“双碳”目标下我国电力行业低碳转型的思路探讨

随着“双碳”目标的提出,我国各行各业已经开始针对“碳达峰”“碳中和”目标措施做出政策调整。作为我国能源系统核心的电力行业,更应该在“双碳”目标下,积极地做出调整措施,进行低碳转型。首先,以“双碳”目标为出发点,对电力行业的社会用电量、社会发电量、电力装机结构和电力投资现状进行了详细分析;其次,结合电力行业现状的数据,分析了“双碳”目标下电力行业存在的困难和问题;最后,结合实际提出在“双碳”目标下电力行业低碳转型思路。     

双碳背景下电力系统低碳转型性研究

随着社会经济的发展，引发碳排放对气候的不良影响，减少碳排放已达成全球共识，我国提出在2030达到“碳达峰”，2060年达到“碳中和”的双碳目标，在此背景下，中国以燃煤发电为主的电力结构的低碳转型具有重要意义，同时也面临巨大挑战。本文从电力技术系统的低碳转型理论、电力结构系统低碳转型路径及低碳转型价值三个方面进行分析，旨为电力企业的低碳转型提供一定的参考。     

电力碳排放计量技术现状及展望

电力行业是我国碳排放的重点领域,也是实现“双碳”目标的主要“责任人”。精准的电力碳排放计量是评估各地区、各行业、各企业的碳排放量,制定合理可行的碳达峰、碳中和实施路径的基础。文中对电力碳交易、碳排放计量现状进行分析,总结发电侧、电网侧及用户侧碳排放计量的技术现状。针对电力碳排放计量技术在电力低碳调度、低碳需求侧响应等工作中的应用现状,提出优化碳排放计量技术的关键性问题和未来发展方向,为电力行业碳排放计量的进一步研究提供参考和借鉴。     

碳中和目标下电力需求预测体系构建及华东区域电力需求发展趋势研究

碳达峰、碳中和将加速全社会各行各业,尤其是能源系统的转型,而电力行业作为能源枢纽,能源领域在双碳转型过程中将对电力需求带来不可忽视的影响。该文立足于分析双碳目标对于能源电力的影响,挖掘双碳和电力需求的关联性,提出碳中和目标下分行业发展趋势分析思路,构建了一套适应于双碳目标下的电力电量预测方法体系;以华东区域作为典型案例,研究了华东区域碳达峰至碳中和过程中的电力需求发展趋势。研究结果表明,所构建的分析思路和方案体系科学可行,预测结论合理。     

支撑“双碳”目标实现的问题辨识与关键举措研究

中国作为世界上最大的发展中国家和主要的能源消费国与碳排放国，“双碳”目标对中国经济社会绿色低碳发展提出了更高要求。实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，需要在科学认识的基础上，辨识实现“双碳”目标的问题与挑战，研究提出推进“双碳”工作的关键举措。在坚持问题导向基础上，剖析了“双碳”问题的来源，探究了“双碳”问题的本质与深层表现；系统分析了中国实现“双碳”目标面临的挑战与条件基础，统筹发展与减排等多对关系；提出了推动能源绿色低碳转型、推进重点领域节能、推广应用节能低碳技术和产品、完善绿色低碳发展体制机制、促进资源节约集约利用、巩固和提升生态系统碳汇能力、加强国际交流与合作等实现“双碳”目标的关键举措。     

基于碳排放流的电力系统低碳需求响应机制研究及效益分析

电力碳排放占我国全社会碳排放的四成以上,电力行业是实现“双碳”目标的排头兵。在电力系统碳减排方法的相关研究中,现有研究大多从把控源侧直接碳排放入手,而较少从“碳视角”出发,关注用户用电行为对电力系统碳减排目标的反作用。然而,电力系统“源随荷动”特征使得荷侧才是电力系统碳排放的主要责任人,用户的用电行为将对系统碳排放产生显著影响。为此,该文提出一种引导用户主动响应并降低系统碳排放的电力系统碳减排新机制——低碳需求响应机制。该机制以动态碳排放因子为引导信号,以用户自身减碳意愿或碳市场中的价格因素为激励信号。基于全国电力规划与运行模拟数据以及武汉市某企业负荷数据开展实证分析,分别从系统角度和用户角度验证了低碳需求响应技术具有较大的减碳潜力。最后,从新标准、新技术、新机制三方面对影响低碳需求响应机制实施效果的关键环节进行了研究展望。     

