中国能源电力碳中和实现路径及实施关键问题

结合中国经济社会和能源电力发展的现实国情,分析中国碳中和机理框架和中国能源互联网减排思路。按照全社会减排成本最优,应用综合评估模型MESSAGE研究提出中国全社会碳中和整体路径和能源电力系统转型路径,结果表明：中国2060年前全社会实现碳中和路径总体可按尽早达峰、快速减排、全面中和3个阶段推进,全社会碳排放2028年左右达峰,2060年90%能源需求由非化石能源满足,全社会2/3的能源使用均为电能,实现能源使用体系全面转型。同时着重分析了实现碳中和过程中减排速度和节奏、电力系统平衡调节、转型成本和疏导等关键问题。     

面向园区能源互联网的综合能源服务关键问题及展望

目前中国能源发展面临能源消费结构不合理、能源供需分布不匹配、各类能源系统不融合、合理投资回报模式缺乏等困境,能源互联网是解决中国能源发展关键问题的有效手段。在能源互联网的背景下,综合能源服务将是不可阻挡的发展趋势。未来园区能源互联网是能源系统的基本单位,更是综合能源服务的基本落脚点。文章从综合能源服务的内涵出发,立足于园区能源互联网,从园区综合能源服务商、服务内容、商业模式、支撑技术4个方面提出面向园区综合能源服务的关键问题,并对其未来发展进行展望。     

碳捕集、利用与封存技术专刊特约主编寄语

2020年中国向国际社会承诺“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。中国碳中和目标的提出,彰显了我国绿色低碳发展的决心,对应对气候变化和中国未来社会经济发展具有重大影响。碳中和目标实现路径的相关研究表明,中国能源转型和二氧化碳减排的速度和力度要比发达国家大得多。目前我国能源结构正在发生快速而深刻的变革,风电、光伏成为能源供应增量的主体,其波动性、不稳定性对电网稳定运行和供电安全提出重大挑战;高比例可再生能源接入后,化石能源仍将是支撑电网安全稳定运行、保证能源安全供应的压舱石,需要发展碳捕集、利用与封存(CCUS)技术来确保碳中和目标的实现。     

面向含氢综合能源系统的电-碳-氢耦合交易市场研究综述

在我国“双碳”目标愿景下,电-碳-氢耦合交易市场正通过市场机制优化能源配置,加速能源转型,但含氢综合能源系统的兴盛给多能耦合交易市场的发展带来了新的挑战。介绍了含氢综合能源系统的基本结构,并在电-碳、电-氢交易市场研究的基础上分析了电-碳-氢耦合交易机制,深入探究了面向含氢综合能源系统的电-碳-氢耦合交易市场机制。分别从市场的交易标的物、交易对象、交易价格角度进行了阐述,并归纳分析了目前实现市场均衡的能源定价策略与市场出清机制。最后总结了电-碳-氢交易市场与含氢综合能源系统发展面临的挑战,并对后续的研究方向进行了展望。     

双碳目标下低碳综合能源系统规划关键技术及挑战

双碳目标下,能源系统深度脱碳势在必行。低碳综合能源系统是通过集成碳捕集技术、提高非碳能源比例、充分调动源-网-荷-储各能源环节灵活性资源等方法,主动或被动降低碳排放的多能源系统形态。文中对低碳综合能源系统规划关键技术进行了评述和展望。首先,梳理了现阶段能源转型目标和路径优化方法;然后,从碳捕集和可再生能源消纳两方面对低碳综合能源系统关键要素建模方法进行总结;在此基础上,根据不同低碳综合能源系统层级的特点,分别评述了集成碳捕集技术和高比例清洁能源的跨区级低碳综合能源系统规划方法、考虑多类型分布式清洁能源和灵活性资源的区域级低碳综合能源系统规划方法、计及用户用能及建筑特性的用户级低碳综合能源系统规划方法;最后,对不同层级低碳综合能源系统规划面临的挑战进行了展望。     

“双碳”目标下我国能源电力低碳转型路径

能源电力低碳转型是实现碳达峰、碳中和的关键,事关我国经济社会发展全局。以实现我国经济社会发展目标为约束,以保障能源供应安全为前提,综合研判我国化石能源减少与非化石能源替代时序,对比分析不同国际国内能源资源供应形势下电力转型情景,提出零碳电力系统发展路径,从科学设定目标、夯实安全基础、加快清洁替代、加强科技引领、创新体制机制等方面,提出推进我国能源电力低碳转型措施建议。     

