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為建立一個節約資源、友好和諧的社會,全世界都在呼吁節能減排,促進經濟的可持續發展。電力行業作為我國節能減排的重點單位,國家更是非常關注。在“十一五”期間電力行業積極實施上大壓小、峰谷分時電價、節能調度和發電權交易等多種措施,電力節能減排工作有了一定的成效。我國電監會的《2010年及“十一五”電力行業節能減排情況通報》中稱我國電力行業節能減排規劃的能耗指標、綜合線損率、減排指標、電力煙塵排放總量等目標均提前完成。但是這些對于資源節約、友好和諧的社會來說還遠遠不夠;中國電力行業已經將“十二五”期間的節能減排路徑清晰描繪,“十二五”時期中國電力節能減排將重點做好電力資源的高效利用、調劑余缺,在提高節能高效清潔機組發電利用小時數上取得成效等工作。通過對電力行業的調查分析,電力行業節能減排仍是重點領域的重點問題,本文就當前電力行業存在的一些問題,以及對就這些問題有針對性的采取的一些策略進行淺析。
1、當前電力行業面臨的問題
(1)我國電力行業的節能減排的政策性法規還不夠完善,影響著電力行業節能減排的積極性。從目前脫硫產業化、脫硝產業化、除塵產業化看,脫硝技術尚未完全掌握、脫硝催化劑尚未真正的國產化、脫硫脫硝的相關技術規范尚未完善、相關經濟政策尚未落實、市場準入不嚴格等,以上都有賴于環保產業政策的進一步完善。在2004年,我們國家便制定了污染物控制補貼電價政策,要求每千瓦時上網電價提高1.5分的脫硫電價,但是這一政策在脫硫電價執行過程中卻障礙重重。這些問題的存在給電力行業帶來了較大的經營壓力,嚴重影響電力企業脫硝的主動性、積極性。
(2)電力節能減排的統計、監測和考核體系有待完善。目前我國電力行業有關節能減排的統計指標已經比較完善,但仍存在著監測能力不足、監測技術不規范的問題,一些節能減排的數據大部分是企業自行上報,難以保證其準確性。節能減排考核體系尚未建立,相關的技術規范滯后,使節能減排評價指標體系難以發揮應有的作用。
(3)電煤質量下降影響節能減排效果。近幾年來,一些燃煤發電廠用的煤燃煤主要指標(如發熱量、硫分和灰分)普遍達不到設計用煤要求,低質量的電煤使設備嚴重磨損,不僅增加了電耗而且鍋爐爆管機率也增加了,還降低了發電效率。
(4)電力行業的環保法律意識較弱。電力人對國家節能減排政策法規重視程度不夠,依法管理意識不強。例如一些小型發電廠沒有依法取得排污許可證;少數企業偷排二氧化硫。
2、節能減排的策略
(1)完善政策法規,提高節能減排的積極性.針對政策法規不完善,電力行業節能減排的主動性、積極性低下這一問題,要有針對性的進行解決,在明確電廠污染物排放標準的同時,加大電力企業節能減排政策的落實管理,對污染減排績效進行考核,同時進一步制定完善節能減排的差別電價、峰谷分時電價等政策,對于能源消耗超過國家和地區規定的單位產品能耗(電耗)限額標準的行業和產品實行懲罰性電價;對于缺電省份全面實行尖峰期電價,對高耗能行業實行用電加價,通過電價形成產業調整的倒逼機制,從而促進節能減排。
(2)完善統計、監測、考評體系.只有逐步建立和完善節能統計制度,有了準確的統計數據作為基礎,國家和相關部門才能進行科學的決策。電力行業要加強對節能減排的各項數據進行質量控制,加強統計執法檢查和巡查,要按照規定做好電力各項指標統計、監測,確保各項數據的真實、準確。同時要肅查處節能考核工作中的弄虛作假行為。嚴禁隨意修改統計數據,杜絕謊報、瞞報,確保考核工作的客觀性、公正性和嚴肅性。要嚴格節能考核工作紀律,對列入考核范圍的節能指標,未經市統計局審定,不得自行公布和使用。要對各縣、市、區和重點企業節能目標完成情況、“三個體系”建設情況以及節能措施落實情況進行考核,嚴格執行問責制。
(3)提高電煤質量,尋找新能源.為保證電煤質量,可以建立電煤質量監管體系,定期開展電煤質量抽查,維護正常的市場供應秩序;利用先進技術和設備,為電煤定級、定價等出具公平、公正的監測數據,切實維護電煤供需雙方的合法權益。對重點電煤供應渠道實施跟蹤監控,堅決杜絕因電煤質量原因出現機組故障;電廠加強煤炭質量的抽檢工作,特別是對重點供煤單位和地區供應的電煤進行經常性的抽檢,發現問題要及時報告;轉變觀念,加強與煤炭企業的合作,建立長期合作、誠實守信的伙伴關系,共同維護良好的電煤供應秩序。
有關資料顯示電力行業消耗了全國約五成五的煤炭資源,在能源轉換過程中排放的二氧化硫約占全國的四成三;我們可以在積極采取措施降低發火電污染物排放的同時,突出發展水電、風電、太陽能等清潔能源,可有效地促進節能減排。
3、提高環保法律意識
可以通過廣播、網絡、電視以新聞和專題片形式向廣大人民群眾進行宣傳,不斷提高群眾的環保意識、法律意識,杜絕環境違法問題的發生。
總之,節能減排是一項長期的、艱巨的工作,通過我們的努力讓電力與綠色同行,促進企業與環境的全面、協調、可持續發展。
參考文獻
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【關鍵詞】電力企業;電力統計;環境污染;節能減排;新能源開發;清潔發電
進入21世紀以來,隨著人們對于能源毫無節制的使用,傳統能源危機以及全球環境氣候危機已經成為制約人類發展最重要的因素。我國作為電力生產與消耗大國,無論是在電力的生產還是對其的使用中都存在著高耗能與高污染的情況。如何能在經濟發展與環境保護中尋得一條合理的發展途徑是當前社會發展最大的困擾,在目前這種狀況下,節能減排就是較為合理的方式。對電力行業而言,通過在科學全面分析當前經濟發展以及環境保護的情況下,實施有效的電力統計,如此一來不但促使電力行業實現良好的節能減排,更為我國的經濟社會穩定持續發展提供重要保障。
一、電力統計的概述
(一)電力統計的含義
電力統計指的是通過對電力行業中相關數據的搜集,并根據一定的研究目的對所搜集的數據進行科學分析研究,最后研究結論以數據的方式呈現,以此對研究的事物予以證明或表明一定的事實。
(二)實施電力統計的重要性
為了更充分地掌握電力行業的現狀并為政府實施宏觀調控提供了有力依據,電力企業成為了研究的主體,這便是實施電力統計的現實基礎。對此,電力企業應當在進一步完善自身統計部門建設的前提下,認真負責的完成各項電力數據統計工作,以此為國家電力部門提供完整而準確的電力統計數據,從而為我國的電力行業以及社會的可持續發展做出積極的貢獻。此外,從電力企業自身的角度來看,實施電力統計不但有助于企業維護自己管理的統一協調性,同時電力統計的實施更有助于指導電力企業的發展。
(三)電力企業如何做好電力統計工作