计及复合碳泄漏效应的电力系统双层规划

“双碳”目标下,不对称碳监管政策在电力行业低碳转型路径中引发的强、弱复合碳泄漏效应需要引起关注。针对单边碳减排政策在电力系统中的影响,结合边际电价理论构建了考虑输电网级能源网架扩展与配电网级能源枢纽负荷行为的电力系统双层规划模型。首先,在上层能源网架规划中分析线路扩展带来的弱碳泄漏效应,通过拉格朗日乘子求解电网边际电价,在此基础上计及强碳泄漏效应影响下的负荷转移行为,建立下层能源枢纽经济规划模型;其次,分析碳泄漏的成因并提出缓和手段,建立对应模型;然后,提出电力系统双层低碳规划的求解流程,并设计提升双层规划收敛性的二分启发式方法;最后,在改进的IEEE 12节点系统与改进的IEEE 236节点系统中进行仿真,分析碳价格与碳泄漏缓和手段对碳泄漏效应的影响,算例结果验证了碳泄漏的形成渠道与影响。分析免费碳配额或碳排放关税对碳泄漏效应的缓和作用与风险,同时,研究双层规划模型收敛性,可为电力系统低碳转型路径中开展合理碳监管提供参考。     

基于动态随机一般均衡模型的碳定价政策对电力行业的影响效应研究

碳定价政策的实施将会对电力行业的低碳转型产生重要影响。构建了一个包含碳定价政策的电力动态随机一般均衡（DSGE）模型，并在此基础上系统考察了“双碳”目标下碳交易和碳税2种不同碳定价政策对电力行业减排的不同影响。结果表明：碳交易政策的整体影响大于碳税政策，且碳交易政策对减排的影响在碳达峰情景下是通过抑制火电产出实现的，而在碳中和情景下则是通过对绿电产出的激励实现的；碳交易和碳税2种碳定价政策不同的机制设计在“双碳”目标下对电力行业减排会产生不同的影响。碳交易政策中，特别是碳达峰情景下，通过市场机制实现减排存在着一定的上限，超过这个上限时反而会形成一种“倒逼”机制。碳税政策中，返还机制会达到减排目的且返还比例的扩大会加强对电力减排的影响。基于上述结论提出了相关政策建议。     

基于熵权-TOPSIS法的发电企业低碳转型进程评价研究

“双碳”目标的提出为我国能源电力行业带来了深刻变革，五大发电集团作为我国电力龙头企业更要发挥示范引领作用，分析评价其低碳转型成效，对我国发电行业如期实现“双碳”目标具有重要意义。运用熵权-TOPSIS法，对我国五大发电集团2017—2021年的指标数据进行了实证研究与分析。实证结果表明：从纵向维度来看，在2017—2021年，五大发电集团的低碳转型均取得了良好的成绩，各发电集团的低碳转型绩效均有逐年提高的趋势，这说明五大发电集团调结构、促减排、重转型等有关政策的实施，取得了积极显著的效果；从横向维度来看，2017—2021年五大发电集团的排名一直在变动，表明各发电集团在低碳转型方面都有不同程度的进展。     

基于碳效比的电冰箱低碳产品评价方法

电冰箱是现代人民生活当中必需的一种电器,在电器行业占据巨大的市场份额,而随着我国“双碳”政策的推进,电冰箱产业也正面临低碳转型。然而,产品低碳评价技术参数、指标和标准的缺失制约了这一转型的顺利推进。因此,本文通过应用案例的展示,介绍了一种基于“碳效比（carbon efficiency ratio,CFP）”概念的产品低碳评价方法,为电冰箱低碳产品评价标准的制定提供技术参考。     

新型电力系统的"碳视角":科学问题与研究框架

电力在我国能源消费与碳排放中占据重要地位。电力系统低碳转型,构建以新能源为主体的新型电力系统将对我国碳达峰、碳中和战略目标的实现起到关键作用。该文首先分析了从“电视角”到“碳视角”下电力学科研究体系的转变趋势,并对当前“碳视角”下的电力系统研究概况进行了综述。基于“碳视角”下的电力系统研究路径,从电力系统全环节碳排放计量和“战略-技术-市场”协同低碳化解决方案2个方面,分析了电力低碳转型过程中的关键科学问题。在此基础上,从碳计量与碳追踪、碳规划与碳轨迹、碳减排与碳优化、碳市场与碳交易4个方面提出了新型电力系统“碳视角”的研究框架,并对关键研究内容进行了分析和阐述。     

“双碳”目标下造纸企业低碳转型的动态演化博弈仿真分析

在“双碳”目标提出的背景下，为探究造纸企业低碳转型的路径与影响因素，通过构建政府与造纸企业的动态演化博弈模型，建立复制动态方程，运用 Matlab 软件对博弈双方的演化路径进行模拟仿真。结果表明：政府的监管成本、政府的惩罚与补贴、造纸企业低碳改造成本以及低碳生产的额外收益都会对系统的演化结果产生影响，造纸企业低碳改造成本以及政府监管成本取值不同，演化路径呈现的趋势也不同。在此基础上，从优化政府监管机制、探索企业低碳技术新方式、构建新型碳排放补贴与惩罚机制三个方面提出“双碳”目标下造纸企业低碳转型的对策建议。     

电力设计企业基于“双碳”背景的科技创新发展

在“双碳”背景下,绿色低碳转型是经济结构升级的新方向,孕育经济增长新空间,本文通过调研问卷和实地调研方式,对电力设计业务现状和转型情况、科技创新组织体系、科技创新制度体系、科技创新技术体系等方面进行分析研究,提出适应“双碳”背景下的电力设计企业科技创新体系优化建议。     

