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绿碳神州云丨关于零碳电力的关键技术

作者:威士丹利发布日期:2024-04-1651 人已读

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零碳电力关键技术

1.非化石能源高效开发利用技术实现绿色电力转型的必经途径之一是加快实施可再生能源替代行动。研究和应用风光、氢能、核能以及生物质能等非化石能源高效开发利用技术以提高非化石能源的开发利用效率是优化电力供给结构的重点。

(1)风电和光伏。全球风电机组向着“大容量、轻量化、高可靠,智慧化”趋势发展,海上风电装机规模不断扩大并向深远海迈进,已开展漂浮式风电和风电制氢技术示范。根据彭博新能源财经预测,到 2030 年全球海上风电装机规模将达到 1.54 亿千瓦。光伏发电技术持续进步,迭代速度加快,太阳能发电前沿技术主要聚焦在:新型光伏系统及关键部件技术、新一代太阳能热发电技术方面。

(2)氢能。可再生能源电解水制氢在国际上呈现快速发展态势,许多国家已经开始设定氢能在交通领域之外的工业、建筑、电力等行业发展目标。预计到 2050 年,世界上 20%的二氧化碳减排可以通过氢能替代完成,氢能消费将占世界能源市场的 18%。一旦电解制氢技术取得重大突破,氢燃料大规模甚至完全替代化石燃料将可能实现。 

(3)核能。核能将为全球过渡到净零能源系统提供“必不可少的基础” 。据 IEA 预计,到 2050 年,在全球 90%的可再生能源电力中,有30%需要由核能来提供。核能和可再生能源相结合的混合能源系统可以显著减少温室气体排放,其固有的高安全性和高效率的热电联产能力,可以满足不同用户的电力需要。 

 

2.提高资源配置能力和保障电网安全稳定技术

(1)特高压输电技术。特高压输电技术具有输送容量大、送电距离远、线路损耗低、走廊占地省和跨区能源灵活调配与消纳等优点。 

(2)储能技术。储能可有效地平抑大规模新能源发电接入电网带来的波动性,提高电网运行的安全性、经济性和灵活性,已被视为电网运行过程中的重要组成部分。储能技术也成为构建智能电网与实现可再生能源发电的核心关键,将在促进可再生能源消纳以及为电网提供灵活性方面起到重要的作用。

(3)智能配电网技术。中国在智能配电网建设方面投入巨大,据估算 2021—2025 年间,配电网年均投资额超过 3500 亿元人民币。


3.提高终端用能电气化和电能替代技术

随着电力系统变得更加清洁,电气化将成为整个经济范围内碳减排的重要工具,也使电力在全世界能源安全方面,占据比今天更为核心的地位。深入实施工业领域电气化、交通领域电气化、建筑领域电气化,推进基于住宅节能与智能化改造的用能高效化等一系列技术和措施,将进一步凸显电气化与电力系统在能源转型中的作用和定位。

工业领域,钢铁行业的电炉炼钢技术,炼钢企业需扩大电炉炼钢规模,引导废钢资源合理流向,加强先进电炉炼钢装备及工艺研发和推广;交通领域方面,推动电动汽车、氢燃料电池汽车产业发展,推进充电设施与服务网络建设,满足不同充电需求的立体充电体系。在建筑领域方面,在大型建筑冷热负荷需求集中的区域推广应用电蓄冷空调、 电蓄热锅炉、地源热泵、空气源热泵,在接近城市污水主干管网的建筑物推进污水源热泵采暖和制冷等等。

 

4.电力系统数智化技术

(1)数字孪生技术。数字孪生不仅可反应设备的实时状态,还能够基于历史数据、高精度模型等完成对设备状态的模拟推演,结合人机交互技术实现沉浸式的远程操控,在故障预警、远程检修、辅助运营决策等场景下发挥独到优势。

2)电力AI大模型。电力 AI 大模型即在通用大模型的基础之上,使用海量电力行业信息加以训练,打造出具备适配于电力调度、巡检、交易等行业特色场景的思维链能力的专业大模型。

 

5.电—碳市场的建设与协同技术碳市场与电力市场相对独立,两个市场形成根源不同,市场运作相对独立,但两个市场通过共同的市场主体相连,市场价格也形成联动,在减排目标上具有一致性,从不同方面体现了环境价值属性,共同促进可再生能源产业发展,推动能源电力低碳转型。电—碳市场相互影响、互为约束,在交易机制、价格机制、市场信息等方面加强协同,形成推动电力系统低碳转型的最大合力。


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