鑒于電力統計對于國家宏觀政策制定以及電力企業自身發展所具有的重要作用,因此電力企業必須做好電力統計工作。首先,電力企業的統計工作應當是在嚴格遵循國家《統計法》的相關規定前提下進行的,這同時也是對電力企業統計工作的最基本要求。其次,落實嚴格的企業內部統計工作規章制度,從而使得電力企業的統計人員工作嚴謹細致。最后,對統計數據報表的制作中,統計人員應當使用相應的統計方法對數據進行加工處理,隨后數據報表制作出來后嚴格檢查,在檢查無誤后方可提交企業。
二、基于電力統計視角的節能減排措施探究
電力行業通過對自身相關數據的科學統計后,是各電力企業的管理層根據統計報表找出企業在生產經營中存在的能源耗費巨大、污染嚴重以及浪費資源的地方,從而采取有針對性的措施,以此為企業推動節能減排工作提供重要的依據。
(一)提高電力企業節能減排的正確認識
電力企業必須認識到節能減排并不僅僅只是為了響應國家的號召,企業應當意識到隨著社會的不斷發展,電力的需求是呈現不斷攀升之勢,這對電力企業來說是好事,但如果企業沒有做好節能減排工作,在提供大量電力的同時也導致巨大能源浪費與環境污染,這樣的高能耗、污染大的生產方式不但與建設和諧社會的目標相違背,同時更不符合國家可持續發展戰略,長此以往必然會導致電力企業被社會所遺棄。因此,電力企業應當正確認識到節能減排是關乎自身生存與發展的工作,并對此采取一系列的措施實現良好的節能減排效果。
(二)通過新能源開發,逐步降低電能的消耗
鑒于當前電力行業所采取設備改造、技術更新等措施無法獲取立竿見影的節能減排效果,我們可以通過積極開發新能源,逐步降低對傳統火力發電的需求,如此一來不但有助于緩解我國的電能消耗緊張的局面,同時新能源替代火電有利于在節省煤電資源的情況下,降低我們對自然環境的污染,從而促使社會實現良好的節能減排效果。根據國家當前對于新能源的開發方向,加大對核能、風能、太陽能、地熱能以及潮汐能等可再生能源的開發是今后新能源工作的重點。
(三)采取措施鼓勵電力行業進行清潔發電
當前我國的電力行業的產電根據生產方式的不同分為火力發電、水力發電、核能發電、風力發電、太陽發電、地熱能以及生物能發電等。在此其中,火力發電是最主要的方式,但也是能源消耗、污染程度最高的方式,而其他方式的發電不僅對能源消耗小,同時污染程度小于火力發電甚至是沒有污染。以水力發電為例,其具有生產成本低廉、能源消耗極低、無污染以及可再生的特點,這是由于水力發電所使用的生產工具――水資源所決定的。同時根據相關的研究表明,水力發電的效率遠超火力發電,火力發電只有30%~50%的生產效率,而水力發電則到達80%的生產效率。
(四)建立健全節能減排的法律法規,并加強對其的宣傳
鑒于法律所具有的強制性,我們應當對節能減排建立健全相關的法律法規,從而得以通過法律的手段獲取良好的節能減排效果。在建立健全節能減排相關法律法規時,應當充分結合我國當前的實際國情、執法力量、成本等因素,如此一來不但使得制定出的法律法規具有較強的可執行性,同時更為我國節能減排政策的全面實施提供強有力的法律保障。與此同時,在建立健全節能減排的法律法規后,為更進一步獲取良好的效果,我們必須加強對這些節能減排的法律法規進行宣傳,通過采取電視、報紙、戶外廣告以及現場宣傳等方式,定期開展節能減排法律法規的宣傳教育,從而實現全社會節能減排意識的增強,進而為獲取更好的節能減排效果打下堅實的基礎。
(五)加強電網輸電設備改造,并優化調度模式
電網節能減排除了上述措施外,加強電網輸電設備改造,并優化調度模式也是極為重要的節能減排措施。對此電力企業應當做好電網輸電設備以及電力調度的措施。首先在電網輸電設備的節能減排中,變壓器數量多、容量大,總損耗不容忽視。因此降低變壓器損耗是勢在必行的節能措施。若采用非晶合金鐵芯變壓器,具有低噪音、低損耗等特點,其空載損耗僅為常規產品的五分之一,且全密封免維護,運行費用極低。變壓器經濟運行使得在傳輸電量相同的條件下,通過擇優選取最佳運行方式和調整負載,使變壓器電能損失最低。加強供、用電科學管理,提高變壓器經濟運行經濟效益,減少無功電流在電網中導致的線路損耗增大,變壓器利用率降低,用戶電壓跌落等不良現象。其次,優化調度模式中電力企業盡快研究制定新的調度規劃,以節能、環保、經濟為標準,確定各類機組的發電次序和時間,優先調度低能耗機組發電,或直接按照能耗標準調度,激勵發電企業降低能耗,減少高能耗機組的發電量。同時要規劃優化電網設計,城市電網可通過合理的電網規劃來降低線損。建設節能低耗、符合環保要求的配電網。壓縮低壓配電網范圍,多布點,近距離供電。同時,采用了低損耗、低噪音設備。
三、結束語
綜上所述,隨著國家節能減排政策的不斷深入,作為高耗能、大污染的電力行業要想保障自己的生存與發展,加強對自身節能減排的建設是極其重要的。對此本文從電力統計入手,通過提高電力行業節能減排正確認識、探索新能源替代、鼓勵清潔發電以及建立健全法律法規等措施的探討,以期促使我國的電力行業通過采取以上的電力系統的節能減排措施,在實現節約能源與降低環境污染的基礎上,提升電力行業的生產效益。
參考文獻
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【關鍵詞】供電;節能減排;自動化
我國的電力行業的發展可以說是歷盡磨難,自誕生以來經過最初艱難、緩慢的發展。直到建國以后電力行業的發展才漸入佳境,發電機容量和發電量在全世界電力工業方面逐漸躍居前列。改革開放后,各項經濟都逐漸與世界接軌,電力行業也不例外,其技術的發展,行業的規模規模和發展的速度達到了一個新的高度。新世紀的到來更是帶來了電力行業的春天,我國在各個領域科技的進步和經濟的快速穩步發展全世界有目共睹,電力行業也隨之繼續發展壯大。但在發展的同時,為了能達到可持續發展,電廠發展多帶來的一系列對環境的影響問題成為電力行業急需解決的重要問題。
一、電力企業的減排現狀
節能減排在電力工業來講最主要的就是在減少煤耗的同時降低和控制二氧化硫的排放,據相關部門統計,近幾年全國二氧化硫的排放總量正在逐年下降,針對電力生產過程中產生的有害附屬品的減排工作的成果也是非常顯著的。隨著科技的發展,電力企業在燃煤脫硫機組裝機容量上也是逐年提高,能夠脫硫的綜合效率也在穩步升高。
二、電廠節能減排存在的問題
1.要想在電力生產中做到節能減排的關鍵就是成功建設和使用煙氣脫硫設施。我國電力企業的發展隨著我國經濟的全面復蘇呈現出“爆炸式”的發展局面,脫硫設備絕大部分是由我國自行設計和生產的。但由于運行時間段造成的經驗不夠,在建設的過程中對設施的設計不合理或者建設質量上的不夠合格,都會導致脫硫設施不能正常良好運行不能達到預期對二氧化硫等有害物質的的減排工作。很多企業還存在環境保護意識薄弱,相關法律意識薄弱,這更增加了電廠節能減排工作良好實施的難度,造成阻礙。