低碳导向的区域综合能源服务市场交易机制设计

在当前世界各国不断倡导节能减排、低碳环保、深化电力体制改革并出台新型能源交易政策的背景下,针对当前多能源耦合的综合能源服务市场研究未考虑供给与需求侧的多能源替代特性以及碳排放因素等问题,提出了一种低碳导向的区域综合能源服务市场架构体系与交易机制。首先,以区域综合能源系统作为物理主体架构,并结合不同能源子系统的市场参与主体,构建了低碳导向的综合能源服务市场架构;其次,结合不同能源在运行环节的碳排放因子,分别构建了区域综合能源服务市场内电力、燃气、热力市场的具体模型,并提出了低碳导向的区域综合能源服务市场联合出清机制。通过算例仿真分析表明,构建的综合能源服务市场与相应提出的交易机制在对不同能源市场合理定价及降低碳排放等方面均具有良好的导向作用,进而助力碳达峰、碳中和目标的达成。     

碳交易在综合能源系统规划与运行中的应用及展望

由于化石能源的大规模消耗和随之而来的碳排放,能源与环境问题在世界范围内日益突出.引入碳交易和发展综合能源系统成为实现能源行业低碳化和可持续发展的重要手段,两者如何结合促进应予以重点关注.文中聚焦碳交易在综合能源系统中的应用问题,总结了碳交易关键要素和碳市场发展状况,分析了碳交易对综合能源系统规划与运行的影响过程,全面梳理了考虑碳交易的综合能源系统规划与运行模型的组成要素和研究现状,从影响机理、交易机制和应用模式三个方面对碳交易与区域综合能源系统的协同发展进行了探讨和总结.     

综合能源服务驱动力模型及物联网技术驱动影响模式分析

综合能源服务是推动能源产业高质量发展的重要着力点.从理论视角充分解析其发展驱动力、从实践层面积极探索优质高效的驱动模式具有重要意义."需求"、"供给"、"技术"、"政策"是综合能源服务发展的4种驱动力.以"技术驱动"为先导,可以尽快实现综合能源服务从"规划"到"现实"的跨越.物联网技术驱动综合能源服务发展是典型的"技术...     

基于碳熵指标的电-热互联综合能源系统碳轨迹追踪方法

“碳达峰·碳中和”目标背景下，节能减排成为中国能源改革的首要任务。碳排放(简称碳排)的宏观计量无法满足能量系统碳排深入研究的需求，精细化的用能侧碳排特征能够有效指导用户低碳用能。文中基于碳熵指标提出了电-热互联综合能源系统的碳轨迹追踪方法。首先，基于“熵”与“碳排”的相似特征引入了“碳熵”概念，用以描述碳排随能量流动的无序化，研究源与荷的碳熵关系。其次，基于电、热系统的叠加特性建立了电-热互联综合能源系统的碳熵模型，形成源荷作用关系的显式表达式，对电-热互联综合能源系统进行碳轨迹追踪，并分析单个碳源作用于用户侧的碳熵分量。最后，以中国吉林省某地区电-热互联综合能源系统为例进行算例分析，验证了碳熵模型的优势及有效性。     

“面向双碳战略的能源转型关键技术”专栏特约主编寄语

2020年9月,习近平总书记在联合国大会宣布"中国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和"。2021年全国两会,"碳达峰、碳中和"首次被写入政府工作报告。其中,构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统是"十四五"时期的重点工作。     

基于“互联网+”的综合能源服务发展策略研究

在能源互联网快速发展的当下,综合能源服务面临新的机遇和挑战。以浙江省某综合能源示范基地为例,分析了该基地主要功能,并在此基础上,详细介绍了以“互联网+”为核心的综合能源服务平台。从基于移动互联网的综合能源服务和基于大数据的综合能源服务两个方面对综合能源服务的技术方案进行研究,并提出相应发展对策,为今后综合能源服务的发展提供参考。     

基于双碳目标的智慧能源体系构建

习近平总书记关于“碳达峰、碳中和”系列重要部署为推动气候环境治理和可持续发展擘画出宏伟蓝图、指明了道路方向。阐述了在未来40年先后实现碳达峰、碳中和目标过程中我国能源行业面临的艰巨任务,分析了“双碳”目标下能源转型的主要短板弱项,从智慧能源体系的演进路线、主要特征和对能源转型的支撑作用3个方面介绍了“双碳”目标下能源转型的路径措施,建议将着力构建支撑“双碳”目标的智慧能源体系作为能源转型的重要方向,并提出了具有操作性的实施路径。     

电网企业综合能源服务转型策略研究

在能源互联网时代,向综合能源服务提供商转型已经成为以电网企业为代表的传统能源企业的必然选择。归纳综合能源服务基本内涵,比较和总结国内外当前综合能源服务的实践经验,指出当前国内综合能源服务在业务设计与商业化运营方面的现状与不足。随后,从战略定位、业务定位与构建、市场定位与营销、信息化支撑、策略保障5个方面提出了电网企业发展综合能源服务的应对建议。     

