于發達國家與轉型國家。這一差距可以用與發達國家與轉型國家比較而言,發展中國家的可再生能源政策起步晚、政策開發與應用的成熟度低等來解釋。值得注意的是,市場化程度高的可交易的再生能源證書和公開招標,強制性大、波及面廣泛的再生能源份額制度,技術難度大的凈計量4項單項政策,在發展中國家的采用案例很少,說明發展中國家的可再生能源政策更大程度上依賴于投資退稅等比較傳統的經濟激勵手段。
(4)中國等發展中國家的可再生能源發展政策組合已經達到或超過了發達國家水平。中國的政策組合中采用了7種單項政策,動用政策的數量比在國際上評價很高的德國、丹麥、瑞典、意大利、日本還多,與法國持平。遠遠高出轉型國家俄羅斯等。印度政府采用了6項政策,其地方政府采用了2項,政策組合的豐富程度亦不遜色于發達國家。特別值得評價的是,中國的政策組合中包括了公開招標,再生能源份額制度兩項應用難度大的單項政策,中國是23個發展中國家里唯一一個制定再生能源份額制度的國家,該項政策在發達國家與轉型國家中的采用比例也僅為21.6%。
3.2 供給側管理、需求側管理的政策組合
在實踐中能源發展政策、能源管理經常被分為供給側與需求側兩大類型或方向。借鑒這種分類,并根據主要目標,筆者將表2所列單項政策分別組合為供給側管理政策組合和需求側管理政策組合(表4)。從表4中可以看出,供給側管理政策組合遠比需求側管理政策組合豐富,前者最多可以動用14項單項政策,而后者只有7項。如果結合表3。我們不能發現,13個國家中除俄羅斯、泰國兩國采取單一供給側政策管理組合外,其余11個國家同時動用了供給側管理政策組合與需求側管理政策組合,而且從動用的單項政策數量上看,其供給側政策管理組合大于需求側管理政策組合。以丹麥為例來看,其可再生能源發展政策組合中包括固定價格、投資退稅、公共投資與貸款、可交易的再生能源證書、公開招標等5項供給側管理政策,而只有消費稅減稅、凈計量2項需求側管理政策。就中國來看,除國家投資建設的“乘風計劃、光明工程、秸稈氣化工程”,國家對農村、牧區的小型獨立風力發電項目提供低息貸款外,其余政策均屬于供給側管理政策組合。也就是說,就大多數國家而言,供給側管理政策是可再生能源發展政策組合的主體,需求側管理政策是必要的配套或補充,其原因在于可再生能源供給、特別是和化石能源相比具有競爭力的供給不足。清除障礙、突破供給瓶頸是各國政策的首要目標和任務。
3.3 針對利益相關者的政策組合
可再生能源發展及其政策關系到眾多的利益相關者。如可再生能源發電企業、電網企業、研發機構、調查勘探機構等可再生能源的供給者,企業、家庭、公共機構等需求者,政府、研究調查機構、NPO、NGO組織、發電企業、電網企業等政策制定者與參與者,公共基金、銀行、政府等融資提供者或補貼提供者。各個利益相關者在可再生能源發展中起著不同的作用,有著不同的利益訴求,其面臨的障礙也各有不同。以特定利益相關者為對象而形成的政策,大多數情況下,往往是把幾種單項政策的相互配合作為政策組合來實施的。
我們可以以可再生能源發電企業為例來簡要分析這種政策組合。從表1中,我們可以觀察到作為供給者的發電企業面臨著“初始投資巨大,融資渠道少、成本高”、“投資回收期不確定,風險高”、“缺乏支持輸出網絡、儲備等基礎設施”、 “成本高,缺乏市場競爭力”、“缺乏公共資金等支持”等多項障礙,這些障礙也是供給側的主要障礙。由于單項政策主要為清除某一個目標障礙或配合其他政策而設計、采用,所以只有同時動用數項單項政策、形成政策組合才能有效地支持發電企業清除其障礙。結合表2、表4我們可以看到,針對發電企業的政策組合有著豐富的選擇,再生能源份額制度、固定價格、規制緩和、生產者減稅與退稅、發電補貼與退稅、可交易的再生能源證書、投資退稅、公共投資與貸款等單項政策均可組合起來應對發電企業面臨的障礙。事實上,各國正在實施的支持發電企業的政策多為政策組合,從表3中,我們能夠確認這一點。如法國采用固定價格、資產補貼、投資退稅、公共投資與貸款、消費稅減稅與退稅、可交易的再生能源證書、公開招標等7項單項政策的組合,中國的政策組合比法國多了再生能源份額制度,少了可交易的再生能源證書。也是很豐富的組合。
篇4
中圖分類號: F 323. 2 文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)04(a)-0000-00
1、低碳經濟及環保資源內涵
低碳經濟是新時期為促進社會持續發展的新型經濟發展模式,通過全球性合作可形成市場調節與政策引導雙向機制,促進節能減排、環保技術的科學創新應用,提升傳統資源應用效率,并推動各類風能、太陽能、氫能、生物質等環保能源的科學、廣泛應用,逐步降低GDP單位碳排放量,創建低碳環保新型生活方式與環境。低碳經濟發展包含顯著優勢特征,首先體現在全球性,其產生于全球氣候變暖主體背景下,因此全球中任何國家均不能進行低碳經濟的獨立建設發展。同時低碳經濟還具有主動性,其發展需要國家政府政策的科學引導,通過主動干預營造安全保障,而不能僅依靠市場調節發展手段。另外,低碳經濟還呈現出了技術性特征,其實質通過各類減排節能高新環保技術的推廣與應用實現了環境保護與經濟發展的雙重科學目標。環保資源主要以新材料、新技術為基礎,令傳統可再生能源實現現代化的利用開發,進而實現環保、節能、低碳與持續利用的優質效果。
2、低碳視角下利用環保資源必要性及發展現狀
2、1環保資源利用必要性
低碳經濟是環保資源利用發展的挑戰與機遇,其低污染、低能耗、低排放的經濟發展模式是人類社會的重大進步,由我國提出低碳經濟發展目標到明確增長GDP碳排放指標,目前我們已逐步進入低碳經濟時期,令能源結構實現了優化調整,環保資源的應用比例持續上升,并為再生能源經濟產業的科學發展帶來了廣泛的發展機遇與前所未有的挑戰。我國地大物博的基本國情決定,各類資源能源相對較為貧乏,需要依據外調手段補給,伴隨市場經濟的飛速發展,較多區域面臨著巨大資源缺口,并受到環境因素等各方壓力的影響,為給持續經濟增長提供可靠、優質且大量的資源支柱,就必須繼續尋找清潔、環保資源,方可實現可持續的全面發展。
2、2環保資源發展利用現狀
新型環保資源與可再生能源具有廣泛的應用范疇,并伴隨各類能源的研究發現呈現繼續擴大趨勢。例如在利用生物質能源層面,最初只是利用直接燃燒薪材、秸稈等農作物進行直接燃燒進而獲取煤炭傳統能源,而當前隨著各類新技術的發展,農作物的剩余燃燒能力持續提升,并可轉化其為化工優質原料。環保、可再生資源、能源產業的最初起步相對較晚,但發展卻較為迅猛,其核心主要通過制度、技術的創新及轉變發展觀,最大化降低溫室氣體的大范圍排放,抑制全球溫室效應,并促進社會經濟的清潔與持續發展。另外在開發可再生、環保資源層面也體現了自主研究能力持續提升的發展趨勢,在一些領域則體現了先進發展水平,例如地熱能、風能、生物質能源在制造業、建筑業中實現了廣泛應用,并涌現了大量節能產品,打造出一批規?;?、高技術含量的高新技術企業。
3、低碳視角下資源利用環保策略
3、1 加塊推進環保資源技術設備的商業化與本地化發展,完善構建環保政策體系
環保資源技術設備的本地化發展將成為全面推進地方經濟建設的新生力量,同時可創造更多就業機會,并創設更多利潤價值,地方生產的環保資源產品可推向海外市場,降低能源生產成本,并提升綜合生產水平及效益,因此我們應大力推進環保資源設備技術的商業化、本地化發展。同時為促進低碳經濟社會的持續發展,應完善構建環保資源、再生能源科學政策體系,發展初期由于各類新產品、新技術政府推廣目標與價格承受力間包含較大差異,因而往往政府會借助政策建設推進環保產業發展。實踐經驗證明,政府的有效激勵與全面支持是加快推進環保資源、可再生能源快速發展的核心關鍵,因此應圍繞低碳經濟目標構建完善配套機制與政策,例如創設定價機制、目標機制、補償及選擇機制,進而構建切實可行的環保資源、再生能源發展政策體系。
3、2專業化創建管理機構、強化宏觀調控,明確管理職責
為提升環保資源利用效益,在低碳經濟視域下應專業化創建管理機構,強化政府宏觀調控職能,明確各機構管理職責。同時環保資源建設中應盡量簡化實踐方式,便于環保產業投資人與開發商順利進入市場,開展投資建設并推進環保資源研發、推廣、應用的快速、穩定與高效。另外我們可通過政府機構的積極干預創建以環保資源、可再生能源為導向的產業發展地位,對可再生低碳能源、新型環保資源產業發展出臺一系列可吸引廣泛投資、稅收與產出補貼的科學政策,將民間閑置資本廣泛引向環保再生能源建設發展產業中,進而有效解決建立主導產業需要的投資與積累資本問題。另外還應采取一系列補貼消費與宣傳活動對消費者展開科學有效的觀念引導,逐步培育良好的需求環保再生資源市場。宣傳階段中可借助廣播、電視、報紙媒介,資源信息廣泛的網絡系統平臺、各色宣傳資料、深入社區、單位現場培訓等多樣化形式打造有效輿論引導,并結合補貼消費令消費者在選擇環保再生資源時承受較傳統高污染、不可再生化石能源低出許多的代價與成本,進而體現高能效、低能耗的應用優質效果。再者我們應立足地方區域發展特征、現實狀況廣泛積極的借鑒吸收國外先進產業發展建設經驗,深化環保再生資源產業國際合作交流,以共贏互利為原則,積極調動全球環保資源,彌補我國在產業化建設與環??稍偕Y源層面存在的差距問題。
4、結語
