電力部門碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理

電力部門碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理碳達(dá)峰碳中和系列教材《碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理》配套課件第一節(jié)電力生產(chǎn)供應(yīng)概述第二節(jié)電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)第三節(jié)電力部門發(fā)展現(xiàn)狀第四節(jié)電力部門碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理措施第五節(jié)電力部門碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理方法2第一節(jié)電力生產(chǎn)供應(yīng)概述2“源”主要指可控且連續(xù)出力的大電源（煤電、水電、核電等）發(fā)電廠、站

，通過(guò)各種設(shè)備做功形式將一次能源轉(zhuǎn)換成電能

，然后通過(guò)升壓接入“網(wǎng)”即電網(wǎng)。輸電網(wǎng)通過(guò)升壓變電站、高壓/超高壓輸電線路將發(fā)電廠與變電所連接起來(lái)

，完成電能傳輸。配電網(wǎng)通過(guò)配電所、配電線路、變壓器等從輸電網(wǎng)接受電能

，逐級(jí)降壓分配給用戶即各個(gè)負(fù)荷端，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)由“源網(wǎng)荷”組成電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介即“荷”。電力系統(tǒng)示意圖3新型電力系統(tǒng)由“源網(wǎng)儲(chǔ)荷”組成“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”新型電力系統(tǒng)示意圖

4新型電力系統(tǒng)u源源互補(bǔ)u源網(wǎng)協(xié)調(diào)u網(wǎng)荷互動(dòng)u網(wǎng)儲(chǔ)互動(dòng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比

，

新型電力系統(tǒng)的

“新”主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面:傳統(tǒng)電力系統(tǒng)與新型電力系統(tǒng)5第二節(jié)電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)6u發(fā)電技術(shù)火力發(fā)電、

核能發(fā)電、

水力發(fā)電、

風(fēng)力發(fā)電、

太陽(yáng)能發(fā)電、

生物質(zhì)能發(fā)電、

地?zé)崮馨l(fā)電u碳捕集、

封存與利用技術(shù)u儲(chǔ)能技術(shù)電力系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)7火力發(fā)電是指通過(guò)燃燒化石燃料（煤、油、天然氣或其他碳?xì)浠衔铮?/p>

，將所得到的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程。u優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟、成本低廉、機(jī)組出力穩(wěn)定可控、相較于其他發(fā)電方式建設(shè)周期短等u缺點(diǎn)：火力發(fā)電的燃料主要是化石能源

，在發(fā)電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量塵粒、二氧化硫等有害物質(zhì)和二氧化碳排放發(fā)電技術(shù)：

火力發(fā)電汽輪機(jī)發(fā)電示意圖燃煤發(fā)電站8技術(shù)進(jìn)步u

隨著蒸汽壓力和溫度參數(shù)逐步提高

，煤電機(jī)組由亞臨界向超臨界、超超臨界技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，煤電機(jī)組發(fā)電效率明顯提高

，供電煤耗明顯降低

，粉塵、

SOx、

NOx、

COx等的排放量也會(huì)隨著煤

耗的降低而相應(yīng)降低u循環(huán)流化床是新一代高效、低污染清潔燃燒技術(shù)

，優(yōu)點(diǎn)有:低溫燃燒方式，

因此氮氧化物排放遠(yuǎn)低于煤粉爐

，并可實(shí)現(xiàn)燃燒中直接脫硫,脫硫效率高且技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；燃料適應(yīng)性廣且燃燒效

率高u整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是將潔凈的煤氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng),既

有高發(fā)電效率又有環(huán)保性能,是一種有發(fā)展前景的潔凈煤發(fā)電技術(shù)發(fā)電技術(shù)：

火力發(fā)電9u2020年

，我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)22億千瓦，其中火力發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量12億千瓦

，

占

全國(guó)總裝機(jī)容量的57%u從電源結(jié)構(gòu)看

，

2011-2020年我國(guó)傳統(tǒng)化

石能源發(fā)電裝機(jī)比重持續(xù)下降

，

2020年火

力發(fā)電裝機(jī)比重較2011年下降了16%2011-2020年全國(guó)總裝機(jī)容量和火電機(jī)組裝機(jī)容量

資料來(lái)源:歷年《中國(guó)電力年鑒》

;

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)電技術(shù)：

火力發(fā)電10核能發(fā)電是利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。u優(yōu)點(diǎn)：不使用化石燃料、不會(huì)造成空氣污染和產(chǎn)生大量的CO2排放、核燃料能量密度高、所用

燃料體積小、運(yùn)輸和儲(chǔ)存便利、

出力穩(wěn)定可控等u缺點(diǎn)：核反應(yīng)堆會(huì)產(chǎn)生大量的放射性物質(zhì)

，一旦出現(xiàn)核泄漏事故

，將對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成巨大危害發(fā)電技術(shù)：

核能發(fā)電核電站

112020年世界各國(guó)核能發(fā)電現(xiàn)狀資料來(lái)源:

IEA.

