貴州發(fā)電側(cè)低碳效益關(guān)鍵因素建模與實(shí)證研究

王紅蕾 王紅超

摘要：清潔能源發(fā)電在促進(jìn)傳統(tǒng)電力行業(yè)向低碳化電力行業(yè)轉(zhuǎn)型方面起著十分重要的作用。因此，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的發(fā)電結(jié)構(gòu)，降低火電廠CO2的排放量，提高清潔能源發(fā)電的比例，對(duì)實(shí)現(xiàn)低碳效益最大化起著十分重大的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。為此，本文首先闡述了發(fā)電側(cè)低碳效益因素的選取原則和關(guān)鍵因素，其次運(yùn)用回歸分析、指數(shù)平滑法和NAR動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)貴州發(fā)電量進(jìn)行了訓(xùn)練分析，再次利用NAR動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)貴州省發(fā)電量、火力發(fā)電量和火電供電煤耗進(jìn)行了預(yù)測(cè)，最后結(jié)合“十三五”規(guī)劃目標(biāo)，研究了2018—2020年貴州發(fā)電側(cè)的低碳效益，并提出了相應(yīng)的政策性建議。

關(guān)鍵詞：清潔能源發(fā)電;低碳效益;碳捕集裝置;發(fā)電技術(shù);供需平衡

中圖分類號(hào)：N9451

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-5099（2019）01-0033-09

隨著化石燃料過度消耗，全球能源危機(jī)、環(huán)境污染、溫室效應(yīng)問題越發(fā)明顯。電力系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)向低碳電力系統(tǒng)過渡，減少碳排放，節(jié)約更多的能源是整個(gè)電力行業(yè)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問題。2017年，波恩氣候大會(huì)上全球76位專家聯(lián)合發(fā)布的報(bào)告顯示，2018年全球碳排放量將上升2%，背后的主要原因是歐盟和美國(guó)減碳步伐的放緩，以及中國(guó)煤炭消費(fèi)自2014年起連續(xù)3年下降后的首次回升

①。CO2是導(dǎo)致全球變暖的罪魁禍?zhǔn)?，而CO2主要來源于火力發(fā)電廠和汽車尾氣的排放。因此，如何降低火電廠CO2的排放量，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的發(fā)電結(jié)構(gòu)，提高清潔能源的發(fā)電比例，從而實(shí)現(xiàn)低碳效益有著十分重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

中國(guó)一直以來都以負(fù)責(zé)任的大國(guó)形象認(rèn)真履行公約，致力于可持續(xù)的低碳綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略。2006年十一五規(guī)劃中對(duì)“節(jié)能減排”提出了發(fā)展要求，2007年出臺(tái)了兩大節(jié)能減排的指導(dǎo)方案，提倡發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)來構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)，打開了綠色低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大門，彰顯了我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排、綠色可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)決心和信心。在2009年哥本哈根宣言中，我國(guó)政府也曾公開承諾：到2020年，使單位GDP中CO2的排放量下降為2005年的40%～45%[1]。隨后，中國(guó)在“十二五”和“十三五”發(fā)展規(guī)劃中也對(duì)綠色低碳發(fā)展提出了碳減排工作的發(fā)展目標(biāo)。

近年來，貴州省也在大力提倡風(fēng)能、太陽能、核能等可再生能源發(fā)電技術(shù)安全并網(wǎng)，提高發(fā)電機(jī)組發(fā)電效率，節(jié)約更多的資源，減少環(huán)境的污染，致力于為電網(wǎng)的低碳化發(fā)展做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)?；诖耍瑖?guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)電側(cè)低碳效益進(jìn)行了大量研究，主要集中在3個(gè)方面：對(duì)低碳效益進(jìn)行分析，并建立了電力系統(tǒng)低碳效益模型[2-14];分析了低碳調(diào)度技術(shù)，然后落實(shí)到電網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)調(diào)整和規(guī)劃之中[15-20];對(duì)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)低碳化發(fā)展的措施和途徑進(jìn)行研究[21-24]。

但上述研究均未涉及低碳效益關(guān)鍵因素的量化分析。為此，本文結(jié)合目前貴州省發(fā)電結(jié)構(gòu)存在的問題，在對(duì)低碳效益關(guān)鍵因素及其選取原則進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，以貴州省發(fā)電企業(yè)為例，通過NAR動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)低碳效益關(guān)鍵因素進(jìn)行量化分析，從而預(yù)測(cè)2018—2020年貴州省的低碳效益，并對(duì)貴州省發(fā)電企業(yè)提出了幾點(diǎn)政策性建議。