總之,基于低碳視角,針對低碳經濟發展與環保資源開發建設重要內涵,開發利用環??稍偕Y源的科學必要性,我們只有明晰我國發展利用環保資源現狀制定切實可行的環保發展建設思路、策略,才能全面激發環??稍偕Y源的優勢效能,令其實現大規模產業化發展,并創設顯著的經濟效益與社會效益。
[參考文獻]
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用能調節與運行管理等,為我國建筑領域的可持續發展提供參考。
[關鍵詞] 建筑節能;趨勢分析;模式
1 引言
大量化石能源消耗帶來的資源枯竭和環境問題已不斷為人類所認識,其中大氣中CO2濃度升高帶來的全球氣候變化已成為不爭的事實。在資源條件有限、環境約束加強、減排壓力增大的前提下,要實現建筑領域的可持續發展,必須突破傳統發展模式,而建筑節能、提高能效是我國節能減排道路的最佳選擇。
2 建筑節能發展趨勢分析
歷史上,為了滿足人類的不同需要,建筑的發展和變革大致經歷了四個階段:掩蔽場所―――健康建筑―――節能建筑―――綠色建筑。第一階段的建筑要求是掩蔽場所,建筑材料取自于自然,最后又回歸于自然,完全與自然和諧共存。第二階段是健康建筑。健康建筑要求室內通風,把一般的封閉建筑改造成更利于人類居住的健康建筑,但是付出了高能耗的代價。第三階段是節能建筑。為了減少建筑物能源消耗,同時改善室內空氣品質、創造健康舒適環境,許多國家提出了節能建筑的要求并衍生出多樣化的節能技術。第四階段是綠色建筑。綠色建筑的實質是為人們提供健康、舒適、安全的居住、工作和活動的空間,在建筑全壽命周期中實現高效率的利用資源、最低限度地影響環境,其主要特征是高能效的建筑能源系統、大量利用可再生能源技術、親近自然和保護環境[2]??梢钥闯?,隨著人類建設活動進入理性階段,建筑的發展不僅在建筑功能和美觀上不斷探索,環境保護與節能減排的意識也與日俱增,使之成為節能減排的重要載體,建筑節能受到高度重視。目前我國建筑節能的發展已經實現了從新建建筑節能向既有建筑節能的覆蓋,從常規化石能源向可再生能源應用的拓展,從城市節能向農村節能的延伸,實現了節能目標和節能模式的雙跨越。在這樣的背景下,建筑節能逐漸呈現出一定的發展趨勢。
2.1 從建筑單體節能向區域能源規劃和城市節能減排橫向發展的趨勢建筑節能的發展,或者說對建筑能源系統的認識,遵循著由小到大、由點到面的過程。建筑節能起步階段,注重單體建筑的節能技術應用,以及單獨節能技術在建筑上的應用,通過技術彌補的方式抵消建筑所產生的能耗,從而達到節能減排的效果。隨著理念的變化和技術的進步,建筑節能逐漸發展到區域內建筑能源系統的合理用能規劃,乃至城市的能源資源優化配置和節能減排。
2.2 從重視建設使用節能向重視建筑節能規劃設計和優化運行管理縱向發展的趨勢成熟的建筑節能機制是在建筑的全生命周期內,將建筑節能的理念貫穿到規劃、設計、施工、運行維護等各個環節并融合進來,包括從單種節能技術的應用逐步發展到多種節能技術的集成優化,高效的建筑能源運行系統和管理模式,節能的生活方式等。
2.3 從建筑節能定性化向建筑節能定量化發展的趨勢建筑遵照標準體系進行設計和施工,形成了節能潛力。將節能潛力轉化為節約能量,需要一定的制度和措施來支撐。隨著建筑節能的不斷發展和完善,逐步建立了建筑能耗信息統計、建筑能效測評標識、大型公共建筑和可再生能源建筑應用監測體系等制度,為建筑節能從定性化向定量化發展奠定了基礎。
3 建筑領域節能發展模式探索就建筑能源系統而言,通過規劃階段對城市資源能
源進行合理的規劃和配置,使用最少的能源消耗來滿足城市能源系統的需求,可以在多個層面上應用節能技術,如城市尺度、區域尺度或是建筑尺度等。
3.1 城市層面
3.1.1 合理規劃能源利用,提高建筑能源系統效率分布式能源將是未來城市能源系統的發展趨勢,未來城市能源系統可能將會是一種城市尺度分散―――區域多源集中―― ―終端用能系統的模式。多種能源技術的應用促進了建筑能源供給來源的多樣化,但是由于不同能源種類攜帶能量的形式各不相同,存在的方式和使用條件也各不相同,基于目前的建筑節能技術水平,需要合理規劃能源利用模式,提高建筑能源系統效率。
3.1.2 調整能源結構,提高可再生能源應用比例我國的能源利用目前仍然建立在以煤炭、石油和天然氣等化石能源為主導系統之上,其他形式的非化石能源如核能、風能、太陽能、水能、地熱能等無碳能源,規模化應用較少。從保證能源安全和保護氣候環境的角度來看,發展非化石能源,提高可再生能源的應用比例,是促進能源供應多樣化,減少對煤炭消費、降低對石油依賴度的選擇
之一。
3.2 建筑層面
3.2.1 改善圍護結構性能,降低建筑能源需求通過建筑墻體保溫技術(外墻保溫技術、內墻保溫技術和自保溫墻體技術等)、屋頂保溫隔熱技術(正置式/倒置式保溫屋面、通風屋面、綠化屋面、蓄水屋面、遮陽屋面等)、門窗保溫技術(斷熱橋鋁合金窗、Low-E 玻璃窗等)、自然通風和遮陽技術等,多方位降低建筑能源需求,減少建筑能源消耗水平。
3.2.2 加大可再生能源在建筑中的應用水平可再生能源包括水能、生物質能、風能、太陽能、地熱能和海洋能等,資源潛力大,環境污染低,可持續利用率高,是有利于人與自然和諧發展的重要能源,也是非化石能源的重要來源??稍偕茉吹拈_發利用受到世界各國的高度重視,建筑是可再生能源應用的重要領域,我國的太陽能、淺層地熱能等資源十分豐富,在建筑中應用的前景十分廣闊。我國可再生能源在建筑中的應用形式主要包括兩大類,一是太陽能在建筑中的應用,如太陽能熱水系統、太陽能光伏建筑一體化(BIPV)、太陽能采暖系統等[8],
二是以低品位能源為熱源的熱泵技術,如水源熱泵技術、土壤源熱泵技術等。通過提升可再生能源建筑應用技術水平,豐富可再生能源在建筑中的應用類型,加大可再生能源在建筑中的應用規模,對減少化石能源消耗和溫室氣體排放十分重要。
3.2.3 用能調節與運行管理節能技術的應用解決了建筑節能的技術集成與優化配置問題。在建筑節能領域,對于建筑能源系統的節能潛力,合理的用能調節與適宜的運行管理仍不可忽視。建筑能源系統的調試運行和數據挖掘分析,對于反饋指導建筑能源系統的設計和運行管理具有積極意義。
[參考文獻]
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篇6
[關鍵詞] 低碳經濟 中國經濟 可持續發展
中圖分類號:F206 文獻標識碼:A 文章編號:1007-1369(2009)6-0112-05
低碳經濟的概念及特征
為了應對氣候變化給人類環境帶來的巨大挑戰,英國于2003年頒布了《能源白皮書(英國能 源的未來――創建低碳社會)》,率先提出了“低碳經濟”。雖然該白皮書沒有為“低碳經 濟”提出明確的概念,但溪低碳發展模式制定了較為詳細的長遠目標和路線圖,希望把英國 轉變為一個低碳經濟體,并積極推動“低碳經濟”的全球發展。此后,其他歐洲國家及日本 也紛紛提出發展低碳經濟和建設低碳社會的設想。
隨著低碳經濟實踐的進展,低碳經濟的內涵不斷得到拓展。目前大多數學者認同的內涵主要 包括三方面:①發展低碳經濟的關鍵在于降低單位能源消費量的碳排放量(即碳強度) ,通過碳捕捉、碳封存、碳蓄積降低能源消費的碳強度,控制CO2排放量的增長速度。② 發展低碳經濟的關鍵在于促進經濟增長與由能源消費引發的碳排放脫鉤,實現經濟與碳排放 錯位增長,通過能源替代、發展低碳能源和無碳能源控制經濟體的碳 排放彈性,并最 終實現經濟增長的碳脫鉤。③發展低碳經濟的關鍵在于改變人們的高碳消費傾向和碳偏 好,減少化石能源的消費量,減緩碳足跡,實現低碳生存。
可以認為,低碳經濟是一種由高碳能源向低碳能源過渡的經濟發展模式,是一種旨在修復地 球生態圈碳失衡的人類自救行為。它的核心是在市場機制基礎上,通過制度框架和政策措施 的制定及創新,形成明確、穩定和長期的引導和鼓勵,推動提高能效技術、節約能源技術、 可再生能源技術和溫室氣體減排技術的開發及運用,并促進整個經濟朝向高能效、低能耗和 低碳排放的模式轉變。
低碳經濟作為一種新的經濟發展模式有以下特征:一是經濟性,包括兩層含義:①低碳 經濟應按照市場經濟的原則和機制來發展;②低碳經濟的發展不應導致人們的生活條件 和福利水平下降。二是技術性:也就是通過技術進步,在提高能源效率的同時,降低CO2 等溫室氣體的排放強度。三是目標性:發展低碳經濟的目標應該是,將大氣中溫室氣體的 濃度保持在一個相對穩定的水平上,不至于帶來全球氣溫上升影響人類的生存和發展,從而 實現人與自然的和諧發展。
發達國家發展低碳經濟的做法
1.政策引導、法律規范低碳經濟發展
英國是低碳經濟的倡導者,也是最積極推動低碳經濟發展的國家。2007年,英 國推出全球第一部《氣候變化法案》,2008年開始實施,從而成為世界上第一個擁有氣候變 化法的國家;2009年4月,英國又成為世界上第一個立法約束“碳預算”的國家。2009年7月 15日,英國政府又正式了《英國低碳 轉換計劃》,英國能源、商業和交通等部門還在當天分別公布了一系列配套方案,包括《英 國可再生能源戰略》、《英國低碳工業戰略》和《低碳交通戰略》等。
