智能電網(wǎng)的低碳效益分析

符力文

（華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京市，102206）

0 引言

隨著市場(chǎng)化改革推進(jìn)、氣候變化加劇、環(huán)境監(jiān)管要求日趨嚴(yán)格與國(guó)家能源政策最新調(diào)整等一系列變化的出現(xiàn)，電網(wǎng)與電力市場(chǎng)、用戶間的關(guān)系日益緊密。用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求逐步提高、可再生能源等分布式電源數(shù)量不斷增加，傳統(tǒng)電網(wǎng)已難以應(yīng)對(duì)這些變化。為此人們提出了發(fā)展智能電網(wǎng)（Smart Grid）的設(shè)想，對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)換代[1-13]。本文結(jié)合智能電網(wǎng)的技術(shù)水平，分析智能電網(wǎng)低碳效益，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供參考。

1 智能電網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展前景

1.1 技術(shù)現(xiàn)狀

目前，智能電網(wǎng)技術(shù)[2]主要包括4方面：（1）高級(jí)精確的計(jì)量技術(shù)與設(shè)備；（2）先進(jìn)的智能調(diào)度和防護(hù)系統(tǒng)；（3）完善、靈活、堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造技術(shù)；（4）開放友好的通信及決策支持系統(tǒng)。既涉及了機(jī)械制造、軟件程序開發(fā)、拓?fù)鋬?yōu)化等自然科學(xué)技術(shù)，也包含了電力市場(chǎng)、需求側(cè)管理等社會(huì)科學(xué)技術(shù)。其中，我國(guó)已在大容量交/直流輸電技術(shù)、交流柔性輸電技術(shù)等方面取得了一些成果。從世界范圍來(lái)看，我國(guó)的智能電網(wǎng)發(fā)展還處于起步階段：配電和用電端的設(shè)備還比較陳舊；先進(jìn)通信體系沒有大范圍推廣；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)體系方面也比較欠缺，未形成一套公認(rèn)準(zhǔn)則等。這些既是智能電網(wǎng)發(fā)展的障礙，也是未來(lái)重點(diǎn)研究的方向。

1.2 應(yīng)用前景

智能電網(wǎng)不僅是現(xiàn)代電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)升級(jí)，更是全球電力行業(yè)的深刻變革。各個(gè)國(guó)家均制定了適應(yīng)本國(guó)特點(diǎn)的智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，不同電力企業(yè)也進(jìn)行了相關(guān)研究。研究表明，由于能源戰(zhàn)略需求和負(fù)荷分布的特殊性，我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)必須結(jié)合特高壓電網(wǎng)和電力體制改革來(lái)進(jìn)行[3-5]。宏觀政策方面，電力行業(yè)應(yīng)在建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的要求下合理發(fā)展；市場(chǎng)化改革層面，電能交易手段與定價(jià)方式正在改變，市場(chǎng)供需雙方的互動(dòng)將日趨頻繁，電網(wǎng)必須能夠靈活地支持多類型電能交易[6]。智能電網(wǎng)所具備的諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠成為提高能源效率，推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。

2 低碳經(jīng)濟(jì)分析

2.1 低碳經(jīng)濟(jì)的意義

我國(guó)溫室氣體排放總量已居世界第2位。盡管《京都議定書》中未規(guī)定包括中國(guó)在內(nèi)的發(fā)展中國(guó)家在2012年前的具體減排量，但作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)，我國(guó)正面臨著巨大的減排壓力。經(jīng)濟(jì)規(guī)模的逐年增加以及煤炭主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)，將使我國(guó)CO2排放快速增長(zhǎng)（年均增長(zhǎng)2.6%），2020年將達(dá)到81.45億t。屆時(shí)，將超過(guò)美國(guó)成為世界第一大CO2排放國(guó)。低碳經(jīng)濟(jì)的提出，預(yù)示著一場(chǎng)國(guó)際新工業(yè)革命來(lái)臨。未來(lái)各國(guó)經(jīng)濟(jì)體的競(jìng)爭(zhēng)必然是低碳技術(shù)、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳規(guī)則的競(jìng)爭(zhēng)，甚至在國(guó)際經(jīng)濟(jì)貿(mào)易中將可能形成“低碳壁壘”。作為最大的發(fā)展中國(guó)家，中國(guó)面臨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與節(jié)能、應(yīng)對(duì)氣候變化的多重任務(wù)，這種低碳經(jīng)濟(jì)新模式的提出將帶來(lái)多方面的挑戰(zhàn)。