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。     

新型电力系统下储能技术的应用场景及商业模式研究

“双碳”目标的提出,对现有的能源体系产生了一定影响,传统能源体系需要向清洁、低碳方向进行转型与升级。储能技术是能源体系转型的重要支撑,能够进一步规避间歇性能源对电网的冲击,提高电力系统的经济性与安全性,提升电网运行的可靠性。针对新型电力系统下储能技术的应用场景及商业模式,结合当前能源发展要求与方向,深入探讨了储能技术的分类和特性,分析了储能技术在发、输、配、用电领域中的应用场景,并提出现阶段及未来可行的储能商业模式,从而推进电力行业绿色低碳高质量发展,确保能源体系转型下电网的安全稳定运行。     

碳交易政策电力碳减排空间溢出效应研究

电力是我国碳排放量最高的行业,也是全国碳市场的交易主体,推动电力行业低碳发展是中国实现“双碳”目标的重要抓手。基于2005—2019年我国30个省份电力行业面板数据,考虑电力碳强度的空间相关性,构建空间双重差分模型分析碳交易政策对电力行业碳强度的影响,检验碳交易政策的空间溢出效应;在此基础上,进一步构建中介效应模型分析碳交易政策的影响机制。研究发现：碳交易政策能够显著降低电力行业碳强度,并且这种抑制作用逐年增强,政策对碳强度的减排效果比碳排放总量更好;电力行业碳强度具有显著的空间正相关性,试点地区实施碳交易政策能够形成政策溢出效应,推动相邻地区碳减排;碳交易政策主要通过调整能源消费结构、降低电耗强度和促进产业结构升级来降低电力碳强度。基于上述结论,提出了相关政策建议。     

“双碳”目标下“能源三要素”再思考

综观人类能源发展史,在不同的发展阶段,普遍都面临着能源安全、能源成本、能源环境三要素权衡的难题,其本质是一个多目标复杂系统优化问题。文中研究“能源三要素”在能源发展不同阶段的内涵及演变,分析能源绿色低碳转型进程中“能源三要素”面临的新挑战,提出推动实现“双碳”目标的基本思路,以及加快建立新型电力供应安全体系、系统施策降低与疏导能源转型成本、构建新型电力系统推动绿色低碳转型的策略建议。     

适应能源电力新形势的“供电+能效服务”模式创新发展研究

“供电+能效服务”是新时代电网企业勇挑能源转型重担,推动能源结构优化升级、引领绿色低碳转型、强化能源安全保障、实现能源高质量发展的重要抓手。首先,全面分析了实现“双碳”目标、构建新型电力系统背景下,“供电+能效服务”面临的新形势、新要求;其次,总结提炼了国家电网有限公司在“供电+能效服务”体系建设方面的创新实践;最后,探讨了新形势下电网企业“供电+能效服务”工作开展思路与路径,从数字化赋能、科技攻关、政策争取、示范宣传等方面进行论述。总体而言,新形势下须系统推进“供电+能效服务”创新、深化和升级,为用户能效提升和电网公司转型发展创造更多价值,服务经济社会高质量发展,助力国家实现“双碳”目标。     

电力市场、碳市场及绿证市场互动机理及协调机制

面向“碳达峰、碳中和”战略目标，应在统一的能源、气候、环境治理框架体系下，统筹协调碳市场、电力市场、绿证市场等各类市场的关联关系，做好市场机制层面有效衔接。分析了欧盟、美国等国外电、碳市场协同运作的实践经验，总结了国内推进碳市场、电力市场、绿证市场建设的现状，剖析了碳市场、电力市场、绿证市场之间的关联关系与交互影响机理，探索了市场间协调发展的衔接机制。最后，立足国内市场建设发展环境和现实需要，提出了当前阶段助力碳市场、电力市场、绿证市场协调发展的相关建议，以充分发挥综合调控作用，助力能源电力行业和社会低碳转型。     

碳约束条件下电力行业低碳转型路径研究

在碳达峰碳中和战略目标要求下,能源系统面临着巨大的低碳转型压力。电力行业作为最大的碳排放来源以及支撑终端电气化发展的关键行业,在整体能源系统低碳转型中的角色至关重要。为此,该文建立具有高时空分辨率和技术准确度的电力系统长期规划方法,形成基于电力平衡的电力行业长期规划与短期运行联合优化模型。基于该模型,研究中国电力行业的低碳转型路径,将低碳排放目标作为碳约束条件,用倒逼的方式确定出各类发电技术随时间的发展规模、地域分布和投资成本。结果表明,电力行业若要实现气候目标,需要处理好几个关键问题,包括可再生能源的扩张、煤电的提前退出、碳捕集技术的应用以及转型投资的保障。该文通过将不同排放目标下的转型路径和成本进行细致的对比分析,为相关政策制定提供科学支撑。