日本近年來不斷出臺重大政策,將重點放在低碳經濟上。2004年,日本發起的“面向2050年 的日本低碳社會情景”研究計劃,其目標是為2050年實現低碳社會目標而提出的具體對策。 2008年5月,日本政府資助的研究小組了《面向低碳社會的十二大行動》。2009年4月, 日本又公布了名為《綠色經濟與社會變革》的改革政策草案,目的是通過實行減少溫室氣體 等排放措施,強化日本的低碳經濟。
美國雖然沒有簽署《京都議定書》,但近些年來,美國十分重視節能減碳,如2005年通過的 《能源政策法》,2007年7月美國參議院提出了《低碳經濟法案》,2009年6月美國眾議院通 過了《美國清潔能源安全法案》。美國國務卿表示,美國政府致力于支持清潔能源技術和低 碳經濟發展,以應對全球氣候變化。
2.重視低碳技術的研制開發
在低碳技術的研發中,歐盟的目標是追 求國際領先地位,開發出廉價、清潔、高效和低排放的能源技術。英、德兩國將發展低碳發 電站技術作為減少CO2排放量的關鍵。他們認為,煤在中期和長期內仍將繼續發揮作用 ,因此必須發展效率更高、能應用清潔煤技術的發電站。為此,英、德政府調整產業結構, 建設示范低碳發電站,加大資助發展清潔煤技術、收集并存儲碳分子技術等研究項目,以找 到大幅度減少碳排放的有效方法。[1]
日本作為推動低碳經濟的急先鋒,每年投入巨資致力于發展低碳技術。根據日本內閣府2008 年9月的數字,在科學技術相關預算中,僅單獨立項的環境能源技術的開發費用就達近1 00億日元,其中創新型太陽能發電技術的預算為35億日元。目前日本有許多能源和環境技術 走在世界前列,如綜合利用太陽能和隔熱材料、大大削減住宅耗能的環保住宅技術,利用發 電時產生的廢熱、為暖氣和熱水系統提供熱能的熱電聯產系統技術,以及廢水處理技術和塑 料循環利用技術等。這些都是日本發展低碳經濟的重要優勢。此外,日本還持續投資化石能 源的減排技術裝備,如投資燃煤電廠煙氣脫硫技術裝備,形成了國際領先的煙氣脫硫環保產 業。
美國高度關注市場機制下溫室氣體減排的能源有效利用的技術創新,政府制定了低碳技術開 發計劃,成立了專門的國家級有關低碳經濟研究機構,為從事低碳經濟的相關機構和企業提 供技術指導、研發資金等方面的支持,從國家層面上統一組織協調低碳技術研發和產業化推 進工作。美國是世界上低碳經濟研發投入最多的國家,2009年2月聯邦政府向國會提交了它 的2010年(2009年10月1日實施)年度預算。根據該預算,僅對清潔燃煤技術的研究就提供 了150億美元的撥款。[2]目前美國正在加速下一電技術的研究、開發及示范 ,計劃在2012年建成世界上第一個零排放發電廠。
3.把發展可再生能源作為降碳的重要舉措
英國是一個島國,氣候多變,能源不足,很重視可再生能源的發展。2009年英國公布的“碳 預算”中,提出到2020年可再生能源供應要占15%,其中30%電力來自可再生能源,相應的溫 室氣體排放要降低20%,石油需求降低7%。英國風力資源豐富,第一個海上風力發電站于200 0年12月開始建設,經過近10年的發展,英國已成為全球擁有海上風力發電站最多、總裝機 容量最大的國家。目前英國陸、海風力發電站的電量足夠供應150萬家庭使用。按計劃,200 9年到2012年間,英國將投資90億英鎊用于發展海上風力發電,向280萬家庭供應電力。英國 政府從政策和資金方面向可再生能源傾斜,確保英國在可再生能源發展方面處于世界領先地 位。
德國2004年通過了可再生能源法,保證可再生能源的地位。確定了以下幾個重點領域:① 大力發展風能,促進現有風力設備的更新換代。②將清潔電能的使用率由2004年的12% 提高到2020年的25%~30%,將熱電年供的使用率提高25%。③至2020年,建筑取暖中使用 太陽能、生物燃氣、地熱等清潔能源比例由2004年的6%提高2020年的14%。目前,可再生能 源工業正在德國迅速發展,可再生能源占整個德國能源消費的比重在逐年提高,已由2003年 時的3.5%提高到2008年的8.7%。發電行業中使用可再生能源所占的比重在2008年時已達到17 %。
日本是世界上可再生能源發展最快的國家之一。2009年4月,日本政府推出“日本版綠色新 政”四大計劃,其中對可再生能源的具體目標是:對可再生能源的利用規模要達到世界最高 水平,即從2005年的10.5%提高到2020年的20%。日本在可再生能源方面注重發展地熱、風能、生物能、太陽能,尤其以太陽能開發利用為核心,提出要強化太陽能的研制、開發與利用,計劃太陽能發電2020年比現在增 加20倍。為了實現這個目標,日本政府在積極推進技術開發降低太陽能發電系統成本的同時 ,進一步落實包括補助金在內的政府鼓勵政策,強化太陽能利用世界前列的位置。
4.運用經濟手段剌激低碳經濟發展
(1)碳稅。開征碳稅被發達國家認為是富有成效的政策手段。碳稅是一種混合型稅種,它的稅率 由該能源的含碳量和發熱量決定,不同的能源由于含碳量和發熱量不同,會有不同的稅負, 低碳能源的稅負要低于高碳能源的稅負。近幾年,英國,美國、日本、德國、丹麥、挪威、 瑞典等發達國家對燃燒產生的CO2的化石燃料開征國家碳稅,如英國對與政府簽署自愿 氣候變化協議的企業,如果企業達到協議規定的能效或減排就可以減免80%的碳稅。
(2)財政補貼。政府對有利于低碳經濟發展的生產者或經濟行為給予補貼,是促進低碳經濟發展 的一項重要經濟手段。英國對可再生能源的使用采取了一系列財政補貼措施。如英國的電力 供應者被強制要求提供一定比例的可再生能源(由2005―2006年的5.5%提高到2015―20 16年的15.4%)。與此相應,英國政府對電力供應者提供了一定補貼。丹麥在能源領域采取 了一系列措施推動可再生能源進入市場,包括對“綠色”用電和近海風電的定價優惠,對生 物質能發電采取財政補貼激勵。加拿大自2007年起對環保汽車購買者提供1000~2000加元的 用戶補貼,鼓勵本國消費者購買節能型汽車,減少CO2排放。
(3)稅收優惠。對低碳經濟發展實施稅收優惠政策是發達國家普遍采用的措施。美國政府規定可 再生能源相關設備費用的20%~30%可以用來抵稅,可再生能源相關企業和個人還可享受10 %~40%額度不等的減稅額度。歐盟及英國、丹麥等成員國規定對可再生能源不征收任何能 源稅,對個人投資的風電項目則免征所得稅等。[3]
總之,發達國家通過采取以上政策措施,在發展低碳經濟方面的成效開始逐步體現。2006年 以來,幾乎所有的斯堪的納維亞國家(丹麥、挪威和瑞典)以及比利時、荷蘭、瑞士和英國 的單位GDP碳排放增長趨于下降。瑞典和荷蘭的碳排放已保持穩定,而在很難控制的運輸行 業,瑞典和日本已經穩定住了碳排放。
中國發展低碳經濟面臨挑戰
中國作為世界第二大能源生產國和消費國,第二大CO2排放國,高度重視全球氣候變化問 題 。中國先后于1998年簽署、2002年批準了《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》。 2007年6月中國實施《中國應對氣候變化國家方案》,成立了由國務院總理擔任組長的 國家應對氣候變化領導小組,并提出在“十一五”規劃(2006―2010年)期間單位GDP能耗 降低20%。在當前國際金融危機的形勢下,中國也沒有放松對氣候變化的重視,在新增加的4 萬億刺激經濟投資計劃中,國家安排了5800億元用于節能減排、生態工程等與應對 氣候變化相關的項目。但是結合中國現階段的實際情況,中國發展低碳經濟還面臨著嚴峻挑 戰。[4]
第一,發展階段的挑戰。目前,中國正處在工業化發展的加速階段,人口基數龐大,減少貧 困、發展經濟、滿足就業、提高全體人民的生活水平、實現國家的現代化仍然是中國面臨的 最大任務。研究表明,即便實現“十一五”節能減排目標,中國也只能做到相對的低碳經濟 發展。如果GDP的增長速度按9%來計算的話,即使我們每年能源強度下降4%以上,到2010年 ,總的CO2排放還會比2005年增加20%以上。這意味著中國溫室氣體排放總量將在一個比較 長的時期內保持持繼增長的趨勢。
第二,能源結構的挑戰。煤炭是我國的最主要的能源,主要是我國是世界上產煤大國之一, 僅次于美國位居第二。在我國國內,長期以來形成了以煤炭為主的能源結構,到目前為止, 我國能源供應僅以煤為主,在我國能源消費中,煤炭占70%以上。以煤炭為主的能源消費結 構和單一的能源消費模式帶來了嚴重的環境污染。由于煤的碳密集程度比其他化石燃料要高 得多,單位能源燃煤釋放的CO2是天然氣的近兩倍,以煤炭主為的能源結構必然會產生較 高的排放強度。
第三,技術水平的挑戰。我國研發和創新能力有限,總體技術水平不高,這是我國由“高碳 經濟”向“低碳經濟”轉型的最大挑戰。盡管《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書 》要求發達國家向發展中國轉讓技術,但執行情況并不樂觀。目前,我國與發達國家在低碳 技術方面還存在較大落差。比如,在電力行業中煤電的整體煤氣化聯合循環技術、高參數超 臨界基組技術、熱電多聯產技術等,中國仍不太成熟;可再生能源和新能源技術方面,大型 風力發電設備、高性價比太陽能光伏電池技術、燃料電池技術、氫能技術等,與發達國家相 比有不小差距。[5]