2.2 低碳經(jīng)濟(jì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

在低碳經(jīng)濟(jì)理念的影響下，英國(guó)政府為達(dá)到“2010年CO2排放量在1990年水平上減少20%，到2050年減少60%”的目標(biāo)，采取了4項(xiàng)措施：（1）優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展可再生能源，到2010年可再生能源的比例達(dá)到10%。進(jìn)一步降低化石能源消耗量，并寄希望于“可控核聚變”技術(shù)突破，以獲得更多的清潔能源和無(wú)碳能源。（2）調(diào)整能源政策，準(zhǔn)備征收氣候變化稅和能源產(chǎn)品稅，以促使從事化石能源開發(fā)和使用的公司改善能源利用效率，減少溫室氣體排放。（3）強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新，發(fā)展低碳能源技術(shù)。（4）全方位節(jié)能減碳。推動(dòng)家庭節(jié)能減碳，實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能、家電節(jié)能、低碳交通等。以發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)的能源政策，不僅涉及生產(chǎn)和流通領(lǐng)域，而且涉及到消費(fèi)領(lǐng)域；不僅對(duì)政府企業(yè)提出要求，而且需要對(duì)社會(huì)公眾進(jìn)行輿論引導(dǎo)。德國(guó)政府提出實(shí)施氣候保護(hù)高技術(shù)戰(zhàn)略，先后出臺(tái)了5期能源研究計(jì)劃。歐盟于2008年12月最終就歐盟能源氣候一攬子計(jì)劃達(dá)成一致，形成了低碳經(jīng)濟(jì)政策框架。澳大利亞在2007年新政府成立之后，批準(zhǔn)了《京都協(xié)定書》，于2008年發(fā)布了醞釀已久的《減少碳排放計(jì)劃》政策綠皮書，對(duì)碳減排確立明確目標(biāo)。日本政府資助的研究小組于2008年5月，發(fā)布了《面向低碳社會(huì)的12大行動(dòng)》。著名的“福田藍(lán)圖”，是日本低碳戰(zhàn)略形成的正式標(biāo)志。美國(guó)政府在尋求一個(gè)綜合、平衡和對(duì)環(huán)保有利的能源安全長(zhǎng)期戰(zhàn)略中，把低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展道路視為可能成為美國(guó)未來(lái)重要戰(zhàn)略的選擇。聯(lián)合國(guó)也于1988年與世界氣象組織（World Meteorological Organization，WMO）建立了政府間氣候變化專業(yè)委員會(huì)（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）[7]。

我國(guó)政府將發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)作為中國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求及戰(zhàn)略選擇，于2006年首次在國(guó)家“十一五”發(fā)展規(guī)劃中提出了“節(jié)能減排”的要求。2007年頒布了《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》和《節(jié)能減排綜合性工作方案》，所推行的循環(huán)經(jīng)濟(jì)以及建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)等舉措，揭開了低碳經(jīng)濟(jì)序幕，顯示出政府在節(jié)能減排和發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)等方面的決心與信心。

