能源系统脱碳是实现碳中和目标的关键,而电力行业的脱碳是重中之重。如何选择适合中国的双碳方案?哪些技术可用于绿电制氢?现代电力系统存在着哪些问题?如何构建新型电力系统?我汇总了八份国家电网的PPT,针对以上问题进行了深入研究。


碳达峰碳中和国际经验与中国方案



本份PPT来自国家电网,首先梳理了双碳政策出台背景,其次介绍了实现碳中和目标可吸取的国际经验和方法,最后对中国的实现双碳目标的路径进行拆解和推演:产业结构调整升级,能源供给侧结构调整,能源消费侧节能增效,提升生态系统碳汇能力。


省级新型电力系统示范区建设方案



随着“双碳”进程加快推进,能源生产加速清洁化、能源消费高度电气化、能源配置日趋平台化、能源利用 日益高效化。能源格局的深刻变化调整,必将给电力系统带来深刻变化,其中电源结构、负荷特性、电网形 态、技术基础及运行特性面临着“五大转变”。

新型电力系统发展路径:

1、积极推动常规电源开发,大力发展电化学储能、抽水蓄能等灵活性电源,提高新能源主动支撑能力,实现 电源互通互济、灵活转化,满足内用+外送供需平衡 保障需求。

2、应用构网型储能等柔性设备,构建制氢、压缩空气储 能等柔性负荷,发挥其蓄水池和调节器作用,解决极 端天气下供需矛盾。

3、围绕青海两个清洁能源基地,建设至华东、华中特 高压外送通道,实现青海新能源更大范围优化配置。



现代电力系统重构路径


随着能源转型的不断推进,业内不少专家对未来电力系统的发展正在进行积极的思考,研究。在未来较长一段时间内,基于交流技术的电力系统仍将是支撑我国社会经济发展的基本保障。随着新能源的快速发展,现代电力系统面临一系列挑战。

报告从当前电网存在的问题入手,分析现代电力系统的变化与挑战,提出电力系统的发展方向——重构。PPT指出目前新能源波动大,我国灵活调节电源占比较低,且空间上分布不均。因此在重构过程中要以适应能源清洁转型的技术要求为目标导向。

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构建新能源电力系统路径

PPT指出以新能源为主体的新型电力系统,仍以交流同步机制运行为主,面临充裕性、安全性、经济性、市场机制等方面的挑战,需要统筹协调安全、经济、环境的矛盾,通过多种技术措施的综合利用加以解决。

初步认为∶近期是能源转型期,研究政策法规以及市场机制设计、新技术开发示范应用;中期是新能源高电力占比电力系统形成期,要解决系统构建和安全运行问题;远期是以新能源为主体的新型电力系统形成期,要解决能源近零排放和能源安全问题。


储能路径

通过多种多样的能源网互联,在更大的空间维度寻找广泛的能量储存形式,利用“泛储能”手段,满足新能源高渗透能源系统在全时间尺度上的安全性和灵活性技术要求,利用市场机制实现各种“泛储能”灵活性资源配置及运营效益最大化,从而实现高比例新能源的可持续发展,最终实现30达峰、60中和的宏伟目标。



配电网路径





“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期,也是配电网发展的机遇期、提升期,需要统筹安全与发展,速度与质量,成本与效益。内容分三部分,一是对“双碳”目标的认识,二是“双碳”目标对配电网的影响和要求,在“双碳”形势下配电网后续要怎么做,对我们造成的难点和关键点是什么,三是在这种形势下怎么推进配电网高质量发展。


电力开关装备脱碳路径



开关设备是电力行业中使用最多的设备,SF6 广泛应用于电力开关设备中,年用量超8000吨。PPT指出,电力行业要实现双碳目标,电力开关设备寻找替代SF6 气体的技术方案迫在眉睫。




因此,PPT提出了七种替代方案:纯CO2替代、纯N2或空气替代、SF6 和N2混合替代、全氟有机化合物替代、全氟铜及其混合气体替代、全氟异丁腈及其混合气体替代、真空灭弧式技术替代。并针对每种替代方式列举了相对应的实践案例,及优缺点对比。


绿电制氢及其综合利用技术

本份PPT来自国家电网,首先介绍了绿电制氢的主要种类,并对比了不同技术的特性、响应能力,启停速度等;其次指出,预计至2060年可再生能源制氢占中国氢气来源比例预计为80%。

最后,PPT强调,面向碳中和,实施可再生能源电力替代行动,电制绿氢大有可为,加快构建基于电氢融合的新型电力与能源系统,建设零排放的能源互联网新生态是势所必然。


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