Electricity

Information

2021u利用核能發(fā)電的主要國(guó)家有美國(guó)、

中國(guó)、

法國(guó)、

俄羅斯等u2020年中國(guó)在運(yùn)行核電站53座

，

核能發(fā)電量占比4.9%發(fā)電技術(shù)：

核能發(fā)電12水力發(fā)電是指利用河流、湖泊等位于高處具有勢(shì)能的水流至低處

，將勢(shì)能轉(zhuǎn)換成水輪機(jī)之動(dòng)能

，再借水

輪機(jī)推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。u優(yōu)點(diǎn)：對(duì)環(huán)境污染較小、能夠控制洪水泛濫、提供灌溉用水、改善河流航運(yùn)、推動(dòng)發(fā)展旅游業(yè)等u缺點(diǎn)：需要高昂的前期投入和較長(zhǎng)的建設(shè)周期

，且大壩水庫(kù)的修建會(huì)對(duì)周邊水生生態(tài)系統(tǒng)造成不可逆的影響；水力發(fā)電能力還會(huì)受到降雨、汛期來(lái)水等自然因素影響發(fā)電技術(shù)：

水力發(fā)電水力發(fā)電站

13u水力發(fā)電基礎(chǔ)設(shè)施建成后發(fā)電小時(shí)數(shù)較高、

發(fā)電運(yùn)行成本較小

，是目前經(jīng)濟(jì)最成熟、

世界最

主要的可再生能源發(fā)電技術(shù)

，

但隨著資源不斷

開(kāi)發(fā)

，成本具有上升趨勢(shì)u2020年全球平均水力發(fā)電裝機(jī)成本約為1870

美元/千瓦2010-2020年全球水力發(fā)電裝機(jī)成本資料來(lái)源:

IRENA(2021)發(fā)電技術(shù)：

水力發(fā)電14u2020年各類可再生能源發(fā)電量中

，

水力發(fā)電占比17%

，是繼煤炭和天然氣之后的第三大

電力來(lái)源u水力發(fā)電是我國(guó)主要的可再生能源發(fā)電方式，

2020年我國(guó)水力發(fā)電量為12140億千瓦時(shí)；2020年我國(guó)水力發(fā)電新增設(shè)備容量為1323萬(wàn)

千瓦

，

水電裝機(jī)容量多年來(lái)穩(wěn)居世界第一2011-2020年世界主要國(guó)家水力發(fā)電裝機(jī)容量

資料來(lái)源:

IRENA(2021)發(fā)電技術(shù)：

水力發(fā)電15風(fēng)力發(fā)電的流程是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)

，再通過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升

，來(lái)促使發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能再轉(zhuǎn)換為電能。u優(yōu)點(diǎn)：不需要燃燒化石能源

，不產(chǎn)生污染物和CO2排放

，風(fēng)沒(méi)有枯竭期

，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組體積較小，可以廣泛放置在島嶼、沿海等風(fēng)力較大地區(qū)等u缺點(diǎn)：

噪聲污染、視覺(jué)污染、

占用大片土地、風(fēng)力發(fā)電受天氣變化影響大、

出力不穩(wěn)定不可控、需

要額外的系統(tǒng)整合成本等海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)電技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電陸上風(fēng)力發(fā)電16全球陸上風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)成本仍然較高

，

而海上風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)成本是其兩倍以上2010-2020年全球海上風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)成本

資料來(lái)源:

IRENA(2021)2010-2020年全球陸上風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)成本資料來(lái)源:

IRENA(2021)發(fā)電技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電17u2020年全球風(fēng)電發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)743吉瓦

，利用風(fēng)力發(fā)電的主要國(guó)家有中國(guó)、

美

國(guó)、

印度、

俄羅斯等u2020年我國(guó)風(fēng)力發(fā)電新增裝機(jī)容量7167萬(wàn)

千瓦

，

其中海上風(fēng)電新增并網(wǎng)裝機(jī)容量306

萬(wàn)千瓦2011-2020年世界主要國(guó)家風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容

量

資料來(lái)源:

IRENA(2021)發(fā)電技術(shù)：

風(fēng)力發(fā)電18太陽(yáng)能發(fā)電根據(jù)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程不同可以分為太陽(yáng)能光發(fā)

電和太陽(yáng)能熱發(fā)電。

已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主要是太陽(yáng)能

光伏發(fā)電。u優(yōu)點(diǎn)：無(wú)枯竭危險(xiǎn)、無(wú)環(huán)境污染、不受資源分布地

域的限制、可在用電處就近發(fā)電等u缺點(diǎn)：太陽(yáng)照射的能量分布密度小

，即要占用巨大

面積

，獲得的能源與四季、晝夜及陰晴等氣象條件

有關(guān)

，提供的電力不穩(wěn)定太陽(yáng)能發(fā)電示意圖發(fā)電技術(shù)：

太陽(yáng)能發(fā)電太陽(yáng)能熱發(fā)電太陽(yáng)能光發(fā)電192010年以來(lái)