2.3 我國(guó)電力行業(yè)的碳排放特性

從我國(guó)的能源資源結(jié)構(gòu)來(lái)看，煤炭、石油天然氣等高碳常規(guī)能源儲(chǔ)量大、應(yīng)用廣泛，相比于水能、太陽(yáng)能、風(fēng)能等低碳能源，處于絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，供應(yīng)大部分的社會(huì)用能。統(tǒng)計(jì)資料顯示：中國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)一直呈現(xiàn)高碳特點(diǎn)，2007年煤炭消費(fèi)占全球的30%左右，化石能源占整體能源結(jié)構(gòu)的92.7%，其中高碳排放的煤炭占了68.7%，石油占21.2%。電力中，水電比例只有20%左右，“高碳”的火電比例高達(dá)77%以上，電力部門90%的燃料是煤炭。據(jù)估算，未來(lái)20年中國(guó)電力投資將達(dá)1.8萬(wàn)億美元，火電的大規(guī)模發(fā)展仍將對(duì)環(huán)境構(gòu)成巨大威脅。高碳化的能源結(jié)構(gòu)已使中國(guó)的CO2排放占全球的18%，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)刻不容緩。

以1997—2007年間的我國(guó)發(fā)電量為研究對(duì)象，分析其發(fā)電量及發(fā)電類型的發(fā)展趨勢(shì)，可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)電力行業(yè)的發(fā)展足跡，所需數(shù)據(jù)來(lái)源于1997—2007年間的中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒。圖1表明，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，11年來(lái)我國(guó)電力供應(yīng)量大幅上升。圖2顯示，水電、核電等清潔電力的供應(yīng)量正在逐步上升，但火電增量較大。由圖3可知，11年間，核電增幅明顯，提高了1%；但是火電仍然占據(jù)較大比重，由82%升為83%?？梢?，火電排放的CO2也在逐步增加。雖然已經(jīng)有節(jié)能環(huán)保意識(shí)，但火電依然是主要電源，也是主要的CO2排放源頭。

圖1 1997—2007年我國(guó)電力年產(chǎn)量Fig.1 Annual power output of China from 1997 to 2007

若按火電的發(fā)電量來(lái)計(jì)算碳排放量，則會(huì)發(fā)現(xiàn)電力一直以來(lái)都是“排碳大戶”。統(tǒng)計(jì)資料表明，2009年平均發(fā)電標(biāo)煤煤耗為342 g，標(biāo)煤的含碳量為85%。根據(jù)CO2的反應(yīng)式可得，每發(fā)1 kW·h電排放的CO2為：342 g×0.85/12×44＝1 065.9 g，即1.065 9 kg。11年間，粗略估算，僅由電力生產(chǎn)排放的CO2就達(dá)到181.632 3億t。若由清潔能源來(lái)供電，則可使CO2排放量大幅度減少。據(jù)歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（European Photovoltaic Industry Association，EPIA）提供的信息顯示，綜合考慮到多晶硅冶煉等因素，1 kW·h的光伏發(fā)電可以減排CO20.6 kg。因此，發(fā)展清潔能源技術(shù)成為節(jié)能減排的主要措施。

圖2 我國(guó)各類發(fā)電的年產(chǎn)量Fig.2 Annual power output of China

圖3 1997年和2007年我國(guó)各類發(fā)電結(jié)構(gòu)比例Fig.3 Power generation mix of China in 1997 and 2007

結(jié)合上述分析，我國(guó)電力行業(yè)碳排放的特點(diǎn)如下：

（1）CO2排放呈現(xiàn)增長(zhǎng)迅速且總量上升的趨勢(shì)。2007年，電力行業(yè)的碳排放量相對(duì)1997年增加了2.95倍。

（2）火電發(fā)電裝機(jī)比例較大。由圖3（b）可知，火電機(jī)組占總裝機(jī)容量的比例為83%，清潔電源比重較?。辉?1年的發(fā)展之后，火電比例反而提升了1%。

（3）電力碳排放系數(shù)較高。我國(guó)的碳排放系數(shù)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國(guó)家，2005年為222.95 g/（kW·h），同期發(fā)達(dá)國(guó)家多為100～150 g/（kW·h）。