第四,強制性減排的挑戰。雖然中國作為發展中國家在過去的10年中暫時沒有強制性減排的 任務,但是這樣的時間最多不會超過2020年。伴隨著我國經濟的快速發展和能源需求量的持 續增長,CO2的排放量也在不斷增加。國際能源機構已經預測中國經濟增長的能源消耗和 CO2 排放將在2010年左右超過美國。因此國際社會要求中國參與溫室氣體減排或限排承諾 的壓力與日俱增。
中國發展低碳經濟的對策
(1)確立率先發展低碳經濟的戰略。從中國實際情況看,面對日益嚴峻的能源和環境約束,必須高度重視向低碳經濟轉型。各級 政府都要把大力發展低碳經濟作為建設資源節約型、環境友好型社會,增強可持續發展能力 的重要舉措,把發展低碳經濟戰略納入國民經濟發展總體規劃,部署低碳經濟的發展思路, 為低碳經濟的發展提供政策、制度、資金和組織保障。要大力開展低碳宣傳,提高全社會的 環境意識和節能意識,引導低碳社會生活方式,倡導公眾循環消費、低碳消費,例如,提倡 開環保車、家庭節能等,實現消費方式的轉型與可持續發展。
(2)積極采取強有力的經濟政策手段。目前,我國低碳經濟的發展缺少強有力的經濟政策手段,如我國至今還沒有像一些發達國家 那樣對能源企業制定強制性的綠色能源比例,也沒有鼓勵消費者使用低碳產品的補貼。因此 ,要借鑒發達國家的已有做法,加強政策扶持,提供有利于低碳經濟發展的稅收優惠、財政 補貼等措施。開征碳稅和推行碳交易是富有成效的政策手段,我國應考慮開征碳稅,開征碳 稅的結果可以極大地降低CO2的排放,而且也增加了工業的能效以及競爭力。碳排放交 易機制有利于各地區、各單位之間實現利益均衡,提高減排效率。我國要建立碳交易市場, 加強對碳交易的管理。一方面,要規范交易規則,發展碳交易的中介機構,確保合理的交易 價格;另一方面,要建立綠色能源交易機制,把碳交易與激勵發展清潔能源政策結合起來, 調動全社會發展和利用清潔能源的積極性。
(3)加大可再生能源和核能的開發利用。開發利用可再生能源是保護環境、應對氣候變化的重要措施。中國可再生能源資源豐富,據 有關資料介紹,我國可開發的水電資源居世界首位,我國有豐富的風能、氫能、生物質能, 海洋能等資源也居世界領先地位。但目前除水電得到相對較好的開發利用外,由于技術開發 水平、使用成本等問題,可再生能源在我國能源消費構成中不到2%,遠遠低于8%的國際平均 水平。因此,要集中力量,大力發展風能、太陽能、生物質能等可再生能源。核電是一種不 排放任何溫室氣體的高效和耐久能源。目前,全球核電發電量占總發電量的17.1%,發達國 家比重更大,日本的核發電已占總發電量的36%,韓國占38%,美國占29%,英國占28%,法國 占77%。但中國還以火力發電為主,燃煤的火電占總發電量的83%,水利發電占16%,核能發 電只占1.8%,核電占總電量比重與發達國家相比落后20多年。[6]為此,我國必須 從發展火電 為主轉變到以發展核電為主軌道上來,加快發展核能,大幅度提高核能消費比重,并加速形 成產業化規模。
(4)加強低碳技術研發與創新。低碳經濟的發展需要有堅實的基礎研究做支撐。目前,我國低碳技術的研發能力較弱,為此 政府要加強對國家級研究機構的長期投入,構建起國家級的低碳技術研究機構,整合國內現 有的技術資源,協調開展基礎性和公共性技術研發,并加強與企業的交流與合作,發揮政府 和企業、基礎研究與產業發展之間的紐帶作用;要加大清潔煤技術的開發利用。我國能源探 明儲量中,煤炭占90%以上,這種“富煤貧油少氣”的能源資源特點決定我國能源生產以煤 為主的格局將長期存在。因此,中國要大力發展煤炭洗選、加工轉化先進燃燒、煙氣凈化技 術,以此來大幅度減少CO2的排放;加強國際技術交流合作,英國、美國等發達國家, 具有成熟的低碳技術,中國要通過國際協商與合作機制,促進這些發達國家對中國的技術轉 讓,增強低碳技術的國際引進、消化與二次創新。
(5)制定和完善有利于低碳經濟發展的法律法規。要盡快建立和完善低碳經濟的法律體系。發達國家在發展低碳經濟的同時,都將立法作為推 進低碳經濟的重要手段。我國要加快低碳經濟的立法工作,為發展低碳經濟提供法律保證。 要抓緊制定《低碳經濟法》、《循環經濟法》,制定《可再生能源法》的配套辦法和標準, 對于涉及能源、環保、資源等的法律需要做進一步修改,比如《環境保護法》、《環境影響 評價法》、《大氣污染防治法》、《煤炭法》、《電力法》等。通過立法、通過修改法律, 通過采取行動落實這些法律,運用法律手段推進低碳經濟的發展。
(6)大力植樹造林,增加碳匯。碳匯是指由綠色植物通過光合作用吸收固定大氣中的CO2,通過土地利用調整和林業措 施將大氣中的溫室氣體儲存于生物碳庫。據科學測定,一畝茂密的森林,一般每天可吸收 CO267公斤,放出氧氣49公斤,可供65人一天的需要。在《京都議定書》正式生效后的 一系列氣候公約國際談判中,國際社會對森林吸收CO2的匯聚作用越來越重視,逐步將造 林、再造林等林業活動納入碳匯項目。因此,我國要大力植樹造林,重視培育林地,特別是 營造生物質能源林,在吸碳排污,改善生態的同時,創造更多的社會效益。
注釋:
[1]任力.國外發展低碳經濟的政策及啟示.發展研究,2009(2)
[2]楊明欽.美國經濟危機的復興與應用清潔能源、節能技術的關系.中國能源,2 009(4)
[3]熊良瓊,吳剛.世界典型國家可再生能源政策比較分析及對我國啟示.中國能源,2 009(6)
[4]馬建英.中國“氣候”.世界經濟與政治論壇,2009(3)
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【關鍵詞】低碳消費 國際經驗 啟示
一、低碳消費的概述
低碳消費是以“低能耗、低污染、低排放”為特征的消費方式,減少溫室氣體的排放量是低碳消費的最終目標。低碳消費是可持續發展在消費領域最本質的表現,它促進著人與人及人與自然之間的和諧發展,代表著人與自然、社會經濟與生態環境的和諧共生式發展,實現了代內公平、代際公平以及人與自然的公平。在全球環境資源匱乏的大背景下,我們必須要提高資源的利用率,減少資源的浪費,并且更多地使用可再生能源,應該要把有限的資源用于滿足人們的基本需求。因此,低碳消費是一種更好地提高生活質量的消費方式。
二、英國的經驗
(一)政府引導。
進入新世紀以后,英國成為了第一個提出低碳經濟的國家,提倡在全球發展低碳經濟。早在2003年,英國的政府白皮書――《我們能源的未來:創建低碳經濟》就提出了到2050年要從根本上把英國變成一個低碳經濟經濟國家的主張,并以實現低碳經濟作為英國未來能源戰略的首要目標。2009年7月,英國政府頒布了《英國低碳轉型計劃》。與該計劃配套出臺的還有《英國可再生能源戰略》、《英國低碳工業戰略》和《低碳交通戰略》等文件。英國通過政府引導,鼓勵企業節能減排,公民和社會組織實行低碳消費。
根據英國國家統計局的數據可以看出二氧化碳排放的主要來源有:發電站、其他能源行業、商業和公共服務、農業和林業燃料使用等等。從1990年到2007年這期間,英國的二氧化碳的排放量由原來的592.4百萬噸下降到543.7百萬噸,每年呈一個遞減的趨勢。發電站部門在降低二氧化碳排放方面完成了最實質性的任務,該部門二氧化碳排放量減少11?%。由于英國政府制定了一系列有效的政策,從整體來說,自1990年以來,英國的二氧化碳排放量是減少的。而在這段時間,英國的GDP是保持上升的趨勢,而二氧化碳的凈排放量和碳濃度時呈下降的趨勢??偟膩碚f,在二氧化碳排放量已經下降時,GDP上升了約52?%,碳濃度總體下降約40%。而GDP的上升沒有導致二氧化碳排放量的上升,這就說明發展低碳經濟不僅可以保持經濟的發展,也可以減少溫室氣體的排放。因此,發展低碳經濟、選擇低碳消費,轉變經濟發展模式是當今時代的必然選擇。
(二)可再生能源的使用。
英國受自然條件的限制,國土面積不大而且國家被海洋包圍,所以資源相對缺乏。但英國發揮其海島國家的自然優勢,在研發低碳技術上注重運用海洋資源。因此,在發展海上風能、海藻能源等低碳能源方面居于全球領先水平。2008年英國政府確定在十年內建成33GW風力發電能力的目標。其他新能源也不斷發展。比如政府制定了推廣太陽能的計劃,補貼屋頂安裝太陽能電池板。
2009年-2013年,可再生能源義務和可再生能源指令目標的每年都在提高。2013年,英國9.4%的電量由可再生能源提供,比2012年上升了2.6個百分點。2009年,英國總體可再生能源的發電量占總發電量的5.0%。2013年,比例上升了4.4個百分點,達到了9.4%。而可再生能源義務的百分比從2009年的4.8%上升到了2014年的9.7%,一共上升了4.9個百分點。雖然在有些年份所有可再生能源發電量是有所下降或者是保持平穩。但總體來說,在這十幾年中所有可再生能源的發電量是基本保持上升的趨勢。也就是說在這段期間,可再生能源在英國得到了很好利用。
三、對我國的啟示
(一)加強政府支持與引導。
低碳消費的觀念是否能夠被民眾所接受,政府在這個引導過程中起著重要的作用。政府應明確發展規劃、完善法律法規、積極推動低碳技術的研發。首先,政府應該要以身作則,起到帶頭作用。例如政府官員在日常生活中就要乘坐公共交通工具,降低政府自身的運營成本。其次,政府應該完善與低碳消費有關的各項政策和制度。政府應要綜合運用征稅、補貼、基金、低碳財政稅收政策等手段推動整個社會低碳消費生活的形成。政府可以通過制定對低碳消費實施稅費優惠政策的同時,對高碳消費征收較高的稅費,以稅收的手段來調控節能減排,促進低碳消費環境的形成。
