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发电侧低碳技术及管理手段

        发布时间:2018-08-20 10:40        编辑:北极电力网
  1发电环节低碳潜力

  发电行业作为国民经济发展的重要基础产业,无论是能源消耗还是温室气体和污染物排放,发电行业比重都很大,是我国节能降碳的重要领域。虽然发电行业的节能降碳工作已经取得较为显著的成绩,但潜力依然很大。

  1.1火电节能减排潜力分析

  我国火电以煤电为主,虽然我国煤炭资源丰富,但人均占有量低,煤炭分布不均衡,煤炭后备储量紧张。因此火电由于煤炭的不可再生性和现有储备,发展潜力有限。

  随着国家火电机组“上大压小”结构减排政策的实施,目前在运小机组逐渐减少,靠结构减排降低供电煤耗的空间越来越小,因此依靠化石能源节能减排创新技术的开发与应用实现节能减排是必然的选择。虽然目前我国平均供电煤耗已经达到世界先进水平,但不同地区、不同机组煤耗差别仍然较大,因此火电机组仍有相当大的节能减排空间。

  1.2水电节能减排潜力分析

  国际上,具备水能资源条件的发达国家,水电平均开发度已在60%以上。截止2003年,美国水电资源已开发约82%,日本84%,加拿大65%,德国73%,巴西、法国、挪威、瑞士均在80%以上,我国水电资源已开发约39%,由此证明水资源丰富的我国水电开发的潜力还很大。我国水力资源理论蕴藏年发电量为6.08万亿千瓦时;技术可开发装机容量5.42亿千瓦,年发电量2.47万亿千瓦时;经济可开发容量4.02亿千瓦,年发电量1.75万亿千瓦时。

  我国的水电开发也存在一些问题,主要表现在地域分布极不平衡,西部多东部少,相对集中于西南;开发程度存在较大地区间差异,2010年底我国水电开发程度为45.7%,其中中东部地区开发程度超过80%,而西部地区开发程度仅为23%,特别是西南地区仅为17%;移民与环保问题制约发展。实行大中小水电开发相结合,推进水电流域梯级综合开发;扩大资源配置范围;加快抽水蓄能电站发展,能够进一步挖掘水电节能减排潜力。

  1.3核电节能减排潜力分析

  目前我国核电技术的应用较为成熟,发展潜力非常大,重点强调安全发展。存在的问题主要表现在核安全管理的法律法规和政策制度体系有待完善;核电技术还处于引进、消化、吸收过程中,需要加强自主创新;需要大量投资及引进高端技术人才。未来,我国还需要制定明确稳定的核电产业政策,运用政策或法律法规保证长期发展核能战略;同时,应当注重核电市场化运作,建立统一完整的核电发展机制,推动核电产业的安全有序发展。

  1.4风电节能减排潜力分析

  根据中国气象局普查成果,全国陆地离地面10米高度的风能资源总储量为43.5亿千瓦,技术可开发量约为3亿千瓦,海上可开发利用的风能约7.5亿千瓦。我国的风力资源极为丰富,绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上,特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿,平均风速更大;有的地方,一年三分之一以上的时间都是大风天。在这些地区,发展风力发电是很有前途的。

  现存问题表现在规模化程度不高、国产化水平较低;风电设备质量良莠不齐;在风能资源丰富的“三北”地区,存在电网对风电的输送与市场消纳能力不足问题。通过注重大中小、分散与集中、陆地与海上相结合的方式开发风电;加强风机生产的行业管理,遏制风机设备制造投资过热、重复引进和低水平重复建设现象;同步开展风电幵发、消纳市场和送电方案等研究解决风电并网问题等方式,能够进一步提高风电利用效率。

  1.5太阳能发电节能减排潜力分析

  我国蕴藏着丰富的太阳能资源,全国三分之二的国土面积年日照小时数在2200小时以上,年太阳福射总量大于每平方米5000兆焦,属于太阳能利用条件较好的地区。西藏、青海、新疆、甘肃、宁夏、内蒙古高原的总福射量和日照时数均较高,属世界太阳能资源丰富地区之一。我国陆地表面每年接受太阳福射能相当于49000亿吨标准煤,约等于上万个三峡工程发电量的总和。太阳能发电潜力大。现存问题表现在太阳能出力不稳定,发电成本高,并网问题较大。可参照风电,开展并网检测、功率预测等相关工作,同时加大太阳能大规模发电技术研发力度,规模效益形成后成本会大幅下降,通过技术手段提高太阳能利用。

  从近几年我国发电行业发展情况可以看到,一方面,火电比重仍然非常高,致使二氧化碳排放量仍然很大,在火电锁定效应状态下,在电力与经济增长存在强度内在关联情况下,低碳和节能减排任务十分艰巨。另一方面清洁能源发电及低碳创新技术开发潜力很大,因此,基于低碳经济的发电行业节能减排路径应该围绕以下两个方面来展开:一是从优化电源结构,适当减少火电比重、增加清洁发电比重,二是加大对火力发电低碳和节能减排创新技术的研发和推广。

  2发电侧碳减排途径

  至2020年,“我国单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%”和“非化石能源占一次能源消费比重提高到15%”等目标已纳入国民经济和社会发展中长期规划,是我国应对国际碳减排压力所做出的承诺。电力行业二氧化碳排放量约占全国能源消耗二氧化碳排放的40%左右,是节能减排和低碳发展的重点领域。

  目前,控制我国火电行业温室气体的排放主要有管理减排、工程减排、结构减排和市场减排四种途径。

  2.1管理减排途径

  管理减排,即通过管理提高能源转化效率以降低对能源的需求,从而在生产相同电能的同时减少化石燃料的消耗与二氧化碳排放。这是一种成本低、思路合理、综合效果好的“一举多得”的减排方式。尽管节能与减排在其实现目标上并非完全一致,但由于我国的电源结构以火电为主,通过实施节能发电调度、燃料运输和储存过程管理、电力生产和电力传输过程的优化管理等,同样有利于从整体上减少电力行业的温室气体排放,目前在我国电力工业受到高度的重视与推广。电力生产中节能通常以提高发电效率为目标,主要体现在对现役机组的优化运行和对现役机组以节能为目标的技术改造等。

  需要指出的是,随着现役机组技术水平的不断提高,节能减排的潜力空间逐渐缩小,如果电力工业火电装机容量增长很快,虽然节能减排降低了二氧化碳排放强度,但电力工业总的化石能源消耗量与二氧化碳排放总量仍可能快速增长。2016年4月21日,国家发展改革委、能源局连发三份重要文件:淘汰煤电落后产能,促进煤电有序发展,展示了我国优化煤电结构、发展非化石能源的决心。主要内容有:从机组容量、供电煤耗、污染物排放等方面对煤电落后产能设定了淘汰标准,严控煤电总量规模以及各地煤电新增规模,对于经电力电量平衡测算存在电力盈余的省份以及大气污染防治重点区域,原则上不再安排新增煤电规划建设规模。

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