2.4 低碳電力對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的影響

作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)，電力工業(yè)的低碳化將對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。只有大力發(fā)展低碳電力，才能實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)向低碳經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變，低碳電力至少有3點(diǎn)益處：（1）利于改善電源結(jié)構(gòu)，改變過(guò)度依賴化石能源（如煤炭）的狀況，實(shí)現(xiàn)多元化的清潔能源供應(yīng)體系；（2）利于促進(jìn)發(fā)電技術(shù)更新?lián)Q代，提高能效，降低污染；（3）利于提高電能生產(chǎn)、傳輸與消費(fèi)的效率，減緩能源消耗。

為響應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)的號(hào)召，電力行業(yè)已經(jīng)采取了低碳化措施。2007年，國(guó)務(wù)院下發(fā)了《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法》，針對(duì)我國(guó)以火電為主的特點(diǎn)，通過(guò)節(jié)能調(diào)度，降低全行業(yè)的CO2排放；《可再生能源發(fā)展“十一五”規(guī)劃》中提出：到2010年可再生能源在能源消費(fèi)中的比重由現(xiàn)有的不到1%增長(zhǎng)到10%。這種約束性的規(guī)定，將會(huì)從發(fā)電結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)低碳；華能發(fā)電集團(tuán)實(shí)施的“綠色煤電”計(jì)劃，分階段研究各種清潔發(fā)電技術(shù)與降低CO2排放技術(shù)，尤其是碳捕捉與儲(chǔ)存技術(shù)（carbon capture and storage，CCS），將對(duì)低碳技術(shù)發(fā)展起到重要作用；我國(guó)是世界最大的清潔發(fā)展機(jī)制（Clean Development Mechanism，CDM）項(xiàng)目減排國(guó)，核準(zhǔn)減排量（Certified Emission Reduction，CERs）占全球的50%，有利于獲得大量的CO2減排額度，并實(shí)現(xiàn)低碳技術(shù)與資金的引進(jìn)。2009年，電力行業(yè)節(jié)能減排成效繼續(xù)顯現(xiàn)。經(jīng)核實(shí)，全年關(guān)停小火電機(jī)組容量2 617萬(wàn)kW，“十一五”關(guān)停小火電任務(wù)提前完成。熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組大幅增加，全年共投產(chǎn)1 614.7萬(wàn)kW；6 000 kW及以上電廠供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為342 g/（kW·h），比2008年降低3 g/（kW·h）；電網(wǎng)輸電線路損失率為6.55%，比2008年下降0.24個(gè)百分點(diǎn)[8]。

3 智能電網(wǎng)下的低碳策略

3.1 智能電網(wǎng)發(fā)電側(cè)的低碳分析

電網(wǎng)是連接發(fā)電與售電環(huán)節(jié)的樞紐，通過(guò)引入智能電網(wǎng)的技術(shù)，可以有效地控制發(fā)電和售電側(cè)所產(chǎn)生的能源浪費(fèi)，降低碳排放。發(fā)電側(cè)，結(jié)合新技術(shù)，對(duì)某些能耗低的機(jī)組及清潔電源提供的電能，實(shí)行優(yōu)先上網(wǎng)，鼓勵(lì)其推行節(jié)能及清潔技術(shù)；實(shí)現(xiàn)激勵(lì)電廠使用能效高的機(jī)組，積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的目的。另外，由智能電網(wǎng)衍生出的大容量?jī)?chǔ)電技術(shù)、碳捕捉及封存技術(shù)，均可應(yīng)用于發(fā)電企業(yè)的低碳電力生產(chǎn)。