(二)加強企業責任。
在低碳經濟發展的過程中,企業作為能源消費者也承擔著重要的社會責任。政府必須鼓勵企業發展低碳行業,對使用清潔能源的企業給予優惠政策,引導企業開發新能源,提高能源的利用率。一方面,企業可以通過更新設備和引進先進的低碳技術來減少能源的消耗。另一方面,企業可以為社會生產低碳消費品,使民眾在購買低碳節能的消費品時有更多的選擇,這樣可以更深入地推動低碳消費的發展。
(三)加深公眾參與的程度。
低碳消費的主體是公民,公民的參與是低碳消費的社會基礎。政府應該利用社會媒體加大低碳消費的宣傳力度,以促進人民的消費方式逐漸向低碳模式轉變。社會媒體應該要積極宣傳低碳消費的觀念,普及低碳消費的知識,使低碳消費的觀念深入人心。讓公眾認識到在資源匱乏的今天,低碳消費是一種更好地生活方式。公眾在消費過程中也要發揚節約的傳統美德;出行要選擇騎自行車或者乘坐公共交通工具為主要交通方式;隨手關燈、材料循環使用、使用環保購物袋等等。公眾應該在日常生活中逐漸養成低碳的消費方式,把低碳消費行為變成一種自覺的行動。
參考文獻:
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能源是人類生存的基本條件和人類社會發展的原動力。隨著人類文明的進步,能源問題成為人們日益關注的焦點問題。目前全世界都在推動第二代能源系統的建設,積極試點,認真進行立法準備,抓緊開發配套相關設備。第二代能源系統具有六個方面的主要特征,一是燃料的多元化;二是設備的小型、微型化;三是冷熱電聯產化;四是網絡化:五是智能化控制和信息化管理;六是高標準的環保水平。而其中燃料的多元化,設備的小型、微型化,冷熱電聯產化和環保要求則代表著能源技術發展的幾個重要方向:可再生能源的開發利用、分布式供電技術的興起與冷熱電三聯產系統的發展。
本文通過對分布式供電特點及其發展趨勢的闡述,強調分布式供電對電力工業的重要作用,指出可再生能源為分布式供電提供了更廣闊的發展前景;分布式供電技術發展的主要方向之一為冷熱電三聯產技術。
2 分布式供電
2.1 分布式供電概述及其特點
顧名思義,分布式供電是相對于傳統的集中式供電方式而言的,是指將發電系統以小規模(數千瓦至50MW的小型模塊式)、分散式的方式布置在用戶附近,可獨立地輸出電、熱或(和)冷能的系統。這個概念是從1978年美國公共事業管理政策法公布后正式先在美國推廣,然后被其它先進國家接受的。當今的分布式供電方式主要是指用液體或氣體燃料的內燃機、微型燃氣輪機和各種工程用的燃料電池。因其具有良好的環保性能,分布式供電電源與“小機組”己不是同一概念。
與常規的集中供電電站相比,分布式供電具有以下優勢:沒有或很低輸配電損耗;無需建設配電站,可避免或延緩增加的輸配電成本;適合多種熱電比的變化,系統可根據熱或電的需求進行調節從而增加年設備利用小時;土建和安裝成本低;各電站相互獨立,用戶可自行控制,不會發生大規模供電事故,供電的可靠性高;可進行遙控和監測區域電力質量和性能:非常適合對鄉村、牧區、山區、發展中區域及商業區和居民區提供電力;大量減少了環保壓力。
二十世紀初以來電力行業流行的觀點是,發電機組容量越大,則效率越高,單位kw投資越低,發明成本也越低,因而隨著能源產業的發展,電力工業發展方向是“大機組、大電廠和大電網”。但是,在許多特殊情況下,分布式供電是集中供電不可缺少的重要補充:
分布式供電可以滿足特殊場合的需求 例如,而印瞞設電網的西部熟頃地區或散布的用戶:對供電安全穩定性要求較高瞅糊昭戶,如醫院、銀行等;能源需求較為多樣化的用戶,需要電力的同時還需要熱或冷能的供應。這種供電方式最大的優點是不需遠距離輸配電設備,輸電損失顯著減少,運行安全可靠,并可按需要方便、靈活地利用排氣熱量實現熱電聯產或熱電冷三聯產,提高能源利用率。
分布式供電方式可以彌補大電網在安全穩定性方面的不足 在世界上大型火電廠建設的趨勢有增無減之時,電網的急速膨脹對供電安全與穩定性帶來很大威脅,而各種形式的小型分布式供電系統,使國民經濟、國家安全至關重要而又極為脆弱的紐帶--大電網不再孤立和笨拙。直接安置在用戶近旁的分布式發電裝置與大電網配合,可大大地提高供電可靠性,在電網崩潰和意外災害(例如地震、暴風雪、人為破壞、戰爭)情況下,可維持重要用戶的供電。
分布式供電方式為能源的綜合梯級利用提供了可能 在常規的集中供電方式中,能量形式相對單-。當用戶不僅僅需要電力,而且需要其它能量形式如冷能和熱能的供應時,僅通過電力來滿足上述需要時難以實現能量的綜合梯級利用:而分布式供電方式以其規模小、靈活性強等特點,通過不同循環的有機整合可以在滿足用戶需求的同時實現能量的綜合梯級利用,并且克服了冷能和熱能無法遠距離傳輸的困難。
分布式供電方式為可再生能源的利用開辟了新的方向 相對于化石能源而言,可再生能源能流密度較低、分散性強,而且目前的可再生能源利用系統規模小、能源利用率較低,作為集中供電手段是不現實的。分布式供電方式為可再生能源利用的發展提供了新的動力。我國的可再生能源資源豐富,發展可再生能源是二十一世紀減少環境污染和溫室氣體排放以及替代化石能源的必然要求,因此為充分利用量多面廣的可再生能源發電,方便安全地向偏僻、少能源地區供電,建設可再生能源分布式供電應受到高度重視。
還應指出,對目前世界能源產業面臨亟待解決的四大問題:合理調整能源結構、進一步提高能源利用效率、改善能源產業的安全性、解決環境污染,單-的大電網集中供電解決上述問題存在困難,而分布式供電系統恰好可以在提高能源利用率、改善安全性與解決環境污染方面做出突出的貢獻。因此,大電網與分散的小型分布式供電方式的合理結合,被全球能源、電力專家認為是投資省、能耗低、可靠性高的靈活能源系統,成為二十-世紀電力工業的發展方向。這就是說,世界電力工業已經開始向傳統電力工業的模式告別,走向依靠大型發電站和小型分布式供電廣泛結合的過渡的“分散式”電力系統,從而大大改善供電效率、供電品質和減輕當今電力行業對環境影響形成的負擔、減少興建和改善輸配電線路。而且,由于近來美國加州供電危機的影響,國外有的觀點甚至認為今后在大力發展分布式供電的情況下,大型中心電站將走向衰落。
2.2 分布式供電發展趨勢
2.2.1分布式供電的主要方式
分布式發電方式多種多樣,根據燃料不同,可分為化石能源與可再生能源;根據用戶需求不同,有電力單供方式與熱電聯產方式(CHP),或冷熱電三聯產方式(CCHP);根據循環方式不同,可分為燃氣輪機發電方式,蒸汽輪機發電方式或柴油機發電方式等。表1列出了主要的分布式供電方式。
在產業革命后的200年中,煤炭一直是世界范圍內的主要能源,而隨著科技、經濟的發展,石油在一次能源結構中的比例不斷增加,于20世紀60年代超過煤炭。此后,石油、煤炭所占比例緩慢下降,天然氣比例上升;同時,新能源、可再生能源逐步發展,形成了當前的以化石燃料為主和新能源、可再生能源并存的格局。然而,雖然可再生能源是取之無盡的潔凈能源,但其能源密度低,穩定性較差,需要蓄能調節,長期穩定運行困難,且由于技術不夠成熟,可再生能源一次投資較大,經濟性差;而化石能源的發電技術不僅更加成熟,而且效率更高。因此,作為分布式供電的發電技術,化石能源目前仍是國際上的主要方向。
表1 主要的分布式供電方式
發電技術
能源種類
內燃機發電技術
燃氣輪機發電技術
微型燃氣輪機發電技術
常規的燃油發電機發電技術
燃料電池發電技術
化石能源
太陽能發電技術
風力發電技術
小水利發電技術
生物質發電技術
可再生能源
氫能發電技術
二次能源
垃圾發電技術
一般廢棄物
2.2.2 分布式供電的主要動力-微型燃氣輪機
以化石能源為能源動力的分布式供電方式多種多樣(見表1)。隨著微型燃機技術的不斷完善,微型燃機發電機組已成為分布式供電的主力。
微型燃氣輪機是功率為數百KW以下的、以天然氣、甲烷、汽油、柴油等為燃料的超小型燃氣輪機。它的雛形可追溯到60年代,但作為-種新型的小型分布式供電系統和電源裝置的發展歷史則較短。
微型燃氣輪機大都采用回熱循環。通常它由透平、壓氣機、燃燒室、回熱器、發電機及電子控制部分組成,從壓氣機出來的高壓空氣先在回熱器內接受透平排氣的預熱,然后進入燃燒室與燃料混合、燃燒。大多數微型氣輪機由燃氣輪機直接驅動內置式高速發電機,發電機與壓氣機、透平同軸,轉速在50000-120000rpm之間。一些單軸微型燃氣輪機設計,發電機發出高頻交流電,轉換成高壓直流電后,再轉換為60Hz480v的交流電。
目前,開發微型透平的廠商主要集中在北美,歐洲有瑞典和英國。表2為部分新一代微型燃氣輪機的主要技術參數。
與柴油機發電機組相比,微型燃機具有以下一系列先進技術特征:
(1)運動部件少,結構簡單緊湊。重量輕,是傳統燃機的1/4;
(2)可用多種燃料,燃料消耗率低,排放低,尤其是使用天然氣;
(3)低振動,低噪音,壽命長,運行成本低;
(4)設計簡單,備用件少,生產成本低;
(5)通過調節轉速,即使不是滿負荷運轉,效率也非常高;
(6)可遙控和診斷:
(7)可多臺集成擴容。