五、研究結(jié)論和政策建議

智能電網(wǎng)作為較為復(fù)雜的一個(gè)集合體，對(duì)其進(jìn)行深入研究和探討，有助于智能電網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)，并且對(duì)實(shí)現(xiàn)低碳效益最大化也具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際意義。如今，隨著中國(guó)對(duì)節(jié)能減排這一環(huán)保措施的普遍重視，低碳智能電網(wǎng)系統(tǒng)也將不斷完善。貴州省在響應(yīng)國(guó)家號(hào)召的同時(shí)，也積極做出了很多節(jié)能減排工作應(yīng)對(duì)措施：首先，鼓勵(lì)發(fā)電側(cè)的傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)進(jìn)行發(fā)電轉(zhuǎn)型，優(yōu)先進(jìn)行清潔無污染和低污染的可再生能源發(fā)電;其次，積極倡導(dǎo)用戶側(cè)使用電動(dòng)汽車，從根本上減少汽車尾氣的排放量;最后，對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電企業(yè)進(jìn)行低碳政策補(bǔ)貼，以保證發(fā)電行業(yè)的順利轉(zhuǎn)型和綠色可持續(xù)發(fā)展。

本文通過3個(gè)關(guān)鍵因素的低碳減排效益分析，并根據(jù)碳排放價(jià)格對(duì)低碳效益進(jìn)行了量化，由此得出結(jié)論：優(yōu)化3個(gè)關(guān)鍵因素，即提升可再生能源發(fā)電占比，降低火電供電煤耗，提高CCS技術(shù)在火力發(fā)電廠中的占比，能夠?qū)崿F(xiàn)2020年貴州省“十三五”發(fā)展規(guī)劃的目標(biāo)，未來貴州省低碳智能電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)和能源效益潛力巨大。研究中的不足之處在于：首先，雖然量化分析了低碳效益的關(guān)鍵因素，預(yù)測(cè)了低碳效益，但僅僅比較了2020年的貴州省“十三五”發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，未能保證在供需平衡、發(fā)電成本最小、給定碳配額的約束前提下，實(shí)現(xiàn)低碳效益最大化的最終目標(biāo);其次，研究中僅僅預(yù)測(cè)了2020年不可再生能源（火力發(fā)電）和可再生能源（水力、風(fēng)力、太陽能和核能）的發(fā)電量，對(duì)可再生能源發(fā)電中各部分的發(fā)電量沒有詳細(xì)介紹;再次，可再生能源和不可再生能源發(fā)電占比為多少時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)低碳效益最大化，以及政府補(bǔ)貼政策對(duì)可再生能源發(fā)電占比和低碳效益最大化的影響沒有進(jìn)行量化分析。以上不足也是我們下一步要進(jìn)行的研究工作。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)論為貴州省發(fā)電企業(yè)未來低碳發(fā)展提出以下3點(diǎn)建議：

第一，提高貴州省低碳發(fā)電技術(shù)，降低能效?？稍偕茉窗l(fā)電量每提升1億KW·h，火電供電煤耗會(huì)降低0.24 gce/KW·h，而火電供電煤耗每降低1 gce/KW·h，將減少0.004億t CO2。當(dāng)可再生能源發(fā)電量達(dá)到747.13億KW·h，可實(shí)現(xiàn)貴州省2020年“十三五”規(guī)劃火電供電煤耗320 gce/KW·h這一目標(biāo)。

第二，提高貴州省可再生能源發(fā)電占比。可再生能源發(fā)電占比每提升1%，將減少0.019億t CO2，當(dāng)2020年可再生能源發(fā)電量達(dá)到743.74億KW·h時(shí)，就可實(shí)現(xiàn)貴州省2020年“十三五”規(guī)劃中可再生能源發(fā)電占比37.5%的目標(biāo)。

第三，提高貴州省CCS技術(shù)在火力發(fā)電中的應(yīng)用比例。CCS技術(shù)每提高1%，將減少0001億t CO2，提升到14%時(shí)，將實(shí)現(xiàn)國(guó)際能源署在低碳效益這一指標(biāo)上的目標(biāo)。

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