3.2 智能電網(wǎng)輸電側(cè)的低碳建議

智能電網(wǎng)主要優(yōu)點(diǎn)為電網(wǎng)的智能化，具有了自愈功能，電網(wǎng)自身的堅(jiān)強(qiáng)性有所增強(qiáng)，大停電的概率也會(huì)減少。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以有效確定故障地點(diǎn)，準(zhǔn)確維修，減少了以往逐線排查所增加的成本。同時(shí)，可靠性的提高，將使用戶側(cè)的經(jīng)濟(jì)損失減少。其先進(jìn)技術(shù)，可以有效降低網(wǎng)損，提高輸電效率?？梢哉f(shuō)，智能電網(wǎng)無(wú)論從自身還是對(duì)周圍環(huán)境來(lái)講，都是低碳的。因?yàn)槠鋬?yōu)良的特性，減少了各類成本的支出，從而在一定程度上降低了碳排放。在輸電網(wǎng)建設(shè)方面，提高其自愈水平，降低故障率，是實(shí)現(xiàn)低碳的捷徑。

3.3 智能電網(wǎng)配電側(cè)的低碳措施

智能電網(wǎng)配電側(cè)的低碳措施較多，其中較為理想的是網(wǎng)源協(xié)調(diào)。通過(guò)智能調(diào)度為特高壓、大煤電、大水電、大核電、大可再生能源及分布式能源接入提供技術(shù)支撐。在低碳目標(biāo)的約束下，智能調(diào)度應(yīng)從2方面做起：（1）盡可能地調(diào)度清潔能源；（2）根據(jù)網(wǎng)絡(luò)特性，盡可能地降低輸電損耗。第1個(gè)方面，強(qiáng)調(diào)外部影響條件。要求調(diào)度在選擇調(diào)用電力時(shí)，應(yīng)該多支持水電、核電等清潔能源，從源頭上實(shí)現(xiàn)低碳。第2個(gè)方面，側(cè)重內(nèi)部影響條件。由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在具體的電力調(diào)度中，針對(duì)不同的用戶需求，應(yīng)該選擇網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)路徑，盡可能地降低輸電成本和損失。這2方面能否實(shí)現(xiàn)，將取決于高效的的智能調(diào)度。

3.4 智能電網(wǎng)售電側(cè)的低碳策略

智能電網(wǎng)的低碳用電策略不僅包括了需求側(cè)響應(yīng)，也體現(xiàn)在高級(jí)量測(cè)技術(shù)和雙向互動(dòng)等方面。需求側(cè)響應(yīng)方面，智能電網(wǎng)依托于電價(jià)和技術(shù)手段調(diào)節(jié)和設(shè)計(jì)大用戶直供電及電力批發(fā)及零售。在完善的電價(jià)體系的支持下，引導(dǎo)并實(shí)現(xiàn)用戶的理性用電，減少能源浪費(fèi)。高級(jí)量測(cè)方面，主要體現(xiàn)在高級(jí)智能測(cè)量設(shè)備的應(yīng)用，如智能電表、智能家電等，實(shí)現(xiàn)電價(jià)的可視化，使用戶降低能耗。雙向互動(dòng)則通過(guò)分布式能源的上網(wǎng)來(lái)進(jìn)一步深化，如太陽(yáng)能屋頂、小型風(fēng)機(jī)等，在智能電網(wǎng)的支持下，不僅可以滿足自身用電需求，還可以將多余的電能通過(guò)電網(wǎng)輸送給其他用戶，實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。這些措施，在一定程度上降低了碳排放，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)和用戶側(cè)的友好互動(dòng)，以及能源的合理調(diào)配。

4 低碳電力的成本效益分析

4.1 未來(lái)電力行業(yè)的碳排放成本分析

4.1.1 建模背景

智能電網(wǎng)將使得電網(wǎng)互動(dòng)性提高，推動(dòng)整個(gè)電力行業(yè)的升級(jí)。在提高能源效率，降低碳排放方面會(huì)顯示出巨大的作用。例如：以特高壓為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，能夠促進(jìn)大型坑口電站和大型高效清潔燃煤機(jī)組發(fā)展，有利于清潔煤技術(shù)和碳捕集存儲(chǔ)技術(shù)等先進(jìn)低碳技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，減輕對(duì)自然氣候環(huán)境的影響。由于智能電網(wǎng)具有包容各種隨機(jī)性和間歇性電源的能力，能夠接入分布式清潔能源，促進(jìn)電源結(jié)構(gòu)低碳化，優(yōu)化電源裝機(jī)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)多元化發(fā)展。