因此,先進的微型燃氣輪機是提供清潔、可靠、高質量、多用途的小型分布式供電的最佳方式,使電站更靠近用戶,無論對中心城市還是遠郊農村甚至邊遠地區均能適用。有理由相信,一旦達到適當的批量,微型燃機輪機有能力與中心發電廠相匹敵。對終端用戶來說,與其它小型發電裝置相比,微型燃氣輪機是一種更好的環保型發電裝置。
表2 新一代微型燃氣輪機的主要技術參數 供應商 燃料 轉速 電功率(KW) 效率(%) 壓比 進口溫度(oC) 出口溫度(oC) 排氣溫度(oC) 排放(NOx) 功率范圍(KW) Allied
Signal 天然氣 65000 75 28.5 3.7 930 650 240
柴油
丙烷 50000 70 33 3.3 870 - 200 - 30-200
2.2.3 分布式供電發展方向-冷熱電三聯產系統
雖然回熱等有效提高微型燃氣輪機系統熱轉功效率的手段得到應用,微型燃機發電效率己從17%-20%上升到當前的26%-30%,但以微型燃氣輪機作為動力的簡單的分布式供電系統的熱轉功效率依然遠小于大型集中供電電站。如何有效提高分布式供電系統的能量利用效率是當前分布式供電技術發展所面臨的主要障礙之一。
正如常規的集中供電電站可以通過功熱并供提高能源利用率一樣,分布式供電系統在用戶需要的情況下,同樣可以在生產電力的同時,提供熱能或同時滿足供熱、制冷兩方面的需求。而后者則成為一種先進的能源利用系統-冷熱電三聯產系統。
與簡單的供電系統相比,冷熱電三聯產系統可以在大幅度提高系統能源利用率的同時,降低環境污染,明顯改善系統的熱經濟性。因此,三聯產技術是目前分布式供電發展的主要方向之一。
2.2.4 以可再生能源為基礎的分布式供電方式的發展前景
由于礦物能源的有限性和污染性,可再生能源的利用與研究已引起廣泛的重視。20世紀70年代以來,可再生能源已經引起了科學家的關注,研究和開發工作取得了重大進展和成就。進入21世界,可再生能源問題明確地擺到了政府決策者、科學家和社會各界面前,成為重點發展的熱門研究課題。根據國家“863”專家委員會提供的文件,在全球資源與環境問題的強大驅動下,預計在未來10年左右的時間內,可再生能源研究將取得突破性進展。據國際能源機構預測,到2060年全球可再生能源的比例將發展到世界能源構成的50%以上。
我國可再生能源資源豐富、量多面廣。例如,太陽能在我國2/3國土上的年輻射量超過600MJ/cm2,每年地表吸收的太陽能大約相當于17萬億噸標準煤的能量;而地熱資源的遠景儲量為1353.5億噸標準媒,探明儲量為31.6億噸標準煤。效率差、密度低、不穩定等缺陷成為以往可再生能源利用的主要障礙,很難將其與集中供電相結合。通過與分布式供電方式相結合,新型可再生能源分布式發電系統可以在能的梯級利用的基礎上實現效率的大幅度提高;同時,分布式發電系統對能源密度的要求也遠低子集中供電方式;而且,通過與現代蓄能技術相結合,可以在很大程度上克服可再生能源不穩定的缺陷。如今,分布式供電方式為可再生能源利用的發展提供了新的動力,在供能效率和經濟性的提高以及能源供給安全性方面具有不可替代的作用;而可再生能源也為分布式供電提供了更加廣闊的發展前景。
可再生能源系統具有運行費用低、環保性能好等突出優勢。比如,為適應北京2008年舉辦奧運會的要求,以及北京日趨嚴格的環境排放標準,我們建議在奧運村建設示范項目“太陽能與熱泵高效復合能源系統”:將性能好、技術含量高的熱泵技術和太陽能利用技術相結合。此項目利用太陽能等環境能源作為輔助能源,可確保奧運村對電、冷和熱的供應萬無一失。它充分體現了“綠色奧運”、“科技奧運”的宗旨,將有力推進北京和全國清潔能源利用的發展。該項目由于采用太陽能熱水器,系統省去熱水器裝機負荷以及運行負荷;由于采用太陽能熱水器作為冬季熱泵供熱的熱源,實現了寒冷地區的熱泵冬夏兩季運行,省去了系統供熱空調裝機負荷。另外,該系統通過將太陽能和天然氣或電能適當結合,克服了傳統太陽能利用的不連續、不穩定的缺陷--夏季系統可以輸出空調用冷和生活熱水,冬季系統可以輸出空調用熱,僅太陽能環境能源的利用就使系統節電能20%-30%;年總能耗比傳統技術方案降低了60%左右,節能效果非常明顯。該項目設備總投資費用雖然比傳統技術高20%多(其中太陽能熱水器設備費約占總投資的60%),但運行費用降低50%左右,所追加投資僅需2年左右就可全部回收。
目前,對以太陽能、地熱能等為主的可再生能源的研究和利用受到世界范圍的重視。隨著對可再生能源的能量聚集、轉化、儲存和利用等方面研究的深入,無論是從環境保護的角度,還是從技術經濟、社會發展的角度來看,以可再生能源為基礎的分布式供電方式具有不可替代性,必將成為未來很有發展前景的供能手段之一。
2.3 我國需要分布式供電
目前我國正處在經濟高速發展時期,提高資源綜合利用效率,是我國能源工業能否持續支撐國家現代化建設的關鍵所在。我國能源利用水平距世界發達國家還有很大的差距,日益增長的電力需求遠未得到滿足,“大機組、大電廠、大電網”的大規模、集中式的電網供電依然是我國目前能源工業的主要發展方向。
但是,我國需要分布式供電。這是因為:
(1)我國幅員遼闊,但物產資源相對貧乏,而且經濟發展不平衡。對于西部等邊遠、落后地區而言,由于其遠離經濟發達地區,形成一定規模的、強大的集中式西北電網系統需要很長時間和巨額的投資,這無法滿足目前西部經濟快速發展的需要。而分布式供電系統可以借助西部天然氣資源豐富、可再生能源多種多樣的優勢,在不長的時間內,以較小的投資為代價,為西部經濟發展提供有力的支撐;對于東南沿海經濟發達地區,由于生活水平的日益增加,已經出現了類似于西方發達國家的對于能源產品需求多樣化的趨勢。與集中式供電相比,分布式供電顯現了突出的優點,為解決上述問題提供-個更加圓滿的方案。
(2)隨著經濟建設的飛速發展,我國集中式供電電網的規模迅速膨脹。這種發展所帶來的安全性問題是不容忽視的,如紐約市、臺灣島二次大停電己為我們敲響了警鐘。為了及時抑制這種趨勢的蔓延,只有合理地調整供電結構、有效地將分布式供電和集中式供電結合在一起,構架更加安全穩定的電力系統。
(3)縱觀西方發達國家的能源產業的發展過程,可以發現:它經歷了從分布式供電到集中式供電,又到分布式供電方式的演變。造成這種現象不僅僅是由于生活水平提高的需求,而且也是集中式供電方式自身所固有的缺陷造成的。毋庸置疑,隨著社會的發展,我國能源產業也將面臨類似的問題。因此,雖然從目前能源產業的發展情況來看,集中式供電是我國能源系統發展的主要方向,但從長遠看,構造一個集中式供電與分布式供電相結合的合理能源系統,增加電網的質量和可靠性,將為我國能源產業的發展打下堅實的基礎。
所以,我國近期在發展大機組、大電廠的同時,應不失時機、因地制宜地興建分布式供電設施??梢灶A見,隨著西部大開發的深入進行,特別是“西氣東輸”工程的開展,我國沿線區域和邊遠地區的分布式供電將得到極大的發展。
還應指出,對北京而言,這種分布式能源系統,不僅是保證2008年奧運會順利進行所必須的,而且它將為首都經濟提供一個有廣闊前景的技術產業,為北京的發展做出貢獻。
3 冷熱電聯產
3.1冷熱電聯產系統概述及其特點
傳統動力系統的技術開發以及商業化的努力主要著眼于單獨的設備,例如,集中供熱、直燃式中央空調及發電設備。這些設備的共同問題在于單一目標下的能耗高,在忽視環境影響和不合理的能源價格情況下,具有-定的經濟效益。但是,從科技技術角度出發,這些設備都尚未達到有限能源資源的高效和綜合利用。
冷熱電聯產(CCHP)是-種建立在能的梯級利用概念基礎上,將制冷、供熱(采暖和供熱水)及發電過程-體化的多聯產總能系統,目的在于提高能源利用效率,減少碳化物及有害氣體的排放。與集中式發電-遠程送電比較,CCHP可以大大提高能源利用效率:大型發電廠的發電效率-般為35%-55%,扣除廠用電和線損率,終端的利用效率只能達到30-47%。而CCHP的能源利用率可達到90%,沒有輸電損耗;另外,CCHP在降低碳和污染空氣的排放物方面具有很大的潛力:據有關專家估算,如果從2000年起每年有4%的現有建筑的供電、供暖和供冷采用CCHP,從2005年起25%的新建建筑及從2010年起50%的新建建筑均采用CCHP的話,到2020年的二氧化碳的排放量將減少19%。如果將現有建筑實施CCHP的比例從4%提高到8%,到2020年二氧化碳的排放量將減少30%。
3.2冷熱電聯產系統方案選擇
典型冷熱電三聯產系統一般包括:動力系統和發電機(供電)、余熱回收裝置(供熱)、制冷系統(供冷)等。針對不同的用戶需求,冷熱電聯產系統方案的可選擇范圍很大:與熱、電聯產技術有關的選擇有蒸汽輪機驅動的外燃燒式和燃氣輪機驅動的內燃燒式方案;與制冷方式有關的選擇有壓縮式、吸收式或其它熱驅動的制冷方式。另外,供熱、供冷熱源還有直接和間接方式之分。
在外燃燒式的熱電聯產應用中,由于背壓汽輪機常常受到區域供熱負荷的限制不能按經濟規模設置,多數是相當小的和低效率的;而對于內燃燒式方案,由于技術的不斷進步,已經生產出了尺寸小、重量輕、污染排放低、燃料適應性廣、具有機械效率和高排氣溫度的燃氣輪機,同時燃氣輪機的容量范圍很寬:從幾十到數百KW的微型燃氣輪機到300MW以上的大型燃氣輪機,它們用于熱電聯產時既發電又產汽,兼有高發電效率(30%-40%)和高的熱效率(70%-80%)?,F在,在有燃汽和燃油的地方,燃氣輪機正日益取代汽輪機在熱電聯產中的地位。