2.造成過多產生二氧化硫的還有對電煤質量的要求,如果電煤的發熱量升高,那么燃燒過程中產生的灰分和含硫物質都會明顯下降,這樣對機組的出力和設備的損耗都會降低,會使脫硫裝置正常的運行,還會減少鍋爐的管暴,減少在生產過程中設備的電力消耗,大大增加了發電的效率。
3.供電煤耗居高不下的一個重要原因就是小火電、自備電廠節能減排的力度非常弱,急需加強管理。
4.節能減排的依靠的主要的資料是通過企業自行申報來完成的。統計信息的是不是及時、記錄的數據是不是標準正確都對企業節能減排工作很大的影響,甚至給企業的節能減排工作的科學管理和正確決策造成不良的影響。
三、加大力度,實行通過市場經濟杠桿的調節手段促進節能減排
在“脫硫電價”政策執行過程中,對二氧化硫排放、交易權的相關政策法規、交易平臺的開放等還有不足之處。市場對資源的配置作用沒有充分發揮出來。因此,環境治理成本并沒有適當的反應在電價定價體系中來,這都會影響節能減排工作的效果。
四、自動化技術在節能減排中的應用
1.電力生產過程中,要迅速高效的實現節能降耗,除了在要有優質的設備和先進的技術外,還應結合生產實際,對現有技術進行升級,即建立過程自動化系統。這樣才會更加方便生成的實際操作、調度等工作,才會是生產過程得到合理的優化。
2.工業生產控制自動化,主要包括軟件、硬件和系統三個方面。它是一種利用控制理論、儀表、計算機等設備和技術,對生產過程進行監測、調整、控制、優化、管理、決策,從而達到產能增加、質量提升,單耗下降的技術。
3.開發并實施“節能自動化”,不僅降低了企業運行的成本,同時也是對自動化技術應用的又一次拓展。
五、對節能減排的建議
1.提升企業管理水平,任何設備的運行,技術的運用,都離不開人,因此這項工作必須以科學有力的管理手段作為保障。
2.通過對生產設備的技術改造升級,降低它的用電率,例如電廠生產中產生的中水泥漿,是堿性的,原來只能作為固體廢物處理,不僅嚴重污染環境,同時也增加運輸的成本,可以采用新技術,把中水泥漿在脫硫系統中再利用,達到以污治污、變廢為寶、減少污染、減少脫硫石灰石用量的目的。
3.采取合理手段,深入優化機組運行
例如磨煤機的優化運行:在不存在危險的前提下,根據實際配煤情況,使用兩臺磨磨煤機,這樣既能降低用電率,又可保證主、再熱汽溫的平穩運行。優化配煤:利用雙進雙出磨煤機兩個給煤機,通過分倉配煤,將無煙煤、劣質煤等的大量混燒,從而解決分臺加煤產生的不良影響。如果一臺磨純粹燃燒劣質煤,會使惡化本層的燃燒狀態,嚴重時可能造成鍋爐熄火。而分倉上煤能很好地解決這個問題:一臺給煤機上的是地方無煙煤、劣質煤,另一臺則上的是高熱值高揮發分的火車煤,這樣可以通過火檢的強弱及時調節每臺磨的兩臺給煤機的配煤,顯著改善本層的燃燒情況,極大地提高了機組運行的安全性。
4.規范操作過程,加強員工的技術培訓,有關管理部門要編制作詳細、可執行的操作規程、指南,使實際操作更加規范、合理,把失誤將至最低,避免因為失誤造成設備的停車和人員的損傷。積極組織員工參加專項培訓,努力提高操做水平和對突發事故的應急處理水平。
參考文獻
[關鍵詞]低碳經濟 電力
中圖分類號:TE58 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)15-0235-01
近日來,“霧霾”一詞的曝光率逐漸升高,氣候變化在人們的視線中再次得到重視。氣候變化問題已成為當前國際政治、經濟和環境領域的熱點問題, 將對中國未來經濟持續增長與和平發展產生深遠影響。能源的使用是減緩溫室氣體排放的重點領域, 應對氣候變化已成為世界主要國家新一輪能源戰略調整的重要內容。中國能源戰略的中長期目標是為國民經濟的持續、快速、健康發展和人民生活水平的不斷改善提供可靠的、負擔得起的和清潔的能源服務。在考慮低碳經濟情景下制定中國能源戰略的具體目標和措施是新形勢下的迫切要求。
低碳經濟,是指在可持續發展理念指導下,通過技術創新、制度創新、產業轉型、新能源開發等多種手段,盡可能地減少煤炭石油等高碳能源消耗,減少溫室氣體排放,達到經濟社會發展與生態環境保護雙贏的一種經濟發展形態。
中國能源結構以煤為主,當前CO2的排放主要來自于能源部門,而火電行業是總排放量的主體。因此,面對低碳經濟的發展模式,電力行業勢必將成為CO2減排的主力軍。低碳發展的兩大支柱,節能和清潔能源發展,主要是通過電力來實現的。然而,節能和清潔能源產業的崛起對電力行業影響會很大,其成本和機會都會體現在今后電力行業的發展中。隨著經濟發展和生活水平提高,電力對社會生產活動和居民生活的影響越來越大。
1.我國電力行業的 CO2排放特點
我國電力行業的 CO2排放特性主要如下[1,2]:
1.1發電 CO2排放總量大且增長迅速。
2005年,電力行業的碳排放相對 1980 年增加了 5.57倍;與此同時,其占全部化石能源碳排放的比例逐年增高,由 1980 年的 21.07%逐步增加到 2005年的 38.73%,幾乎占據全國 CO2總排放量的“半壁江山”。
1.2我國電源結構以煤炭為主體,煤炭發電裝機占總裝機容量的比例超過 70%,低碳電源比重較小;而煤電的 CO2排放占發電總排放比例超過 95%。
1.3中國的電力碳排放系數遠高于發達國家,2005 年為 222.95 g/kWh,而主要發達國家多在100~150 g 之間。
2.發電企業面臨的風險與挑戰
在低碳環境下,發電企業將遭遇極大的經營風險,這種風險主要來自于全社會對環保的關注、宏觀行業政策的不確定性以及碳市場上碳價的波動。
2.1 環保風險。
從現有經驗看,我國主要是通過引入強制標準的方式實施環保控制,包括引入能效與排放的基準水平,或者規定發電企業需擁有一定比例的低碳電源(如可再生能源發電配額) 等,當發電企業未能滿足環保要求時,將被取消生產資格或處以高額罰金。所以,環保風險將提高傳統發電企業尤其是火電企業的經營成本,從節約能源和減少碳排放的角度來看,都將會對火電廠的發電能效與清潔程度提出新的要求。
2.2 政策風險。
政策風險主要指各種低碳機制引入時政府將推行新的政策帶來的不確定性,包括:①是否實施碳排放的總量控制;②是否引入碳交易機制并賦予碳排放額度一定的價格及未來采用什么樣的減排目標;③是否引入碳稅等財政政策,對于各類低碳技術的政策支持力度有多大等等
2.3 技術風險。
低碳經濟增加了電力系統運行難度,亟需科學、高效的發電調度方式。以水電、風電為主的可再生能源的迅速發展,以及各類清潔發電技術的廣泛運用,使發電系統的結構更復雜,而碳捕集等。各類低碳技術的發展將增加電力系統運行中的電源品種,且節能與減排問題應在某種程度上分別加以考慮,以及不同調度目標無形中加劇了電力系統的運行難度等,因此,亟待積極探索低碳經濟背景下的科學、高效的發電調度方式。