本節(jié)結(jié)合1997—2007年間的火電生產(chǎn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用E-views軟件，建立線性平滑模型，預(yù)測(cè)未來(lái)火電電量，據(jù)此對(duì)未來(lái)的火電生產(chǎn)中排放的碳總量進(jìn)行估算。結(jié)合國(guó)際碳交易市場(chǎng)中的碳排放權(quán)價(jià)格，計(jì)算出碳排放成本，量化智能電網(wǎng)的低碳效益。

4.1.2 建立模型

由于火電生產(chǎn)數(shù)據(jù)為平滑曲線，呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，所以選用線性平滑模型模擬其趨勢(shì)，得到模擬結(jié)果如表1所示。

表1 線性平滑模型檢驗(yàn)表Tab.1 Holter-Winter model check list

參數(shù)表明，該模型通過(guò)各項(xiàng)相關(guān)檢驗(yàn)，且具有較高的擬合度，能夠較合理地預(yù)測(cè)未來(lái)值。實(shí)際值與模擬值的對(duì)比如圖4所示。

圖4 1997—2007年間火電產(chǎn)量實(shí)際與預(yù)測(cè)值對(duì)比Fig.4 Comparison of actual and predicted thermal power outputs from1997 to 2007

圖4表明，所建模型的預(yù)測(cè)程度較高，能夠較好地與原始數(shù)據(jù)吻合，由此模型得到的預(yù)測(cè)值具有一定的可信度。相應(yīng)地，得到預(yù)測(cè)期內(nèi)使用的預(yù)測(cè)公式：

4.1.3 模型預(yù)測(cè)

根據(jù)預(yù)測(cè)原理及模型特點(diǎn)，將預(yù)測(cè)區(qū)間定位于2008—2015年。經(jīng)驗(yàn)表明，這個(gè)時(shí)期內(nèi)的模型預(yù)測(cè)能力較高。由相關(guān)文件可知，這一時(shí)期也是我國(guó)智能電網(wǎng)迅速發(fā)展的階段，從而使得模型的預(yù)測(cè)更有實(shí)際意義。結(jié)果如表2所示。

表2 2008—2015年間火電量的預(yù)測(cè)值Tab.2 Predicted thermal power output from 2008 to 2015

根據(jù)中國(guó)電監(jiān)會(huì)已發(fā)布的2008與2009年火電發(fā)電量27 857.37億kW·h和29 810.42億kW·h，可以發(fā)現(xiàn)其分別為預(yù)測(cè)值的90.56%和86.92%，平均預(yù)測(cè)精度達(dá)到了88.74%，說(shuō)明該預(yù)測(cè)值有一定的參考意義。

4.1.4 碳排放成本計(jì)算

根據(jù)火電的CO2排放系數(shù)1.065 9 kg/（kW·h），未來(lái)5年，CO2排放量將達(dá)到298.425 2億t。以國(guó)際碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的核證減排量（Certification Emission Reduction，CER）和歐盟碳排放配額（European Union Allowances，EUA）兩類碳排放權(quán)價(jià)格107.5元/t和125.2元/t計(jì)算，其碳排放的成本分別為32 080.71億元、37 362.84億元。如果發(fā)展智能電網(wǎng)，則會(huì)盡可能地減少這部分成本。

