碳中和目标下实现碳循环的电力系统供需规划EI北大核心CSCD

全球许多国家已发布碳中和目标,电力系统碳中和日益受到各方重视,而电力-燃气系统碳循环是实现电力系统碳中和的一种重要途径。该文在提出可再生能源驱动的电力-燃气系统碳循环与能量循环运行体系基础上,建立了电力-燃气能量/物质耦合模型,提出了考虑电力系统碳中和约束与碳循环约束的优化模型,并以西班牙电力-燃气系统为例进行分析。研究发现,碳循环比例变化将对电力系统灵活性需求、建设与运行成本、二氧化碳存储与封存需求等产生较大影响。结果表明,推动实现电力-燃气系统碳循环与能量循环,需要加强电力系统灵活性研究和建设,并重视相关能量转换与碳处理技术的经济性提升。     

碳中和目标下构建新型电力系统的挑战与展望

构建以清洁低碳能源为主体的能源供应体系,建设新型电力系统是实现碳中和目标的关键举措。电力系统从化石能源主导转变为清洁能源主导,面临新型平衡体系、复杂安全机理、成本疏导机制等多重挑战与变革。该文从结构、形态、技术、机制4个方面分析新型电力系统的内涵与特征;分析研判新型电力系统演化路径;最后,针对新型电力系统构建提出发展建议与展望。     

双碳目标下的新型电力系统规划新问题及关键技术

新型电力系统规划是引领电力系统低碳发展及转型的重要前提。首先阐述了新型电力系统的技术特征,指出低碳电力规划所面临的源-荷不确定性加剧、低碳电力市场化发展、碳水平评估、运行模拟、多主体协同规划若干新问题,提出新型电力系统规划的基础模型及技术框架,最后结合新型电力系统技术特征及框架对相关关键技术研究成果进行综述,并给出新型电力系统规划的重点研究方向,以期为低碳发展目标下的电网规划决策研究提供参考。     

面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判

为实现碳达峰碳中和目标,我国能源生产和消费需要加快转型,电力系统作为未来的能源枢纽,将起到关键作用.该文对我国电力系统十三五发展现状进行总结,分析四个革命、一个合作及新发展理念等指导思想下未来以新能源为主体的新型电力系统在满足电力供应、保障安全稳定、提高效率效益、优化网架结构等方面发展的重点,归纳了未来电力系统...     

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...     

碳中和电力系统的规划运行和关键技术综述

全球气候变暖以及能源危机不断加剧,加速了世界电力系统能源结构低碳化改革的步伐.碳中和电力系统 (ZeroCarbonPowerSystem)作为电力系统低碳化改革的最终形态,相关研究成果也在不断涌现.首先介绍了碳中和电力系统的概念和特点及其与100％可再生能源电力系统的区别,进而从电力系统规划、运行、稳定分析与控制和辅 助服务等角度分析了未来碳中和电力系统运行规划所要面对的一些技术性问题.基于这些问题,对部分关键技术进行了探索和简易总结,并分析其在构建碳中和电力系统及其可靠运行所发挥的作用.最后,对碳中和电力系统的发展进行了总结和展望     

“碳达峰、碳中和”目标下的电力系统成本及价格水平预测

电力系统在碳达峰碳中和目标实现过程中,电源结构、电网形态等将发生重大变化,系统成本也将随之改变。在综合考虑电源结构、发电造价、燃料成本、电网投资等因素变化基础上,采用经营期法和“成本+收益”方法,开展中远期电力系统成本及价格水平预测。研究结果表明,未来电力系统各环节成本均呈上升趋势,其中电源侧成本在2040年前快速增长、之后相对稳定,而电网侧成本保持小幅上涨趋势。该研究可为进一步完善电价机制和市场化制度、加强电力系统成本疏导和公平分担提供参考依据。     

碳中和”目标下的电能替代发展战略研究

长期以来,化石能源支撑着我国工业文明发展,同时也带来了环境污染、气候变化等影响人类生存发展的现实难题.电能是清洁、高效、便捷的二次能源,电能替代是实现"碳达峰"与"碳中和"目标的重要路径.首先梳理了"碳中和"目标下的分阶段任务,分析整理了在"碳中和"目标下的电能替代发展前景;并列举了"十三五"期间电能替代工作取得的成就;最后据此分析了电能替代各项技术在"十四五"期间发展战略及后续工作.     

“双碳”目标下宁夏构建新型电力系统的问题与建议

宁夏作为国内首个新能源综合示范区,新能源装机占比2022年底将达到50%,超越煤电成为第一大电源,随之面临新型电力系统建设带来的问题和挑战。围绕能源资源禀赋、电网网架、电力外送、新能源消纳和转型政策5个方面总结宁夏构建新型电力系统的基础与优势,并结合宁夏发展实际,从产业结构、电力供应保障、新能源并网消纳、安全稳定运行4个方面分析新型电力系统构建过程中存在的问题;最后,围绕上述问题提出了加快能源产业结构转型升级,保障电力安全可靠供应,提升新能源并网消纳能力,提高新型电力系统安全防护能力等相关建议,对推动宁夏能源转型发展和新型电力系统建设具有一定的指导意义。     

支撑碳中和目标的电力系统源-网-储灵活性资源优化规划

2020年9月,中国提出将努力争取2060年前实现碳中和.大力发展风电、光伏高比例并网的新能源电力系统,是实现碳中和目标的重要途径.由于新能源发电具有波动性和随机性,因此需要提升系统灵活性以保障高比例新能源电力系统的安全、可靠和经济运行.以实现2060年碳中和目标为边界,采用内嵌全年8760 h全景时序生产模拟的电力规...     