3.低碳化經濟下電力企業的對策
3.1 科學的消費模式
電力系統“需求側管理”是卓有成效的新模式。美國加州在考慮電力供需平衡時,首先考慮有成本優勢的需求側管理項目,其次是可再生能源,最后才是常規火電機組。節能設備雖然投資回收期較長,但使用壽命往往更長,是一種持續性的節能減排,從生命周期角度看效益比較可觀。碳排放與能源消費密切相關。發改委能源研究所《中國2050 年低碳發展之路》預測,在節能情景下,中國 2050 年能源消費量將達到 66.9 億噸。該情景是指:中國實現既定的經濟社會發展目標,且考慮當前節能減排的對策,但是不考慮碳捕獲和儲存技術、生活方式和消費模式的轉變等。此外還有碳排放目標值更低的低碳情景和強化低碳情景。
3.2 發展新能源技術
新能源技術主要包括可再生能源。可再生能源包括太陽能、風能、水能、生物質能、地熱能、海洋能等非化石能源。對于發電企業,尤其是大型發電集團公司而言,大力發展新能源技術,優化企業電源結構,對于應對低碳經濟所帶來的各類風險具有重要意義,主要體現在以下 3 個方面:①可以提高電能生產的清潔度、提高能效、降低碳排放,以應對可能到來的環保風險;②可以提高技術水平與可持續發展能力,以提前適應各類低碳政策的頒布,規避政策風險;③可以降低整個電源資產整體的碳排放水平,對傳統高碳的化石燃料電源形成有效補充,以規避因實施碳稅或市場碳價波動所帶來的經濟風險。
3.3 實現我國電力行業低碳化發展的制度研究
CO2具有典型的公共產品屬性,無法通過自發的市場機制實現配置,而需引入適度的宏觀調控,由政府制定相應的制度予以規范與引導。從世界各國的實踐看,主要的制度包括CO2排放交易等市場機制;低碳電量配額、最低能耗標準、CO2排放指標等約束機制;碳稅、污染稅等財稅機制;綠色電價等激勵機制等。如何通過合理的制度設計,在深入挖掘電力行業各環節碳排放特性與低碳潛力的基礎上,尋找 CO2減排成本與效益的均衡,實現低碳電力與低碳經濟的協調發展,促進我國電力行業的可持續發展,也將是未來的重要研究方向之一。
總之,低碳經濟發展對電網提出了很高的要求。除了節能與電網直接相關,中國清潔能源資源的分布使得并網和長距離輸送成為清潔能源發展的約束,智能電網也是大規模節能和發展清潔電力所需要的。對于電網企業來說,需要全面客觀評價當前電網建設發展的現狀,研究低碳經濟發展新形勢對電網發展提出的新需求和影響。
相對傳統能源來講,清潔能源成本較高,這也是一直以來為什么我國不能大規模應用的根本原因。清潔能源除了本身發電成本比較高,對于電網的配套和成本的要求也很高,大規模的清潔能源發展會使電企成本負擔大幅度增加,目前的政策和補貼基本上主要針對發電成本,電網配套的成本問題沒有涉及。因此,發展清潔能源,解決成本問題是關鍵。
參考文獻
關鍵詞:智能電網;節能減排;發電側;電網側;需求側
中圖分類號:TE08 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
在全球低排放、低能耗、低污染的“低碳經濟”發展模式下,作為節能減排的重點工業部門,電力行業責無旁貸需要采取多種技術措施和手段以降低能耗,提高能源利用率,并減少污染物排放。在這樣的背景下,以節約能源、提高效率、降低能耗為核心價值的智能電網應運而生。本文分別從發電側、電網側和需求側三個角度分析了智能電網對節能減排的促進作用。
智能電網促進發電側節能減排
發電是將煤炭、水、天然氣、風能、太陽能等一次能源轉化為電能的生產過程,在這個環節中通過提高一次能源的利用效率、降低發電能耗、擴大可再生能源的使用比例等,對電力系統的節能減排能夠起到十分顯著和直觀的效果。
擴大可再生能源發電接入
面對環境保護的壓力,擴大風力、太陽能等可再生能源分布式電源的接入越發重要,而這些可再生能源在并網時會對電網產生一定影響:波動性和間歇性影響電網的安全穩定運行,增加負荷預測和調度控制的難度;電力電子裝置對電網造成諧波污染;故障率較高,擴大停電事故等,而智能電網的建設為可再生能源的安全并網提供了技術支撐。智能電網將遠程控制和數字感應器加入電力運輸分配系統,提高了電網的工作效率、反應速度和交互性,可再生能源的有序接入和可預測、可控制、可調度是智能電網發展的核心內容之一,此外智能電網也將通過新型儲能系統的優化配置與控制,提供涵蓋可再生能源分布式電源供蓄配置的兼容性解決方案。
實現一體化智能調度
我國的智能電網具有資源共享性,能夠實現區域互聯和電網的統一調度,清潔能源發電廠的加入使得電網在運行成本、污染物排放、資本結構等約束下有了更多的選擇,通過智能調度可以提高清潔能源利用效率,優化能源結構,由此也促進了清潔能源的使用比例。智能電網技術的支撐下,可以打破傳統調度模式,大力推行節能發電調度,為能耗低、排放少、效率高的可再生能源提供更大的發展空間,為我國智能電網環境下的節能發電調度實現方法提供了參考。
智能電網促進電網側節能減排
智能電網在電網側旨在提高輸電效率和可靠性,使得對電網的運行控制變得更加靈活,研究表明,預計全球通過智能電網的建設可降低輸配電損失約35%,節約電量1540TW·h。具體來說,依靠智能電網技術促進電網側的節能減排工作可以從以下幾個方面入手:
采用新型節能輸電導線
高級電力設施屬于智能電網的重要建設內容之一,應用其中節能輸電導線的最新研究成果,可以有效提高電網輸電效率,降低輸電損失。與傳統輸電線路中普遍使用的鋼芯鋁絞線相比,中強度鋁合金絞線的電阻較小,由于無鋼芯沒有磁滯和渦流損耗,因此輸電損耗能夠明顯降低;部分發達國家已投入使用的型線導線相比于圓線導線,同等直徑導線截面可增大20%~25%,可顯著減少線路損耗,提高輸電能力;鋁傳導復合材料芯電纜導線、加強型復合陶瓷纖維芯架空導線等復合導線均能在一定程度上提高輸電容量;我國通光集團成功研制出國內第一根節能型導線,其研發的應力轉移型導線應用于不同電壓等級的20余條線路,在線路增容工程中發揮出了極大的優勢,引領了國內輸電環節的能效變革。
發展特高壓輸電技術
我國智能電網的特點之一是以特高壓為骨干網架,包括高壓直流(HVDC)和交流特高壓(UHC)。首先,高電壓技術本身就是對節能減排的充分踐行,與500kV交流輸電相比,1000kV特高壓交流輸電的線路損耗降低75%,節約60%的土地資源;其次,特高壓技術使得我國的資源配置方式從“輸煤”向“輸電”轉變,逐漸實現了能源豐富的中西部向負荷集中的東部地區遠距離輸電格局。特高壓電網能夠實現跨區互聯,有效擴大風電、光電的開發規模,推動清潔能源的使用。
加強電網線損管理