4.2 智能電網(wǎng)的成本分析

由于涉及到許多新技術(shù)、新設(shè)備，智能電網(wǎng)前期投入及后期的運(yùn)行維護(hù)必然會(huì)產(chǎn)生大量成本。據(jù)專家估算，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化，2009年起，我國(guó)需要更新百萬(wàn)個(gè)以上變電站，將3 000萬(wàn)塊至5 000萬(wàn)塊電表更換為智能電表。參考美國(guó)智能電網(wǎng)相關(guān)情況，按照當(dāng)時(shí)的物價(jià)水平，換1塊智能電表，單成本費(fèi)用就要143美元。奧巴馬上臺(tái)5天之后，美國(guó)白宮即發(fā)布了《經(jīng)濟(jì)復(fù)興計(jì)劃進(jìn)度報(bào)告》，宣布未來(lái)3年內(nèi)，將為美國(guó)家庭安裝4 000萬(wàn)個(gè)智能電表，同時(shí)投資40多億美元推動(dòng)電網(wǎng)現(xiàn)代化。可見我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)中的投資也不是一筆小數(shù)目，僅電表1項(xiàng)按就需要5 000多億人民幣的投資（按每個(gè)電表143美元，我國(guó)一半人口約6億人計(jì)算）。除此之外，其他的技術(shù)研發(fā)費(fèi)，設(shè)備制造費(fèi)等都會(huì)比較巨大。

4.3 智能電網(wǎng)的低碳效益

雖然投資巨大，但效益也不容忽視?？筛爬椋和七M(jìn)技術(shù)進(jìn)步、實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)合作、完善電力市場(chǎng)四大方面。僅從環(huán)保效益來(lái)看，智能電網(wǎng)的發(fā)展推動(dòng)了清潔汽車、清潔家用電器、清潔發(fā)電技術(shù)等環(huán)保措施的發(fā)展，促進(jìn)了能源結(jié)構(gòu)的低碳。本節(jié)僅從其低碳效益來(lái)分析，立足電源結(jié)構(gòu)及輸電過(guò)程，量化智能電網(wǎng)的部分效益值。據(jù)專家介紹，若實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)信息化，將可直接減少“配輸用”電等環(huán)節(jié)的能源損耗，每年節(jié)省5%～10%的電力資源；實(shí)現(xiàn)低碳電源結(jié)構(gòu)后，也將替代2%的火電?？梢酝茢啵瑢?shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)建設(shè)后，5年間火電總產(chǎn)量將減少279 974.9億kW·h× 0.07=19 598.24億kW·h（假設(shè)智能電網(wǎng)能減少7%的火電電能供應(yīng)及損耗），減排CO2量為（19 598.24億kW·h×1.065 9 kg/kW·h）÷1 000=20.889 8億t。

因此，在CER市場(chǎng)中節(jié)約的碳排放權(quán)的交易價(jià)值為20.889 8億t×107.5元/t=2 245.65億元（或相當(dāng)于EUA市場(chǎng)中的20.889 8億t×125.2元/t=2 619.36億元），其低碳效益可見一斑。

5 結(jié)論

未來(lái)，隨著國(guó)家節(jié)能減排步伐的加快，智能電網(wǎng)的建設(shè)也會(huì)日趨完善。其提高能源輸送和利用效率、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、遠(yuǎn)距離、低損耗的電力輸送和跨大區(qū)、跨流域的能源調(diào)配，有利于統(tǒng)籌配置區(qū)域間環(huán)境容量，構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)等優(yōu)勢(shì)也會(huì)更加明顯。堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)為低碳技術(shù)研發(fā)和利用提供了發(fā)展平臺(tái)，將從戰(zhàn)略高度扶持新能源和可再生能源的開發(fā)利用；培育持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)的可再生能源市場(chǎng)，同時(shí)改善健全可再生能源發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境與制度創(chuàng)新，逐步形成完善的低碳經(jīng)濟(jì)體系。低碳經(jīng)濟(jì)和新能源革命是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，在發(fā)展過(guò)程中，有智能電網(wǎng)的推動(dòng)，必會(huì)實(shí)現(xiàn)其良好發(fā)展。

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