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聚焦海科会 | 中科院院士周孝信:“双碳”目标下我国能源电力的转型路径

聚焦海科会 | 中科院院士周孝信:“双碳”目标下我国能源电力的转型路径
2021-09-06 12:00:25 来源:

中华网四川消息(陈敏)9月6日上午,2021全球绿色发展高峰论坛在成都召开,主题聚焦“碳中和愿景下能源转型与创新”。会上,中国科学院院士、美国国家工程院外籍院士周孝信作了《双碳目标下我国能源电力系统发展前景和关键技术》的主题演讲,从实现我国能源电力转型战略目标的路径选择,新一代电力系统的主要特征、核心指标和关键技术,以及我国“双碳”目标下的情景分析等多个方面进行了深入阐述。

中科院院士周孝信:“双碳”目标下我国能源电力系统发展前景和关键技术

在我国“双碳”目标(即二氧化碳排放力争于2030年前达到碳峰,努力争取2060年前实现碳中和)以及落实“两个构建”(即构建清洁低碳安全高效的能源体系,构建以新能源为主体的新型电力系统)背景下,周孝信院士提出了实现我国能源电力转型战略目标的路径选择建议:

一是大力开发利用可再生能源,发展核能、生物质能、地热能等非化石能源综合利用,在电力系统中形成以非化石能源为主的电源结构,是实现能源转型的关键;二是积极推动煤电灵活性转型,为高比例可再生能源电力系统运行提供灵活调节能力;探索煤电碳资源综合利用,以有助于煤电实现低碳无碳转型;三是持续推进终端用能的电气化,实现以电为中心的多能互补用能结构,大幅提高电能在终端能源消费(交通、工业建筑等领域)中比重和能源综合利用效率;四是加强电力电子和储能等关键技术创新,通过数字化转型,推动新一代输配电网和能源互联网建设,应用高比例可再生能源电力消纳,确保电力系统安全稳定;五是完善能源转型各项政策,坚持市场化改革方向,持续推广碳交易市场,助力国家应对碳达峰碳中和目标的实现。

周孝信院士在演讲中详细介绍了新一代电力系统的主要特征、核心指标和关键技术。五个主要特征包括:高比例可再生能源电力系统、高比例电力电子装备电力系统、多能互补综合能源电力系统、数字化智能化智慧能源电力系统和清洁高效低碳零碳电力系统;五项核心指标包括:非化石在一次能源消费中比重、非化石能源发电量在发电量中比重、电能在终端能源消费中比重、系统总体能源利用效率,以及能源电力系统CO₂排放总量;八项关键技术包括:高效低成本电网支持型新能源发电和综合利用技术、高可靠性低损耗新型电力电子元器件装置和系统技术、新型综合能源电力系统规划运行和控制保护技术、清洁高效低成本氢能生产储运转化和应用技术、安全高效低成本长寿命新型储能技术、数字化智能化和能源互联网/物联网技术、新型输电和超导综合输能技术、综合能源电力市场技术。

针对我国“双碳”目标,周孝信院士分析道,2035年风电光伏装机容量超过装机总容量50%,2045-2050年间风电光伏发电量超过总发电量50%;2060年风光装机容量占总量86%,发电量占总量69.2%,化石能源发电基本清零,为构建以新能源为主体的新型电力系统创造必要条件;能源系统和电力系统CO₂排放均可实现2030年前达峰,2050年、2060年能源系统CO₂排放分别降低为峰值的28.0%、10.5%;电力系统CO₂排放2050年、2060年分别降低为峰值的25.4%、1.6%,为实现2060年前碳中和目标奠定基础。

同时,综合能源生产单元IEPU既可生产除电外各种绿色燃料,又能以其高灵活调节能力支撑高比例可再生能源电力系统稳定运行,期望能作为火电低碳/无碳转型路径方案的一种选择。不同类型的IEPU方案与数字化智能化技术结合,形成未来能源基地各种智慧型基本单元,有可能对未来电网结构、灵活性和储能需求以及电网调度模式产生重要影响。