從智能電網技術方面來講,智能電網利用數據智能采集、光纜通訊、信息傳輸、智能計算、智能調度技術,可以進行實時潮流計算分析和狀態評估,有優化電網運行方式,有效減少輸送過程中的電能損耗;新型自動投且無功補償裝置的應用,可以對無功電源進行合理配置,實現對無功負荷的最佳補償,有效提高功率因數、降低網損的同時,提高了電力系統的安全穩定運行水平;配網自動化系統、用電管理采集系統的建成投運,為理論線損在線計算系統、線損分析系統、降損輔佐決策系統提供了數據支撐。
另一方面,加強電網線損管理需要建立健全企業線損管理體制,各市縣供電公司可按照統一領導、分級管理、分工負責的原則,實行線損全過程管理,在總結歷年線損管理的經驗基礎上,完善線損管理制度,努力實現線損管理工作的可控在控,根據公司“三集五大”后機構調整和人員變動情況,及時對公司線損、電壓、無功領導小組和管理網絡進行調整,做到管理體系健全,人員職責明確。同時,可按照國家電網公司相關考評細則和要求制定各自轄區臺片線損考核指標,做到指標制定盡量科學合理、分解量化、統計及時正確,對內部各級管理人員明確職責、明確指標、明確任務,調動相關工作人員的工作積極性,確保降損措施全面落實。
智能電網促進需求側節能減排
據預測,到2020年我國用戶用電效率每提高1%就會帶來約7.6×1014kW·h的發電減少量。目前,我國發電側與輸電側的智能化技術已相對成熟,智能電網的主要建設目標之一在于對配電側和需求側實現智能化,促進電網與用戶的雙向互動。尤其借助智能電網中的高級量測體系可以實現自動需求響應,依靠智能電表、雙向通信系統、量測數據管理系統及用戶家庭網絡技術,使得需求側可以實時響應電價和查看用電情況,并實現智能家電控制,以更少的能源消耗獲得同等的電力服務。智能電網可以滿足用戶多元化、多樣化的用電需求,通過能效管理、需求響應等手段調整用戶用電行為,提高用戶用電效率,大力促進需求側的節能減排工作。
促進終端高效節能設備及能效管理
通過智能電網的建設,可以催生一系列終端高效節能設備及用電控制系統的研發和使用,從而給用戶提供更多的節能方案,促進需求側的節能減排。
終端高效節能設備主要包括節能燈、高效電動機、高效家電、節能調速系統等,隨著智能電網技術的發展,越來越多的節能設備會不斷涌現,給用戶提供更多的選擇,用戶可以對終端用電設備進行更換,通過一次投資獲得長久的節能效果。
基于智能電網中高級量測體系的支撐,越來越多的研究學者關注于需求側智能用電控制系統的設計,力求通過協調整個家庭或整個樓宇的用電方式,在不影響用戶用電質量的前提下,一方面減少用戶的電費支出,另一方面有效調整終端負荷曲線,提高電網運行效率,達到節能減排的效果。
隨著智能電網的建設,尤其是隨著智能電表的大力推廣,使得實時獲得用戶新的海量用電數據源成為可能,在此基礎上可以結合用戶用電模式挖掘用戶節電潛力,有針對性地提供能效方案,促進需求側節能減排。
大力推動需求響應
需求響應就是運用市場機制,通過價格或激勵信息促使用戶及時合理地調整用電方式,影響需求的時間和功率大小,達到電能平穩運行的目的,智能電網高級量測體系的建設可以實現信息、電能的雙向流動和終端用電的智能化,大大提高需求響應的效率,雖然需求響應的直接目的是負荷整形,但有研究發現需求響應達到的削峰填谷效果并不是等量的負荷轉移,總能源需求也會有一定的減少,因此也具有節能的作用,同時負荷整形可減少輸電系統的容量需求,減緩電力建設投資。
實現發電、需求側的聯合優化調度
智能電網下需求側管理或需求響應的實現,使得發電和需求側的聯合優化調度成為可能,調度機構可將發電側與需求側資源全面、動態地整合,形成最經濟或最節能的調度策略,利用目前閑置的負荷調節資源,為間歇式可再生能源接入提供更多的調峰調頻資源,進一步促進電力行業的節能減排。基于智能電網技術,將熱電聯產機組遠程調度系統和針對終端采暖負荷的遠程控制系統相結合的新方法,通過改變負荷約束條件進行采暖需求側管理,在熱電聯產機組和風力發電機組之間實現電網節能調度。
【關鍵詞】電力;污染物;排放趨勢
1.概況
電力、熱力的生產和供應業是國民經濟的基礎產業,特別是其中的電力,是經濟發展和人民生活必不可缺的生產和生活資料。江蘇省電力行業發展迅速,以火電尤為突出。以煤為主的電源結構,不僅加大了對煤炭的需求,而且增加了環境保護和應對氣候變化的壓力,電力行業成為最主要的高耗能、高污染行為之一。
2.行業現狀
2010年,電力、熱力的生產和供應業工業總產值為1494.02億元,占全省工業總產值的4.03%,工業煤炭消費量為14821.81萬噸,占全省年消費量的65.5%,二者的投入產出比僅為0.1萬元/噸,較全省平均水平(1.34萬元/噸)低1.24萬元/噸。2001~2010年,該行業工業總產值和煤炭消費量均呈顯著上升趨勢,但占全省比重卻無明顯變化,投入產出比一直處于低水平,且與全省平均水平差距逐步擴大。對工業產值與煤炭消費量之前作相關性分析,結果表明二者之前有顯著的相關性,即煤炭消費的越多,產生的產值越大,這就意味著,若想進一步提高電力、熱力的生產和供應業的效益必須加大煤炭的消費,同時帶來更高的能源資源消耗。
電力、熱力的生產和供應業是減排工作的重點行業。2010年,該行業工業廢氣排放量為13582.33億標立方米,占全省總量的43.4%,高出第二大廢氣排放行業(黑色金屬冶煉及壓延業)20多個百分點,二氧化硫排放量為50.6萬噸,占排放總量高達50.5%,煙(粉)塵10.97萬噸,占總量的24%,是全省煙(粉)塵排放的第二行業。
3.變化趨勢
電力、熱力的生產和供應業是主要的二氧化硫排放源。“十五”以來,行業內加大了二氧化硫的治理力度,通過采取燃用低硫煤、關停小火電機組、節能降耗和推進煙氣脫硫等綜合措施,二氧化硫排放控制取得了突破性進展,數據分析結果表明,由于國民經濟發展對用電的需求加大,“十五”期間江蘇省電力行業發展迅速,雖然二氧化硫排放量未有下降,但單位工業產值排放強度卻呈顯著下降的態勢;進入“十一五”后,隨著節能減排工作的深入穩步推進,火電廠煙氣脫硫裝置建設速度加快,作為減排約束性指標的二氧化硫排放量呈顯著下降趨勢,排放強度下降趨勢較2005年以前更加顯著。2005年,江蘇省電力行業二氧化硫排放總量為73.9萬噸,占全省總量的57.6%,2009年排放量降至40.24萬噸,占比降為39.8%。
圖 2001~2010年電力、熱力的生產和
供應業工業廢氣排放量及單位工業產值排放強度變化情況
圖 2001~2010年電力、熱力的生產和
供應業工業二氧化硫排放量及單位工業產值排放強度變化情況
圖 2005~2010年電力、熱力的生產和
供應業工業二氧化硫排放量及單位工業產值排放強度變化情況
電力行業雖然不是煙(粉)塵排放量第一大戶,但該行業煙(粉)塵排放量也相對較高,在大力治理二氧化硫污染的同時,對煙(粉)塵也進行嚴格的治理且效果明顯,2001~2010年,尤其是“十一五”以后,電力行業煙(粉塵)排放量和單位工業產值排放強度明顯下降。