面向零碳园区的综合能源系统优化运行技术综述

双碳背景下,零碳园区级综合能源系统(integrated energy system,IES)成为我国节能降碳、提质增效政策的重点。然而,园区级综合能源系统具有源-网-荷-储一体化、多能互补、供需方动态博弈等特点,其优化运行技术面临强不确定性和耦合机理不明等诸多挑战。为此,对零碳园区级IES优化运行的研究现状、关键技术与未来发展趋势等方面进行综述至关重要。该文首先聚焦于多类型能源耦合能效提升,系统阐述了零碳园区级综合能源系统架构;进一步,从零碳园区实施路径入手,对零碳园区级综合能源系统优化运行所涉及的多类型储能技术、碳捕集技术、多能协同规划设计、需求响应、能源监测与优化调度等关键技术进行了归纳分析;最后以实现园区零碳为主要目标,从全方位融入零碳理念、综合探索碳吸收/碳排放等方面分析零碳园区优化运行所面临的核心问题,并从数字化、社会环境因素一体化、全域综合能源化等方向指明零碳园区的发展趋势。     

新形势下智慧“能源 + 双碳”服务平台的建设与应用

为顺应国家能源革命和“双碳”战略目标,积极响应关于建立完善绿色低碳技术评估、交易体系和科技创新服务平台的整体要求,开展了新形势政策下的智慧“能源+双碳”服务平台的研究与开发。以区域智慧能源服务平台为研究基础,依托能源大数据应用,从政府、企业、交易市场三方视角,聚焦碳资产全过程管理,开展智慧“能源+双碳”服务平台的建设工作。平台通过汇聚海量能源信息,结合大数据、人工智能等先进技术,研究碳核算方法、计算方法及预测方法并形成标准算法模型,构建碳监测体系、碳评估体系、碳排放预测体系,构建“双碳”能源数智产品,为政府提供“碳监测”辅助能碳管理、为企业提供“碳分析”指导节能降碳、为交易市场提供“碳核证”优化资源配置,推动社会经济的绿色高质量发展。     

面向能源转型的综合能源业务布局及发展研究

随着能源系统向分散化、低碳化和数字化转型,创新发展综合能源业务适应能源转型,已成为当下电网企业转型升级的首要任务。目前综合能源业务主要为电气联售、增值服务,电网公司具有的网络基础资源和用电数据优势尚未挖掘,亟待转变服务理念、布局能源业务,聚集核心竞争力。首先分析了国外激励综合能源业务发展的监管措施,并以欧洲10家不同的能源企业作为案例,分析了国外能源业务运营策略,然后提出了电网公司开展能源服务的方式以及业务布局策略,最后结合国外综合能源业务实践经验,给出了电网公司发展综合能源业务的建议。     

考虑碳预算与碳循环的能源规划方法及建议

实现碳中和,能源领域碳减排是关键.为研究面向碳中和的能源规划,文章首先分析了碳中和与碳预算之间的关系,之后提出了碳中和目标下考虑碳预算与碳循环的能源规划方法,进而从规划目标、研究范式、碳约束、市场因素等方面与其他能源规划方法进行了对比,最后针对未来能源规划中需要重点关注的能源耦合、碳价设置等问题,提出了相关建议.此方法...     

面向碳中和的港口综合能源系统(一):典型系统结构与关键问题EI北大核心CSCD

高度电气化的港口将形成“能源–交通”强耦合的港口综合能源系统,其管理是实现未来绿色交通的关键途径。为厘清港口综合能源系统的发展路径,探究港口综合能源发展在实现海洋交通“碳中和”目标过程中的关键作用,该文调研相关文献,分析代表性港口及港口能源系统发展历史,从典型功能分区、排放政策法规及当前排放类型等角度总结港口综合能源系统的典型结构,提出港口综合能源系统发展建设中的关键问题。结果表明,港口综合能源系统是港口电气化发展的必然趋势,亦为未来海-陆能源协同提供坚实平台,但“能源–交通”深度融合在为港口带来巨大节能减排潜力的同时,也将带来多能流融合、能源–交通融合建模、多利益主体管理等复杂问题等亟待解决的问题。     

面向碳中和的电力行业绿色发展关键技术与路径研究

中国提出力争2030年前实现碳达峰，争取2060年前实现碳中和。通过分析发达国家碳中和路径和中国能源现状，得出中国碳达峰路径应建立在以新能源为主体的新型电力系统之上，降低高碳电源比例的同时，对火电进行高效、清洁改造，以源、网、荷、储为链条，考虑安全性、经济性等多要素，分析海量新能源消纳控制，碳捕捉、利用与封存，虚拟电厂，绿电制氢(氧)等关键技术对电力低碳转型路径的影响，最后从政策、资金和产业链层面提出了低碳化技术发展的建议。