碳中和目标下的能源系统转型与变革：多能流协同技术

近年来全球多个国家提出了碳中和战略目标,能源系统的转型与变革已迫在眉睫.在能源系统低碳化转型路径中,高比例新能源渗透充当了极为重要的战略角色,且各能源系统之间的转型呈现相辅相成、协同发展的趋势.一方面,新能源可通过电转气、电转热、电制氢等能源耦合设备分别为天然气、热力、交通侧等负荷提供绿色能源供应,终端用能的电气化改善了终端能源结构;另一方面,多能源系统的灵活性及多能互补性为间歇性新能源并网的消纳提供了支撑.为此,综述了面向碳中和目标的能源系统转型与变革的多能流协同技术,介绍了高比例新能源渗透下的多能流协同技术,剖析了支撑新能源并网的多能源市场机制设计,最后归纳总结了未来能源系统转型与变革面临的核心挑战.     

碳中和目标下考虑供电安全约束的我国煤电退减路径研究

构建新型电力系统是实现碳中和目标的关键举措,如何在新能源安全可靠替代的基础上实现煤电有序退减是新型电力系统的核心难题。受到我国能源资源禀赋、煤电机组运行年限结构、电力供应保障及系统运行安全等因素制约,我国煤电退减具有极大难度。该文聚焦电力供应保障问题,选取碳排放配额和火电装机保留最多的深度低碳保守场景作为煤电退减路径基础场景,利用中国电力科学研究院自主开发的电力系统碳中和路径模拟分析软件开展了2020—2060年电力电量平衡的生产模拟分析,结果显示煤电退减基础场景下未来电力供应安全将面临较大风险,2030年电力平衡缺额约8600万kW,到2060年缺额将达到约7.4亿kW。为保障系统电力平衡,可考虑将部分煤电转为应急电源、充分挖掘负荷侧响应等优化措施。最后提出了我国煤电退减路径的研究建议,预计到2030年,煤电总装机保持约14亿kW,年利用小时数约4240h;到2060年,煤电总装机保留约8.2～10.7亿kW,利用小时数将降至1000h以下。     

碳达峰、碳中和目标下中国核能发展路径分析

在碳达峰、碳中和目标下(简称"双碳"目标),中国能源系统将继续加快清洁低碳转型.核能具有生产过程不排放温室气体、全寿期碳排放量小、能量密度高、无间歇性等优点,可通过规模替代化石能源助力能源系统转型.通过梳理中国能源系统现状和核能发展基础,总结多方研究给出的能源发展目标,分析核能在发电、制氢、区域供热、海水淡化等领域的发...     

“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。     

考虑碳中和目标与成本优化的可再生能源大规模发展规划

提出一种碳中和目标下我国可再生能源大规模发展规划的两阶段多目标优化框架。考虑最大碳减排量与最小发电成本构建可再生能源大规模发展的多目标优化模型,设置碳中和目标达成时间与可再生能源投资总额变化的仿真情景,以考察中国可再生能源的发展趋势,分别利用多目标粒子群算法、多属性决策方法求出非支配解集,选取最优方案。结果显示,按时实现碳中和目标需主要可再生能源累计装机总量达到约8 435 GW,光伏、风电、生物质能发电、水电分别约3 863 GW、3 882 GW、163 GW、527 GW,碳减排贡献分别占37%、53%、5%和5%;应持续大力发展占据主导地位的光伏和风电,但在投资增长情景下生物质能发电、光伏的装机量和碳减排量增长幅度更大,可考虑给予适当政策和投资倾斜。     

“双碳”目标下东北地区新型电力系统发展研究

随着“双碳”目标的提出,我国将加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统,风电、光伏等新能源迎来新的大发展时期。东北地区风能、太阳能资源丰富,但整体开发水平偏低,未来开发潜力巨大,其不稳定的电源特点成为其大规模发展的掣肘。东北地区碳排放量仍处于波动性增长阶段,尚未实现碳达峰,而作为占比最高的电力行业,其碳排放量的优化调整成为东北地区实现碳达峰的关键。在电力系统新的发展形势下,针对东北地区新能源发展面临的困难和问题,提出研究柔性特高压直流外送通道建设,促进以氢能为代表的新型储能系统建立,改善“双高”系统频率响应等相关建议,满足东北地区风光等新能源高质量发展的要求,促进新型电力系统科学构建。     

“双碳”目标下新型电力系统典型特征与发展挑战综述

构建新型电力系统是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要举措。为了更好地开展新型电力系统的规划发展研究工作,从多个角度阐述了对新型电力系统的认识,提出了新型电力系统的典型特征;并进一步从管理与体制机制、经济性、技术性3个方面,剖析了当前构建新型电力系统面临的主要挑战。