圖 2001~2010年電力、熱力的生產和
供應業工業煙(粉)塵排放量及單位工業產值排放強度變化情況
二氧化碳處理技術主要包括“碳捕捉與封存”技術和碳處理的循環技術。①碳捕捉與封存技術(CCS)CCS是把二氧化碳從工業或相關能源的排放源中分離出來,進行壓縮、運輸,注入到一個封存地點,并且長期與大氣隔絕,減少碳排放的一個過程。CCS被認為是未來主要的碳減排技術。國際能源署研究表明,到2050年將溫室氣體濃度限制在450ppm,在所有減排技術中僅CCS就需貢獻20%。有關研究表明,CCS技術在理論上可以將火電廠產生的90%以上的二氧化碳捕捉起來。隨著CCS技術的發展,如果未來能夠突破高成本的瓶頸,其在中國將有非常廣泛的應用前景。②碳處理的循環技術碳處理的循環技術是指利用電還原CO2技術,其目標是將CO2從工業廢料直接變成甲酸鹽或甲酸。碳處理循環技術方法主要包括:用生物化學法把CO2轉化為藻類生物燃料,用于生產無機化工產品、制作冷凍劑、吞吐和驅替采油和食品加工相關技術等等
2開發合同能源管理項目(EMC)
合同能源管理是指能源服務公司和客戶以一種契約的形式來約定節能目標,并采用先進的節能技術及全新的服務機制為客戶實施一整套節能服務。火電廠的節能減排任務重大,而且節能減排成本昂貴,單單依靠本企業的能力很難完全實現,因此可以開發合同能源管理項目,一是可以幫助火電企業優化發電機組有效降低能耗,而且節能效率高,回收期短。二是火電企業不僅可以克服實施技術改造項目時所遇到的障礙,而且能源服務公司為火電企業的節能項目承擔了全部或部分技術風險、管理風險和經濟風險。三是能源服務公司為火電企業的節能項目進行投資和融資,在火電企業取得部分或者全部節能效益之后,再償還能源服務公司的融資資金,從而降低了生產和節能成本,減輕了電力企業實施節能項目的融資壓力。四是節能效率有保證。火電企業無須太過擔心節能減排任務,可以把更多的精力投入到主營業務的發展上。
3冷熱電聯產,提高能源轉換效率
冷熱電聯產(CCHP)是將發電及制冷、制熱過程一體化的總能系統。CCHP是目前火力發電廠降低CO2排放和節約能源的重要措施之一。其最大的優勢就是對不同品質的能量進行梯級利用,高品位熱能用來發電,發電所產生的低品位熱能被用來制冷或是供熱。達到了以發電為核心的最佳能源利用效果,CCHP不僅提高了能源的利用效率,而且減少了CO2、等污染物的排放。但是冷熱電聯產更適合于300WM以下機組。
4煤電聯營,降低成本
煤炭價格的增長,導致很多火電企業虧損嚴重。電力企業可以投資建設大型煤礦,煤炭企業也可以投資建設坑口電廠,實現煤電聯營。煤電聯營不僅可以降低發電成本,提高煤電企業的整體效益,而且還可以穩定和平衡煤價波動,在保證本企業收益的同時,可以將更多的資金投入到技術研發中,從而提高能源利用效率,節能降耗,實現火電企業的低碳發展。
5加強低碳發展理念的認識
電力行業面臨全新的運行模式。在低碳環境下,低碳理念的滲透與各類低碳要素的引入將使電力行業呈現出明顯的低碳特性與全新的運行模式,并廣泛地影響電力系統的投資、規劃、調度與運行等環節。因此,電力行業必須從技術層面和管理理念等方面作好應對這種轉變的準備,分析低碳機制引入對電力行業各個環節的影響與挑戰,提前做好部署與規劃,以便為我國電力行業的低碳化發展提供理論支撐。
6開發清潔發展機制CDM項目
清潔發展機制(CleanDevelopmentMechanism,CDM)是聯合國氣候變化框架公約(UNFCCC)規定的發達締約國通過提供技術和資金與發展中國家開展的項目合作,發達締約國通過項目所實現的“核證減排量”履行其在《京都議定書》下所承諾的溫室氣體排放量的義務,發展中國家通過項目實現低碳發展。CDM是一種實現溫室氣體減排的市場合作機制,是實現低碳經濟的重要手段,火力發電企業要實現可持續發展,開發CDM項目是非常重要的方式。通過開發CDM項目,既可以幫助發達國家降低碳減排成本并完成碳減排任務,而且還可以為我國火力發電企業帶來碳減排資金和低碳技術,從而減少火電企業溫室氣體的排放,提高煤炭的綜合利用效率,從而實現火電企業的可持續發展。
7國家政策激勵和約束
由于我國工業經濟的特殊發展模式以及特殊的能源結構,使得火電廠的低碳經濟發展受到自身資金、技術和建設能力的限制。因此,對火電廠發展低碳經濟應給予政策和資金上的支持和鼓勵,主要包括低碳技術的研究和開發支持,以及財稅、收費上的優惠。同時還可以通過設置碳基金的方式從而為火電企業發展低碳經濟創造有力的條件。
8充分利用市場機制,完成碳減排目標
低碳發展的市場機制主要包括碳排放交易機制和碳匯交易機制,重視市場機制在促進火電企業低碳經濟發展中的作用,充分利用市場手段促進火電企業的低碳經濟發展,加快建立有利于低碳經濟發展的市場環境。
9結論
【關鍵詞】低碳;電力系統規劃;運行優化
0.引言
電力行業是我國能源消耗較多的一個行業,其所排放的二氧化碳占據了我國二氧化碳總排放量的三分之一以上。隨著社會環保意識的不斷增加,低碳經濟理念的提出,進而使電力行業面臨轉型升級的重大難題。合理、科學地規劃與運行優化低碳電力系統,能夠在保障電力系統高效運行的同時,實現節能減排的基本目標。規劃與運行優化低碳電力系統,首先需要在滿足用戶基本用電需求的基礎上,合理地對電力系統各個組成部分進行適當的調節及優化,進而降低電力系統運行所消耗的總燃料及總費用,進而實現電力行業經濟效益與社會效益的和諧統一。
1.低碳經濟理念及對電力系統建設的影響
1.1低碳經濟理念的內容
低碳經濟主要是指將低耗能、低污染及低排放作為經濟發展基礎的新型發展模式,低碳經濟理念的基本要求是能夠構建相應的清潔能源框架,進而有效提升對能源的利用率。基于低碳經濟理念的影響下,社會各行各業需要從技術、制度及發展這三個方面出發,有效保證在社會主義市場經濟的發展過程中,人為排放的二氧化碳跟人體所吸收的二氧化碳能夠達到一個合理的平衡狀態[1]。運行低碳經濟發展模式,需要對低碳電力技術及碳排放交易進行重點分析與考量,低碳電力系統建設的主要工作就集中在規劃與運行優化上面。
1.2低碳經濟對電力系統建設的影響
電力系統建設在引入碳捕集技術以后,對其的規劃設計與運行優化帶來了巨大的影響。雖然引入低碳技術能夠科學有效地降低電力系統運行中所排放的二氧化碳量,但這種技術也在一定程度上增加了電力行業的建設成本。因此,我國政府需要根據電力系統發展運行的實際情況及國家政策來制定相應的節能減排目標[2]。除此之外,碳捕集技術運用到電力系統建設中,可以保證電力系統的運行及結構組成更具靈活性,與一般火力發電廠相比,具有明顯的差異性,低碳經濟技術給火力發電廠開創了全新的發展模式。但與此同時,也給我國的電力系統建設提出了更高的要求。