壓縮式制冷是消耗外功并通過旋轉軸傳遞給壓縮機進行制冷的,通過機械能的分配,可以調節電量和冷量的比例;而吸收式制冷是耗費低溫位熱能來制冷(根據對熱量和冷量的需求進行調節和優化),把來自熱電聯產的一部分或全部熱能用于驅動吸收式制冷系統。
目前最為常見的吸收式制冷系統為溴化鋰吸收式制冷系統和氨吸收式制冷系統。前者制冷溫度由于受制冷劑的限制,不能低于5℃,-殷僅用于家用空調;后者的制冷溫度范圍非常大(+10℃--50℃),不僅可用于空調,而且可用于0℃以下的制冷場所。同時,氨吸收式制冷系統可以利用低品位的余熱,所需熱源的溫度只要達到80℃以上就能利用,從而使能源得到充分合理的利用;而月氨吸收式制冷系統還具有節電、設備易于制造和維修、對安裝場所要求不高、系統運行平穩可靠、噪聲小、便于調節、可以在同一系統內提供給用戶不同溫度的冷量、單個系統的制冷量很大等優點。
4 結論
隨著人民生活水平的提高,能源消費日益增長,能源動力系統愈來愈向大容量、高度集中的模式發展。然而,分布式供電是集中供電不可缺少的重要補充。它因靈活的變負荷性、低的初投資、很高的供電可靠性、很小的輸電損失和適合可再生能源等特點在世界范圍內越來越受到重視。
篇9
1.1DER-CAMDER-CAM
能夠以微電網年供能成本(購電成本、燃料成本、分布式能源等年值成本及運行維護成本)最低和/或CO2排放量最低為優化目標進行單一或多重目標的優化規劃,可確定微電網內部分布式能源最優的容量組合以及相應的運行計劃。目前該模型能夠考慮光熱、光伏、傳統/新型發電機、CHP、熱/電儲能、熱泵、吸收式制冷機、電動汽車等多種分布式能源和儲能設施。DER-CAM中負荷模型包括純電負荷、冷負荷、冷凍負荷、供暖負荷、熱水負荷、純天然氣負荷共6類。
1.2HOMER
可再生能源互補發電優化建模(HybridOptimizationModelforElectricRenewable,HOMER)是由NREL資助開發的可再生能源混合發電經濟-技術-環境優化分析計算模型,主要針對小功率可再生能源發電系統結合常規能源發電系統形成的混合發電系統進行優化。HOMER以凈現值成本(可再生能源混合發電系統在其生命周期內的安裝和運行總成本)為基礎,模擬不同可再生能源系統的規模、配置,在一次計算中能同時實現仿真、優化和靈敏度分析3種功能。其優化和靈敏度分析算法,可以用來評估系統的經濟性和技術選擇的可行性,可以考慮技術成本的變化和能源資源的可用性。其能夠模擬系統的運行過程,提供全年每小時各種可再生能源的發電量及系統電力平衡情況;能夠詳細計算系統全年燃料、環境、可靠性、電源、電網等各項成本;能給出不同限制條件下的最優化可再生能源發電規劃方案。HOMER的優點在于其靈活的系統建模能力,能夠對多種可再生能源、發電技術進行建模仿真,儲能模型考慮了飛輪、蓄電池、液流電池以及氫儲能。HOMER能夠對并網型和獨立型微電網系統進行建模仿真,支持基于全年8760h能量平衡仿真的系統容量優化以及參數靈敏度分析。其應用范圍廣泛,適用于不同規模的系統,目前已在城市、海島、村莊、社區、住宅等規模下的可再生能源規劃及電網優化設計中得到應用。此外,HOMER還能提供不同系統配置下詳細的經濟分析結果,但不足是作為能源規劃分析軟件,沒有對網絡進行建模。
1.3H2RES
H2RES是由克羅地亞薩格勒布大學于2000年開發的能源規劃程序。該程序能夠模擬不同研究場景(不同可再生能源、間歇式能源滲透率、不同發電技術)下能源需求(水、電、熱、氫)、儲能(氫儲能、抽水蓄能、蓄電池)與供給(風、光、水力、地熱、生物質、化石燃料或電網)之間的平衡。H2RES模型包括除核電外的各種熱發電技術以及除潮汐能外的各種可再生能源技術,也包括不同的儲能與轉換技術。在進行風電、光伏和水電模擬時,需輸入從鄰近的氣象站獲得的風速、太陽能輻射和降水等氣象數據,H2RES可由此輸出合適的可再生能源技術參數。H2RES模型尤其適合提高海島、偏遠山區等獨立型系統或與電網連接比較脆弱的并網型系統的可再生能源滲透率及利用率分析。此外,H2RES也可以作為單個風能、水力、光伏發電并網的輔助規劃工具。
1.4HOGA
基于遺傳算法的混合優化設計軟件(HybridOptimizationbyGeneticAlgorithms,HOGA)由西班牙Zaragoza大學電氣工程系開發。HOGA采用遺傳算法對混合系統進行優化設計,其仿真時間為1h,在此期間所有參數都假定為常數。應用HOGA可以進行單目標或多目標優化。該軟件可對組成混合發電系統的光伏發電機、風力發電機、蓄電池、水輪機、柴油或其他燃料發電機、燃料電池、電解槽、氫儲罐、整流器和逆變器等組件的數量及種類進行優化,同時混合系統的控制策略和蓄電池的荷電狀態設置點也可通過該軟件進行優化。
1.5DCOT
聯產設計工具包(Designer’sCogenerationOptimizationToolkit,DCOT)是中國科學院廣州能源研究所在十余年的科研成果的基礎上,研發的面向節能設計者的集成GAMS和Dest的輔助設計計算軟件。軟件基于數據庫進行編程,具有完備的設備庫和模型庫,不同地區能源價格數據庫,空調負荷數據庫,另外還有算法庫,包括線性規劃、非線性規劃、混合整數線性規劃和混合整數非線性規劃等算法。DCOT主要應用于需要進行能源優化設計(包括供電、供熱和供冷)的場合。不僅可以應用于普通建筑,還可以應用于區域能源規劃。在使用DCOT進行能源規劃前,可以使用DEST和DOE-II的建筑熱環境設計模擬軟件來進行建筑模擬,得出全年、每天、每小時的冷熱電負荷;并根據以上數據將全年分為幾個工況,而后將各數據作為DCOT的優化設計的依據。
1.6PDMG
微電網規劃設計軟件(PlanningandDesigningofMicro-grid,PDMG)為天津大學在其配電網規劃軟件平臺基礎上研制的一套實用軟件。該軟件具備間歇性數據分析、分布式電源及儲能容量優化、儲能系統實現設計以及結合專家干預的技術經濟比較等較為完整的微電網規劃設計功能。PDMG采取流程化的微電網規劃設計方法。主要包括原始數據獲取與分析、分布式電源規劃設計、儲能系統規劃設計和微電網方案評估。
2系統仿真分析軟件
2.1HYBRID2
HYBRID2是由NREL與科羅拉多州大學于1996年合作開發的混合發電系統仿真軟件。HYBRID2采用概率時序仿真模型,能夠對風/光/柴/蓄混合發電系統進行技術、經濟分析,可用于并網、孤島混合發電系統的工程級仿真。HYBRID2仿真軟件中,針對風/光/柴儲獨立微電網系統提出了多種控制策略,可以歸納為兩大類:①柴油發電機主要扮演凈負荷跟隨的角色(負荷跟隨),蓄電池基本處于浮充狀態,作為系統備用;②柴油發電機與蓄電池可輪流做主電源滿足凈負荷需求(循環充放)。凈負荷是指由實際負荷減去可再生能源發電系統功率輸出后的負荷值。HYBRID2是一款精確的混合系統模擬軟件,模擬時間間隔可固定在10~60min之間。HYBRID2能對一個風光混合發電系統進行精確的模擬運行,根據輸入的混合發電系統結構、負載特性、安裝地點的風速及太陽輻射數據獲得一年8760h的模擬運行結果。但其只是一個功能強大的仿真軟件,自身不具備優化設計的功能,且模擬所使用的風力發電機、光伏發電機和蓄電池特征的數學模型尚未公開。與HOMER相比,HYBRID2的優點在于其更為詳細、準確的系統建模能力,其元件模型、控制策略比HOMER都要詳細,其概率時序仿真模型彌補了準穩態仿真模型不能考慮參數波動(如風速、負荷波動)的不足。詳細的元件模型、控制策略及仿真模型,使得HYBRID2的仿真結果更加準確。但HYBRID2的系統建模靈活度不如HOMER,且不具備系統容量優化及參數靈敏度分析功能,同樣沒有對微電網內部的實際網絡進行建模,故不適宜單獨用于微電網系統的規劃設計。NREL建議使用HOMER軟件對混合系統進行優化設計,將優化后的結果輸入HYBRID2中,使用HYBRID2對其進行進一步的性能分析。
2.2μGrid
μGrid是由佐治亞理工學院正在開發的微電網仿真工具。針對微電網設備類型繁多、結構靈活而導致微電網仿真建模工作的挑戰,μGrid具備較強的建模仿真分析功能。μGrid微電網分析軟件抓住了三相或單相三線制、四線制及五線制電路最關鍵的物理現象,同時可基于物理模型模擬負荷。該建模方法使得一系列微電網相關問題的分析成為可能,如不平衡、不對稱預測和評估、不平衡不對稱損失評估、雜散電壓及地電位升高評估等;系統中不同元件的相互動態影響以及對系統穩定性、發電機負荷控制(頻率控制)、動態電壓控制的影響等。電力電子接口的設計和控制算法是動態分析的關鍵問題,μGrid不僅包括一些典型的控制方案,而且還可以對分布式電源制造商的控制方案建模;同時還包括分布式電源的用戶安裝模型(DER-CAM),能對DG的安裝位置進行優化。μGrid具有較強的微電網建模、仿真、分析能力,但不具備微電網規劃優化功能。但可與DER-CAM等軟件結合使用,完成對微電網的規劃與仿真。
3綜合對比
目前分布式能源系統方面的規劃設計軟件總體并不完善,不同軟件的功能也有所不同。針對上文所述的規劃設計軟件,對其功能進行綜合對比,結果如表2所示。
4發展趨勢
