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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

全生命周期视角下特高压工程碳排放特征及减碳潜力研究

2024-08-05







创新点

目前,中国特高压电力网络建设工作还在加速进行之中,如何为其制定针对性的绿色低碳发展方案成为亟待解决的问题。而目前的研究解决了单一阶段碳排放量化问题,缺乏全生命周期下的特高压工程碳排放科学量化工作,尚未进行环节层面的碳排放结构特征梳理,无法针对各环节开展减碳措施模拟,未能充分挖掘减碳潜力。利用生命周期评估法,搭建特高压工程全生命周期碳排放核算模型;以某特高压工程为实际案例,完成各阶段、各环节层面的碳排放核算,识别特高压工程碳排放结构与时序特征;在此基础上,通过情景分析法,对各阶段提出针对性的减碳途径并设置情景,研究不同情景下特高压工程全生命周期减碳效果;最终基于研究结论给予针对性建议,助力特高压电网绿色低碳发展



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全生命周期视角下特高压工程碳排放特征及减碳潜力研究

作者:孙乐溪1,2唐葆君1,2,许沛昀1,2,相智博1,2,冯虎臣1,2李易衡2,刘一江3,杨艳会4
单位:1. 北京理工大学 能源与环境政策研究中心  2. 北京理工大学 管理学院  3. 国网经济技术研究院有限公司  4. 国网河北省电力有限公司建设公司




摘要/关键词

摘要:推动我国绿色低碳发展,需要以包含特高压电网在内的新型基础设施作为支撑。然而,肩负支撑绿色发展使命的同时,特高压电网也在日趋严苛的碳排放管理政策环境中承受着巨大的减碳压力。为了帮助特高压电网有的放矢地实现绿色低碳发展,基于全生命周期视角,建立了特高压工程碳排放核算模型;以某特高压工程为实际案例,完成各阶段、各环节层面的碳排放核算,识别特高压工程碳排放结构与时序特征;采用情景分析法,对采取不同减碳途径的情景进行减碳潜力评估。结果显示,案例特高压工程全生命周期碳排放为593万tCO2e,其中终端使用阶段碳排放最高,为508万tCO2e,末端回收阶段将实现16万tCO2e的碳抵消;相比于依赖低碳政策或者全凭自主减碳的情景,混合情景下全生命周期减碳潜力最高,单个特高压工程即可实现全生命周期108万t以上的减碳效果,同时带动全产业链绿色升级。建议提前布局并统筹落实特高压工程各阶段各环节减碳措施,加快特高压主体网架建设进程,在电力结构方面加大可再生能源上网比例,在系统运行方面加速攻克全国范围电力调度难题,促进特高压绿色低碳发展。

关键词:特高压;高质量发展;绿色低碳发展;全生命周期;碳排放特征;减碳潜力





结论与建议

1 结论

为实现高质量发展,作为重要新型基础设施的特高压电网,肩负起支撑我国绿色发展的重担。而日趋严格的碳排放管理政策也在要求特高压厘清自身碳排放情况,探索低碳发展途径。

本文利用生命周期评估法,搭建特高压工程全生命周期碳排放核算模型,解决了“怎么算”的问题;以某特高压工程为实际案例,完成各阶段、各环节层面的碳排放核算,识别特高压工程碳排放结构与时序特征,解决了“哪部分”和“有多少”的问题;在此基础上,通过情景分析法,对各阶段提出针对性的减碳途径并设置情景,研究不同情景下特高压工程全生命周期减碳效果,解决了“会怎样”和“怎么做”的问题,为制定针对性的特高压绿色低碳发展方案提供科学参考。

全生命周期碳排放方面,案例特高压工程全生命周期碳排放为593万tCO2e,其中终端使用阶段碳排放为508万tCO2e占比最大,主要来源是输电损耗与SF6泄漏;末端回收阶段将实现16万tCO2e的碳抵消,得益于特高压工程设计生产阶段和建设阶段使用了大量的钢结构和金属元件。

减碳效益方面,案例特高压工程减碳量在混合情景,即政府政策约束和企业主动减碳方面同时发力的情景下最为乐观,达到108.72万tCO2e。而同一情景中,终端使用阶段具有最显著的减碳效果,其中电网清洁化改革措施减碳量为73.7万tCO2e,使用SF6替代气体措施可减少碳排放30.05万tCO2e。

2 建议

1)提前布局,综合统筹落实各阶段各环节减碳措施。在设计生产阶段,应考虑末端回收阶段减碳需求,采用回收率高的工程建设材料或可回收比例大的建筑建造方法,有力提高末端回收环节碳抵消效应,从而降低全生命周期碳排放。在建造阶段,应考虑终端使用阶段减碳目标,采用被动式建筑等低碳建筑形式,充分开发工程所属区域内的可再生能源发电能力,建造风光储一体化微电网,打造绿色低碳的特高压站点园区,积极开展零碳园区示范。

2)加快特高压电网主体网架建设进程。不仅有效支撑跨区域输电,还可以带动全产业链绿色转型实现高质量发展,形成绿色低碳产业集群,为经济社会绿色低碳发展注入动力。

3)在电力结构方面加大可再生能源上网比例。终端使用环节是特高压工程全生命周期碳排放的主要来源。坚持推动能源电力清洁低碳转型,将大幅度降低终端使用环节碳排放量,极大发挥特高压电网降碳潜力。

4)在系统运行方面加速攻克全国范围电力调度难题。在满足功能的前提下,将特高压电网终端始终环节碳排放稳定在较低水平,对系统稳定地消纳可再生能源提出了更高要求。需深入研发多能协调控制、可再生能源实时调度等技术,以有效解决全国范围内高比例可再生能源的稳定调度难题




部分图表

表1  低碳政策情景设置

表2  主动减碳情景设置

表3  4种情景减碳途径设置情况对比

表4  各情景不同生命周期阶段减碳量




图1  特高压工程碳排放核算模型

图2  某特高压工程全生命周期各阶段碳排放量及碳排放结构

图3  不同情景特高压工程全生命周期碳排放情况

图4  主动减碳情景下建造环节各主体总碳排放与减碳情况



作者简介


     孙乐溪,女,黑龙江拜泉人,硕士研究生,主要研究方向为电力部门低碳转型研究。







引用来源

孙乐溪,唐葆君,许沛昀,等全生命周期视角下特高压工程碳排放特征及减碳潜力研究[J]. 煤炭经济研究,2024,44(6):43-50.


  责任编辑:宫在芹

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