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适应低碳发展需要的智能电网技术路径
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将于2015年在巴黎召开的第21届国际气候大会,很有可能成为全球气候变化合作进程的转折点,世界各国将就2020年后国际减排制度框架达成协议,发展中国家包括中国都将进一步加大减排力度。2012年度在卡哈尔多哈举行的第18届国际气候大会结束了巴厘路线图“双轨”谈判进程,开启了德班平台“单轨”谈判。各国同意在2015年底之前谈出一个新协定,该协定将在2020年后具有平等法律效力并适用于所有国家。美国奥巴马总统将其称之为“一个突破性进展”。“这在以往法律协定的基础上向前迈了一大步,因为《京都议定书》的核心义务只适用于发达国家,而不约束中国、印度、巴西或其他新兴国家”。
我国随着经济的快速发展,已经成为全球碳排放第一大国,2012年度CO2排放占全球约25%~27%,远超过美国。2005~2013年,GDP的CO2强度下降28%,远高于发达国家同期下降幅度。但由于中国的GDP增速远高于欧美发达国家,因而出现了近几年中国的碳排放增量占世界增量60%的局面,中国的减排目标和行动越来越受世界瞩目。
2013年6月,美国总统奥巴马在气候行动方案中再一次重申美国曾向国际社会做出的承诺,美国将在2020年将其温室气体排放量在2005年基础上削减17%,但美国同时要求其他主要经济体也同意控制其排放量。2014年6月份在德国波恩刚刚结束的2014年联合国第二轮气候谈判中,美国提出到2030年将该国发电厂的二氧化碳排放量在2005年的基础上减少30%,再次展现奥巴马总统对加强减排力度的决心。
中国更加积极地推进低碳发展
中国减排的需求不仅仅来自于国际气候谈判进程的要求,也是中国当前治理大气污染的必然选择。快速增长的化石能源生产和消费是造成当前“资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化”严峻形势的首要原因。SO2、NOX、烟尘等常规污染物排放的70%以上来自燃煤和汽车尾气。北京PM2.5也主要是由化石能源消费所贡献,夏天的贡献率约占50%,冬天更是高达占70%。PM2.5成分中,40%~75%的重金属、超过50%的黑碳来自化石能源消费。
在大气污染治理和国际气候变化进程的双重推动下,中国低碳发展的进程不断加快。2014年6月17日,总理访问英国时,中英双方发布的《中英气候变化联合声明》,大体是中国政府近期对低碳问题发布的权威解释之一。与2月中美气候变化联合声明只是强调5个方面的合作项目不同,中英的这次联合声明特别强调了全球气候谈判的两个重要节点,一个是2015年的《联合国气候变化框架公约》巴黎缔约方大会,一个是联合国秘书长潘基文于2014年9月召开的领导人峰会。而且特别强调“努力建立全球共识,以在巴黎通过一个在公约下适用于所有缔约方的议定书、其他法律文书或具有法律效力的议定成果”,“中英两国承诺共同努力,支持联合国秘书长的工作,并维持这一强劲势头直至2015年巴黎会议”。
2014年7月9日,中美气候变化工作组提交第六轮中美战略与经济对话的报告强调,“中美两国采取强有力的国内适当行动,包括大规模的合作行动,比以往任何时候都至关重要。”总书记用“聚同化异”来概括处理中美之间分歧的原则,这也进一步表明了气候变化问题在中美新型大国关系中的地位不断上升,以及中美作为负责任的大国积极应对全球气候变化的决心。
低碳发展呼呼电网技术创新
电能是清洁、优质的能源形式,也是联结多种一次能源的枢纽,电网不但是能源使用和输送的枢纽,也是联接能源生产者和消费者之间的枢纽。中国的低碳发展必须有能源革命的支撑。无论是能源生产的合作,还是能源消费的革命,都离不开电网的支撑。建设适应未来能源发展的智能型电网是当前及今后较长时期内电网技术发展的重要方向。低碳发展对电网提出以下重要的技术需求:大规模接纳可再生能源;分布式能源与电网的协同创新;大容量远距离电力传输;引导社会节能;提供社会服务。
大规模接纳可再生能源技术。这是电网技术创新最紧迫的问题。高比例的可再生能源是未来能源结构的核心特征,必须建设智能电网以大规模接入可再生能源。2007~2012年,全球非水可再生能源翻了一番多,OECD国家可再生能源增长90%;欧盟为了加快能源结构低碳化,确立大比例可再生能源目标,2020年可再生能源比例达20%,2030年达27%。在德国2010年发布的《2050年能源规划纲要》中,德国制定的目标是可再生能源占一次能源比例2030年达30%,2050年达60%。到2050年,80%以上电力来自可再生能源,风力发电将在德国电力供应中发挥关键作用,这就需要新建大规模的陆地和海洋风电场。在未来,将份额不断增加的可再生能源电力成功集成到电力输送网络中,则是德国和欧洲面临的重要任务。
分布式能源与电网的协同创新。以能源梯级利用为特征的分布式电源正在改变过
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