分布式能源系統內部設備類型繁多、結構復雜、運行方式靈活,涉及風/光/氣、冷/熱/電等不同形式能源的合理配置與科學調度,具有極大的不確定性和復雜度。由于分布式能源的優勢體現在技術、經濟、環保、社會等多個方面,需從可靠性、全生命周期成本、污染物及溫室氣體排放水平、能源利用效率、化石燃料消耗等多個方面對系統規劃設計進行綜合評價。分布式能源系統規劃設計需要解決的問題包括容量優化配置、網絡結構優化、運行控制優化、經濟性優化等。因此,系統規劃設計本質上是多場景、多目標、不確定性的綜合規劃問題?;谀壳胺植际侥茉聪到y規劃設計軟件的發展現狀,可知軟件的發展存在著以下幾點趨勢:
(1)多目標。由于分布式能源系統自身的復雜性,導致單目標優化無法全面、有效地進行規劃設計,因此單目標優化會向多目標優化發展。
(2)并/離網模式。分布式能源系統的優勢之一是既可以并網運行,也可以離網獨立運行,因此分布式能源規劃設計軟件需要考慮并網與離網兩種模式。
(3)負荷多元化。分布式能源系統除包括傳統的電能外,還需綜合考慮冷/熱/氫等不同的負荷需求,因此軟件應當對負荷需求進行全面的考慮。
(4)仿真與規劃結合。仿真與優化兩者各有優勢且互為補充,因此在開發分布式能源系統規劃設計軟件時,應當考慮兼顧仿真與優化的功能。
5結語
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對于傳統的電力系統,主要是以天然氣、煤炭、石油等一系列的一次性能源作為電力系統的重要能源。隨著科學技術的日益更新,可再生能源的出現逐漸大規模開始替代傳統的能源系統。二者之間最為重要的差別就是前者能夠進行存儲,有著較為穩定的發電空間模式,電力系統的雙側供應可調可控;然而后者主要是以再生能源為主要發電能源,其有著不可存儲的特性,因此不確定性就更為明顯,電力系統的雙側供應可調可控性較差。新能源的出現,就是為了能夠彌補可再生能源的可調可控性不足,通過新能源電力系統的獨特方式和創新技術,使電力系統能夠在保證可調可控更穩定的狀態下,保證可再生能源得到更加安全、高效的應用。
1.1高滲透率的可再生能源
新能源電力系統中的一項重要特征就是高滲透,也是結合我國的基本國情所決定,因為我國在新能源應用方面主要集中在新疆、甘肅等地,這種格局的界定根據地理位置確定。在未來的我國新能源電力系統的主要發展形勢仍然會以普遍的集中形式,包含各地分布形式為主要策略,逐漸地遠離大電網輸送,消除中途輸送的能源浪費,從而有效地保證新能源電力系統充分地利用可再生能源。
1.2側向供應的多能源互補
新能源電力系統的著重發展方向是能夠有效利用的可再生資源,運用電源、電網、負荷等方面的技術手段實現統一的協調互動,從而保證新能源電力系統的高效運作。對于側向供應的多能源互補,主要體現在以下兩個方面:一個方面是供應,利用風能、太陽能、水能、海洋能、地熱能、生物質能等,這些永不枯竭的綠色能源,配備精確的預測技術,在最大限度上使新能源電力系統得到充分地發揮,將一系列能源之間的運作形成互補,從而減少因為自身穩定性差而出現波動的問題;另一個方面是需求,利用當前電力系統中的先進技術,使所有的用電用戶準確地知道自己的用電情況,根據電力系統所提供的運行狀態來實時掌握價格的變化,并及時地對自身電力使用情況進行用電調節。
2新能源電力系統優化控制方法
從當前我國電力系統發展的整體狀態上來看,控制方法還需要不斷改善和優化,在此過程中還要遵循協調與分解的基本原則。一方面要從新能源電力系統的整體方面考慮,另一方面也要從新能源電力系統的局部自主優化考慮。在新能源電力系統的優化控制過程中,多個方面的不穩定性都將隨之產生,在難度上呈現遞增趨勢,局部與全局的協同性問題也在增加。因此,需要在以下幾個方面對新能源電力系統優化控制的方法進行分析與探討。
2.1新能源電力系統友好型控制方法
新能源電力系統友好型控制方法相對于傳統的能源形勢來講,能夠提供更高的電力輸出,有效地提升新能源電力系統的穩定性。新能源通過各項科學分析,依據歷史數據以及天文氣象等信息,利用數據分析解讀可控手段和方法,因此,新能源的分析預測已經成為了調控的重要手段。對于新能源電力系統的分析預測主要是針對其功率進行控制。當前功率預測可以分為3個等級:日、小時、分鐘。就當前新能源電力發展的狀態看,優化控制方法的功率預測分級已經成為不可缺少的一項方式方法。在未來新能源的道路上,需要更加精細、更加優化、更加穩定的友好控制。同時,沼氣、蒸汽、火電、水電、核電、太陽能發電、潮汐發電、波浪發電等一系列能源之間的互通互補也將成為重要的發展方向。
2.2新能源電力系統多源互補控制方法
所謂的新能源電力系統多源互補控制方法,主要就是利用水利能源、煤炭能源等一系列傳統的發電形式中的穩定性,來協調太陽能源、風力能源等可再生能源較為不穩定的電力輸出,從而在多個能源相互之間補充的情況下,使電力系統達到相對平衡的狀態。但是,也基于我國的實際國情,當前較為缺乏的就是能夠儲能靈活的能源,因此,在我國煤炭儲量位居世界第三的前提下,就需要努力提升燃煤能源,以此來對當前較為薄弱的多個可再生能源進行互補,從而提升電力系統的利用率。
2.3新能源電力系統雙側資源控制方法
相對于傳統意義上的電力系統,其發電的控制方法隨著新能源電力的增加,以往的單純依靠單側資源控制已經不能夠滿足當前發展的需要。隨著各行各業的發展,電能負荷的需求量成倍增長,單一的供給與需求平衡逐漸被打破。因此,在當前階段新能源電力系統雙側資源控制方法所具有的獨特雙隨機波動性,能夠有效地解決資源合理分配的問題,從而減少誤差提高穩定性,整體提升新能源電力系統的利用率。
3新能源電力系統關鍵技術創新
新能源電力系統的技術主要是通過其結構和運行,使得電力系統能夠在穩定性較低的情況下保證新能源電力系統的安全運行,因此,不斷的創新和發展是新能源電力所面臨的重要問題。想要實現新能源電力系統優化控制,就要實現一系列的技術創新和配套機制,以促進系統的可調控性、安全性、穩定性、信息化、自動化、智能化水平的大幅度提升。
3.1電源響應技術
應用電源響應技術,主要是在技術能力上有所突破,適時引進國外先進的新能源發電、輸送以及平抑電力波動等一些新技術,以提高新能源的電力發電與應用效率,重要的是需要通過開放電網,以此來實現所有電力系統的公平接入,利用新型的電網友好型發電技術與其他多種可再生能源互補,實現與源網的協同機制,并且不斷地加強和完善清理能源的補償機制,保障清潔能源電力系統的長效發展,同時開放電網的公平接入,建立新能源電力系統發展的新機制,促進新能源電力系統在“十三五”之后全面發展。
3.2電網響應技術
應用電網響應技術,主要是由于新能源電力存在電網振動的缺陷,使新能源電力無法在電網內大力輸送,這是受其系統相關特征影響而產生的電壓耐受力與通電能力低的現象??赏ㄟ^采用合理的低電壓、高電壓、不對稱穿越的方式,改變系統的奔向你通過,使電力系統電網存在一定的慣性。我國的新能源建設與實際地理位置相結合,構建了全新模式的電網機構,運用國外先進的電力輸送方式,從而實現各地區之間的電力系統能夠進行互通,使太陽能、水能、風能、生物能等一系列的相關可再生能源實現跨區域電力交易機制,并進行系統建設,充分發展新型電網結構與先進的輸電方式,進一步實現電網的先進控制與安全防御功能。
3.3負荷響應技術
應用負荷響應技術,是因為新能源電力系統對外界環境的抗干擾能力不足,在外界產生比較嚴重的干擾時,電力系統的安全性受到嚴重影響,甚至導致系統功能癱瘓,這就需要提高系統承受高峰能力。同時還應利用發電設備的集中布局優勢,充分在距離使用上有所發揮。通俗來講就是將各種動力設備以及生理組織等在單位時間內承擔協同電力額定。在此方面需要建立各項能源的供需協同響應機制,重點是在科學技術與智能調控管理,各種數據分析和大數據處理技術的研發,從而能夠在今后一段時期內逐漸地適應全新的新能源電力系統的雙側供應互補。
3.4云端智能綜合控制技術
由于大型系統的數據來源復雜多樣,控制關系又錯綜復雜,對系統進行既有控制效率又有實施效果的改進,成為目前主要研究的課題。通過云技術的不斷發展應用,云端智能綜合控制技術被應用到新能源的電力系統中,一方面數據通過云存儲技術實現了自由下載與使用,這使信息互通性大大加強;另一方面,系統規劃與協調運行均可通過云計算、云處理技術得以實現,有效提高了系統的協調性;還有云端綜合控制技術還完成了系統的智能化管理與控制,這也大大節省了系統資源。
3.5大數據系統技術
大數據技術應用近年來很受青睞,尤其像新能源電力這樣的大系統結構,可通過對能量流、物質流、信息流的控制、分配與完成進行一系列的可協調性、穩定性以及能通性的分析,使信息傳遞更完整,更靈活。除此之外,大數據技術還具備清理、解讀、存儲等多項功能,尤其是新興的大數據融合技術與可視化技術等應用,更為新能源電力大系統提供了廣闊的發展空間。
4結束語
綜上所述,在今后一段時期內,新能源電力系統優化控制方法及關鍵技術創新發展是我國需要不斷深入研討的一項重要內容,只有真正實現電力系統多項能源互補,能源之間協調存儲,才能夠最大程度充分利用可再生能源,最終使得可再生能源成為我國電力系統之中的首選。
參考文獻
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