李玲：解析节能发电调度的碳化效益评估模型及其应用 |
| 2012-11-23 11:50 作者：李 玲 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月23日文】据《科技与生活》杂志2012年第17期刊文称，为节约能源、保护环境，“十二五”明确提出了电力行业低碳化发展的迫切要求，推动节能发电调度对电力行业低碳化发展的长期可持续发展战略，当前政府采用电力行业所收集的实际数据与未来的计划、规划方案，提出了不同的调度方案，通过对低碳效益的计算、比较，揭示了新型调度模式对节能发电的巨大效益和战略意义。
针对形式严峻的气候变暖和面向全世界开展实施的全球能源可持续发展战略计划这两个重要的策略问题，“十二五”期间，我国政府明确规定CO2排放量将成为全社会节能减排的硬性指标。电力行业作为节能减排的主要行业，在政府开展的节能发电全面调度的战略部署中，建立了能够适应不同电力调度模式的CO2排放计算模型，分析了国内电力行业的CO2排放轨迹并提出了以机组年发电小时数差异为控制要素的电量分配方法，完善了节能发电调度方案、实现了节能目标与低碳目标的协调调度。
1节能发电调度对于低碳电力的促进作用
随着全球气候变暖的形势越来越严峻，国际社会降低CO2等温室气体排放的呼声越来越高。为实现减排承诺，发电领域排放的CO2量被严格限制，低碳成为电力系统调度运行中的又一重要目标。
在电力行业，节能发电调度改变了传统的平均分配发电小时数的调度模式，最终以节能环保为基础目标，以电力系统中的发电、输电、供电全系统设备为调度对象，严格按照能耗和污染排放的标准水平为衡量标准，优先调度一切可再生资源和清洁发电资源，最大限度减少能源、资源的消耗，防止污染物的过度排泄，以应对全球变暖的终极挑战。
从节能发电调度的发展来看，科学发展观正确的引导，先进的社会制度规范并激励着技术创新的完美实现，力求从制度创新和技术创新的角度改变CO2的排放，具有强烈的前瞻性和不可忽视的影响作用。
从节能发电调度的内容上看，节能发电调度根据时代发展观的要求和管理制度的创新性约束力度去发展，成为了中国电力行业实现CO2有效控制，促使低碳电力正确合理运行的必然选择。
从节能发电调度的特殊属性来看，电力行业针对低碳技术的的发展和控制具有明显的碳锁定效应，能够促使各种低碳电力技术实现新一轮的发展目标。
在国内传统技术上常采用平均分配发电小时数的调度方式来进行碳的排放，但要想满足短期类控制CO2的减排标准有着众多的技术约束。目前国内提升技术条件，实行了节能发电调度模式。它的实际效果表明，中国电力行业想要在短期内有效控制CO2的排放，实现低碳化发展，节能发电调度模式是唯一的正确选择。
当前国际上已开始了积极的研究活动，联合国与以欧盟为核心的西方发达国家分别制定了发展目标，提出了“低碳经济”的发展理念。各个国家开始开创技术创新领域，从根本上提高碳的利用率，从源头杜绝CO2过度排放的可能因素。这一场技术革新标志着工业文明彻底向生态经济文明转变，低能耗、低排放、低污染的目标意味着技术创新、制度创新和发展观的巨大进步，将会是一场影响着生活方式，价值追求，生产模式和国家进步的全球性的科技革命。
2不同调度模式中电力系统CO2排放的计算方式
从未来电力行业的CO2排放轨迹和相关特征来分析，建立一个能够适应不同调度模式的CO2排放计算模式必不可少，从模型的整体实施流程综合来分析将会有：电力负荷增长、发电装机规划、机组退役、小机组关停计划四个必不可少的功能模块。
CO2排放计算模式常采用精细建模的思路，各建模单位具体细化到了每个机组的层面，在模型的数学表达中需要计算控制多个模块，以实现控制因子的调整和多方案制定。
2.1电力CO2的排放计算
在计算全国电力的CO2的排放总量时，机组的CO2排放强度、机组的年发电量和机组的集合都会影响公式计算的结果。但单纯计算CO2排放强度时，有机组所用燃料的CO2排放因子，机组所用燃料的发热值和机组的能量转换效率就成了不可忽略的影响因素。
而水、核、风等类型机组中，无论在何种调度模式中，年发电量都是固定的，都能按最大能力值进行发电，只有火电年发电量会因为调度模式的不同而改变结果值。
2.2节能发电的调度方案
节能发电的调度要求是按照效率高低进行调用机组的发电程序的，直到满足负荷需求的目的。但在实际的调度中，总会因为各类约束条件让实际调度与理想调度值发生偏差。
在传统方案中，不同调度方案的年发电小时数的分配方式记为HT，理想方案用两阶段阶梯曲线近似表示，记作HI，在高效机组和低效机组的分配发电小时数和各种约束条件之间，可用以下图示表示彼此的关系：
而节能发电调度的控制因子可以描述各种不同发电调度因子下的实施方案和最终的效益，方式定义为：
为实现煤耗差异的发电小时数分配时，通过对年发电小时数、发电煤耗、机组总和的最大煤耗和函数的形状控制参数等相关因素设置节能调度方案来实施调控时，就需要确保电量平衡，调度方案就必须满足一定的约束条件，那么通过这些函数的调整，便可以控制函数的形状，得到不同的调度方案。
3低碳目标的排放标准和效益评估分析
十二五期间的低碳标准有了明确的限制，中国电力行业对电力CO2的排放轨迹和特性有了深入的计算，传统调度模式下的CO2排放分析和节能发电调度下的CO2排放轨迹以及理想节能发电调度模式下的C02排放量与传统调度模式都有着明显的区别。而不同节能调度实施过程里，不同调度控制因子下的C02减排率呈现不断上升的趋势，边际减排量反而会持续下降。
在相关因素的相互制约中，C02减排量的计算控制必须找到一个可以综合考虑的实施效益和实施难度的平衡点，并考虑到实际情况，制定出最佳的节能发电调度方案。
在取得合理的平衡点△h=1500h的影响下，年发电小时数的分配方案会如下图所示：
此方案在运作过程中，减排率达到了5%，成功实现了理想减排效果的80%。在有效降低电力CO2排放量的同时，也有着可观的经济收益。
在节能发电调度模式实现的经济效益方面来假设，如果能够将节能发电调度减少的CO2排放量通过清洁发展机制（CDM）或全球排放额度交易（ET）进行交易，计划以80元/t作为基准价格，大概计算节能发电调度模式下减排收到的经济效益竟可达144亿元/年。
4节能发电调度的碳化效益发展应用的建议
1）可按节能发电调度的碳化效益目标实现发展观的改变，结合CO2减排目标和电力行业发展目标，改变传统思路，实现电力行业的可持续发展。
2）日渐改变不合理的发电调度机制，在短期内对电力CO2排放量进行有效控制。
3）在节能发电调度的引导下，通过“制度创新”“技术创新”的新型方式实现深入挖掘，找寻电力行业的高效率、低成本的有力途径。
4）大力发展低碳能源的开发和低碳技术的创新，在能源结构的调整下实现减排任务，从根本上降低碳排放的强度，确保电力行业在碳排放领域的持续性和效益。
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