1.3碳交易機制的提出
引入碳交易機制,不僅能夠影響電力系統運營成本費用的支出,還為我國電力系統在實際運行發展中有效解決碳排放量過高或過低問題時提供了捷徑。當電力系統的碳排放量過多時,電力企業可以銷售出多余的系統碳排放額,進而獲得一定的經濟利潤,進而有效減少相應的成本支出。與此相反的是,但電力系統的碳排放額較低時,則需要相對購進所缺少的排放額,這也會增加電力系統的運營成本[3]。所以,在規劃與運行優化低碳電力系統時,需要根據自身發展的實際情況來考慮碳排放額,進而合理、科學地調度發電機組,同時通過提高水電、風電等一些清潔能源的利用率來實現電力系統最大限度的減排目標。
2.規劃與運行優化低碳電力系統
2.1優化組合及優化啟停發電機組
優化各個機組在一個調度期內每個時間段運行的基本狀態,是電力系統發電機組優化整合及優化啟停的主要特性,也是促進發電機組優化整合的重要前提。發電機組的主要目的是為了將電力系統的運營成本降至最低或最小,但與此同時,也忽視了能源消耗對我國經濟社會可持續發展的影響。 在電力系統具體運行低碳經濟模式期間,不同機組之間組合在一起,不僅會影響到電力系統發電所需的耗能量,還會導致碳排放總額存在一定的差異性。除此之外,由于限制了碳排放額及碳交易,進而使得發電機組組合會嚴重影響到發電系統的碳排放量及一些相關成本費用,從而對整個電力系統的運行發展產生決定性的作用。
2.2優化調度發電機組模式
優化調度是發電機組在電力系統中確定參與了運營操作的前提下,同時探究系統內部負荷量與發電機組之間合理科學分配的問題,進而保障電力系統能夠獲取到最佳利潤的方法。一般在滿足了機組與系統的每項限制條件的情況下,需要合理協調每個發電機組的具體出力情況,同時將系統的燃料成本降到最低,這種形式主要存在于以往的電力系統經濟調度之中,但這種傳統的運行模式沒有考慮到有關環境保護的問題。隨著人們環保意識的不斷增加,科學可持續發展理論的提出,進而使得傳統電力系統的經濟調度模式的弊端顯露無疑。所以,基于低碳經濟理念的社會環境之下,二氧化碳也會對電力系統的發電機組調度產生一定的影響。
2.3低碳電力系統的未來發展規劃
當前我國的電力行業正致力于研究低碳經濟模式下,電力系統的具體規劃建設與運行優化的工作。到目前為止,我國已經取得了相應的研究成果,同時為后續的研究奠定了堅實的基礎。未來對低碳經濟技術運用到電力系統之中的研究應該從以下幾方面入手,像探索研究碳捕捉技術、碳交易、碳約束技術等多種低碳要素對電力系統發電機組優化組合運營問題的探析,同時還要考慮在低碳作用及低碳要素的基礎上建立完善的低碳電力系統發電機組優化方法體系及相對的組合模型。除此之外,碳捕捉技術是未來低碳經濟環境下,發電系統在運行優化過程中急需重點關注并研究的對象。電力行業的專業人員需要從節能減排方向上來開展對碳捕捉電廠的建設研究,同時還需要了解低碳經濟環境下有關電力系統建設發展的相關政策,進而有效加快電力系統低碳化建設的步伐。
3.結語
我國電力系統未來的發展趨勢就是繼續建設低碳運行模式,電力行業作為我國碳排放量與能源消耗量最高的行業,需要有效貫徹落實其節能減排目標。所以,規劃與運行優化電力系統,能夠有效減少我國的能源消耗量,同時降低二氧化碳的實際排放量,從而達到科學可持續發展的最終目標。
參考文獻
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作者簡介:
[關鍵詞]電網企業;低碳管理績效;評價系統;碳足跡;層次分析法
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2015.24.071
[中圖分類號]F272;F205 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194(2015)24-00-03
“十二五”計劃把節能減排和控制碳排放強度作為經濟發展的硬約束性指標,而“霧霾”與“低碳”成為經濟發展不可避免的主題。2013年底,全國發電裝機容量124 738萬kW,同比增長9.3%,火電裝機容量86 238萬kW,占全部裝機容量的69.1%。火電裝機容量的不斷增長導致二氧化碳等污染物的排放量逐年增加,對生態環境造成很大損害。
電力供應鏈中的電網企業,它是吸收煤炭等一次能源、輸送和配供綠色電力的重要平臺,因此它在低碳管理中處于重要位置,在國家節能減排浪潮中面臨挑戰的同時蘊藏著很大的減排潛力。在研究低碳管理績效評價體系之前,已有學者對與此相關的低碳電力、電力企業節能減排的評價做出了研究。孫彥龍等建立的低碳電網指標體系總結提煉了與電網低碳發展相關要素,全面揭示了與電網低碳發展相關的關鍵因素;顧英偉、李彩虹闡述了電力行業節能減排現狀并對其進行節能減排評價指標體系研究,促進電力行業低碳發展的水平程度、CO2減排量;田俊麗從低碳效益方面分析了CO2、SO2等污染物的減排價值,并使用層次分析法進行指標權重計算;李冰進行了電力企業完整的環境成本的核算體系;Sovacool根據碳足跡這個指標對全球12大都市區進行了評價分析,并提出了促進低碳、減少碳足跡的建議,而孟美文以內蒙古電網企業為例提出碳足跡的核算和評估過程。
1 電力企業低碳管理績效評價體系的建立
在霧霾背景下的低碳管理績效是擴展到從電網規劃建設、運行、客戶滿意和社會效應4個層面上逐層推進的。因此本文運用DSR模型,選取“低碳經濟指標、低碳技術指標、低碳運營指標、低碳生態指標”構建經濟-技術-運營-生態四維綜合績效評價指標體系的理論框架,以期為定量評估電網低碳發展潛力提供參考依據,也為未來低碳管理績效指標核查、節能項目合作、建立綠色系統提供理論指導和技術支持。
1.1 低碳經濟指標
從電網規劃開始全面對經濟指標加以定義,進行低碳經濟指標比較分析。
1.1.1 購買火電的經濟性
購買燃煤發電廠發出電量的經濟性。隨著“廠網分離,競價上網”的進行,電網企業更青睞成本低、質量高的電能。
1.1.2 清潔能源并網建設投資力度
電網對風能、太陽能等清潔能源并網投資成本占總投資成本的比重。投資比重越大,碳減排能力越強。
1.1.3 并網結構合理性
2013年電網供給到需求側的電量輸出69%來自于并網火電,并網風電占6.1%,22.5%電量輸出并網水電,核電和并網太陽能僅占1.2%。這種不合理的電力并網結構不利于電網低碳的運行。因此,并網消費越合理,資源利用效率越高,越經濟。
1.1.4 總損耗成本
電網中電器設備如變壓器、輸配電過網損耗電量成本占總輸送電量價值的比率。損耗成本越低,越能提高企業低碳管理績效。
1.1.5 環境管理成本
環境管理成本可反映電網管理過程項目實施對環境破壞而進行治理的費用。環境管理成本越小,說明生產經營的過程中對環境的損害小。
1.1.6 企業環境收益
企業環境收益指的是企業的環境贏利,是企業因為進行環境投資而從環境資產或環境治理中得到的效用總量,如電網中使用非晶合金變壓器等先進適用的節能新技術、新設備、新材料帶來的環境收益;也可以是企業積極參加節能減排獲得的優惠或政府補貼這些實際收益。
1.2 低碳技術指標
低碳技術是指涉及電網從建設到運行過程中可再生能源及新能源等領域開發的有效控制溫室氣體排放的新技術。
1.2.1 節能設備滲透程度
基于降低污染提高利用率的節能減排技術滲透程度,如無功補償技術、節能輸配技術,節能變壓器,替代SF6的節能、低污染電氣設備的應用程度。
1.2.2 節能電力供給技術
電網輸出電用于如節能電動車,節能電燈等節能設備占的比重。汽車尾氣是大氣污染的重要來源,對霧霾的形成作用較大。據數據顯示,2014年底新能源汽車累計生產5.67萬輛,同比增長5倍;其中,純電動車生產2.58萬輛,插電式生產1.36萬輛,同比增長近25倍。用電側對節能電力的供給很大程度上減少了污染。
1.2.3 智能用電裝置研發覆蓋率
基于電網需求側,智能采集用戶用電信息,同時獲取用戶用電量,從而提高用電效率、減少電能損耗、降低用戶電費支出的裝置的研發或實施程度。
1.2.4 低碳電力調度技術
低碳電力調度是當用戶用電超過限定額度時,對電網供電量加以限制并最后輸送給用戶用電的技術,既能減少能耗也能促進電網移峰填谷的效果。
1.3 低碳運營指標
低碳運營指標即電網通過低碳技術調度的電量被消費的方式、運營程度。
1.3.1 電力規劃集聚程度
電網規劃供電運營范圍與居民區、產業園區的聚集程度。供電范圍越密集,集聚程度越高,越有利于電網節能降損和電力企業的碳減排工作的進行,同時保證了電網建設和改造的經濟性和環保性。
1.3.2 水電氣復合網運營程度
通過逐步實現能源聯產聯合調度,形成有機水、電、氣復合能源網。如浙能集團的電/氣聯合,提高整體系統性效益。
1.4 低碳生態指標
霧霾背景下這種管理形式對資源環境方面的效益。
1.4.1 碳排放量降低程度
電網實施低碳調度、節能技術等各項低碳管理后,在供電所有環節中減少的電量損耗而降低的碳排放量與傳統調度方式下碳排放量相比較優化的程度。
1.4.2 節能工藝工程貢獻程度
電網規劃建設過程的節能“工藝”對碳減排價值的影響大小。如電網在建設輸配網項目時使用埋線代替架空建設以降低線損達到低碳經濟的目的。如建設暴露在外的大型電器設備時采用隔熱節能工藝工程在提高設備使用率降低由于設備年久失修而造成的損耗。
1.4.3 碳足跡認證實施程度
電網碳足跡是對電網從電網規劃、建設運行這整個過程產生的CO2的核算和評估。它包括從變電站、輸電線路、配電線路、配電變壓器匯總、統計數據,計算分線、分站網損率碳足跡及管理排放如電網自身照明、供暖、計算機等用電設備排放。它是從電網自身消費和消耗出發的,是對電網碳足跡實施與否的低碳管理績效評價。
1.5 低碳標準化管理評價指標體系
通過對以上因素的分析,最終建立評價指標體系,如表1所示。
表1 電網企業低碳管理績效評價指標體系
低碳管理績效
評價指標體系 低碳經濟指標 燃煤發電機組上網
清潔能源并網建設
并網結構合理性
總損耗成本
環境管理成本
企業環境收益
低碳技術指標 節能設備滲透程度
節能電力供給技術
智能用電裝置研發
低碳電力調度技術
低碳運營指標 電力規劃集聚程度
水電氣復合網運營
低碳生態指標 碳排放量降低程度
節能工藝工程
碳足跡實施程度
2 基于AHP的電力行業低碳標準化管理評價體系
本文用層次分析法將評價指標體系分為三層:目標層、準則層和指標層。
2.1 步 驟
2.1.1 構造判斷矩陣
建立層次分析模型后要在各層元素之間進行兩兩比較,構造出比較判斷矩陣。對于n個元素來說,得到兩兩比較判斷矩陣。
2.1.2 重要性等級
進行1-9重要性等級標度。
2.1.3 層次單排序
(1)計算判斷矩陣每一行元素的乘積
公式1
(2)計算上式n次方根
公式2
(3)對正規化
公式3
W=[W1,W2,…,Wn]T即為所求特征向量。
(4)計算判斷矩陣的最大特征根λmax
公式4
其中AWi表示AW中第i個元素,是等級矩陣和特征向量的乘積。
2.1.4 一致性檢驗
引入判斷矩陣最大特征值以外的其余特征根的負平均值,作為衡量判斷矩陣偏離一致性的指標,即用
公式5
其中,CR為判斷矩陣的隨機一致性比率;CI為判斷矩陣的一般一致性指標,它由下式給出:
公式6
RI為判斷矩陣的平均隨機一致性指標,采用1-9階的判斷矩陣。
當CR
2.1.5 總層次排序
最高層次的總排序就是其層次總排序。
2.2 評價指標權重確立
根據上述確定的電網企業低碳管理績效評價指標體系,我們使用層次分析法對經濟、技術、運營、生態指標進行權重的確立。
目標層A的構造的判斷矩陣確定指標重要性程度,如表2所示。
表2 A判斷矩陣
低碳指標 經濟指標 技術指標 運營指標 生態指標
經濟指標 1.000 0 3.000 0 3.000 0 1.000 0
技術指標 0.333 3 1.000 0 2.000 0 0.333 3
運營指標 0.333 3 0.500 0 1.000 0 0.333 3
生態指標 1.000 0 3.000 0 3.000 0 1.000 0
同理可求其他指標權重,各指標權重一致性檢驗均通過。總層次排列如表3。
3 案例分析
選取河北省A電網企業和河南省B電網企業進行比較,根據專家的評分(滿分10分,實施效果越好,分數越高),計算如下。
A企業總分數:0.121 6×8+0.072 0×9+0.072 0×6+0.022 8×7+
0.022 4×8+0.060 2×5+0.058 2×6+0.009 8×6+0.058 2×8+
0.025 3×7+0.071 3×6+0.035 6×8+0.194 6×7+0.123 8×6+
0.052 5×8=6.980 9
B企業總分數為6.429 4。可知,A電網企業分數高于B電網企業,則A企業低碳管理績效比較高,通過實際調查,與現狀相符。
4 結 語
在霧霾背景下,電網企業低碳管理不僅能提高電力企業的綜合效益,保證企業安全高效地運作,提高整體管理水平,而且能保證企業在整個低碳環境下運行,并且能為將來除了電網企業之外的售電公司提供借鑒,使得各電力企業在契合當今國家對生態的要求下更好更快地發展。隨著社會用電水平不斷提升,合理地評價電力企業低碳水平,構建科學的評價體系,有助于大力推動我國電力企業發展建設的綠色發展和持續發展。
主要參考文獻
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