，

全球太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)成本逐年降低

，

隨著太陽(yáng)能電池等技術(shù)不斷進(jìn)步,未來(lái)光伏發(fā)電成本有望進(jìn)一步降低發(fā)電技術(shù)：

太陽(yáng)能發(fā)電2010-2020年全球太陽(yáng)能聚光發(fā)電裝機(jī)成本資料來(lái)源:

IRENA(2021)2010-2020年全球太陽(yáng)能光伏發(fā)電裝機(jī)成本資料來(lái)源:

IRENA(2021)202011-2020年世界主要國(guó)家太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)容量資料來(lái)源:

IRENA(2021)u太陽(yáng)能光伏發(fā)電發(fā)展迅速

，

2020年全球太陽(yáng)能光伏新增裝機(jī)容量138吉瓦

，

太陽(yáng)

能光熱發(fā)電新增裝機(jī)容量129兆瓦u中國(guó)、

美國(guó)、

印度、

俄羅斯、

日本是最主要的太陽(yáng)能發(fā)電國(guó)家發(fā)電技術(shù)：

太陽(yáng)能發(fā)電21生物質(zhì)能發(fā)電主要利用農(nóng)業(yè)、

林業(yè)和工業(yè)廢棄物及城市垃圾為原料

，

采取直接燃燒或氣化等方式發(fā)電

，包

括直接燃燒發(fā)電、

氣化發(fā)電、

垃圾焚燒發(fā)電、

垃圾填

埋氣發(fā)電、

沼氣發(fā)電等。u優(yōu)點(diǎn)：

可再生、

低污染、

分布廣泛、

蘊(yùn)藏量巨大等u缺點(diǎn)

：存在農(nóng)林廢棄物收集和運(yùn)輸成本高等問(wèn)題,生

物質(zhì)能發(fā)電方式發(fā)展緩慢發(fā)電技術(shù)：

生物質(zhì)能發(fā)電黑龍江肇東市生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)示范項(xiàng)目222010-2020年全球生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)成本資料來(lái)源:

IRENA(2021)2020年全球生物質(zhì)能發(fā)電的裝機(jī)成本高達(dá)2543美元/千瓦發(fā)電技術(shù)：

生物質(zhì)能發(fā)電23u在中國(guó)、

印度等人口眾多的國(guó)家

，

生物質(zhì)具有極大的能源供應(yīng)潛力

，

2020年全球生

物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到127吉瓦

，

約占

全球可再生能源裝機(jī)總?cè)萘康?.8%u我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)展迅速

，

2020年生物質(zhì)能

發(fā)電新增裝機(jī)容量542萬(wàn)千瓦

，

累計(jì)生物

質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)1869萬(wàn)千瓦2011-2020年世界主要國(guó)家生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量資料來(lái)源:

IRENA(2021)發(fā)電技術(shù)：

生物質(zhì)能發(fā)電24地?zé)崮馨l(fā)電是把地下熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能

，然后再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。u優(yōu)點(diǎn)：

可再生、

低污染、

總量豐富u缺點(diǎn)：

資金投入大、

受地域限制發(fā)電技術(shù)：

地?zé)崮馨l(fā)電252010-2020年全球地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)成本資料來(lái)源:

IRENA(2021)地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)成本較高

，

2019年全球地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)成本為3916美元/千瓦發(fā)電技術(shù)：

地?zé)崮馨l(fā)電262011-2020年世界主要國(guó)家地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)容量

資料來(lái)源:

IRENA(2021)u地?zé)崮馨l(fā)電在我國(guó)應(yīng)用較少

，近十年來(lái)我國(guó)地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)容量一直保持在26兆瓦u美國(guó)是世界上地?zé)崮馨l(fā)電利用最廣泛的國(guó)家，

2020年美國(guó)地?zé)崮馨l(fā)電裝機(jī)總量高達(dá)2587兆瓦，發(fā)電技術(shù)：

地?zé)崮馨l(fā)電位居世界首位27?通過(guò)碳捕集技術(shù)

，將能源產(chǎn)業(yè)及工業(yè)過(guò)程產(chǎn)生的CO2分離出來(lái)進(jìn)行捕集、壓縮?通過(guò)管道輸送等方式將CO2輸送至封存點(diǎn)

，注入陸地或海下深層地質(zhì)構(gòu)造中

，與大氣隔絕封存起來(lái)

，或進(jìn)行應(yīng)用?

CCUS是一種減少溫室氣體排放及利用的技術(shù)

，是解決全球氣候變化問(wèn)題的重要手段之一碳捕集、利用與封存（

carbon

capture,

utilization

and

storage,

CCUS）碳捕集、

利用與封存技術(shù)我國(guó)首個(gè)百萬(wàn)噸級(jí)CCUS項(xiàng)目

齊魯石化-勝利油田CCUS項(xiàng)目28CCUS過(guò)程包括四個(gè)步驟u捕集：從燃煤煙氣中分離或捕集CO2，并將其壓縮成液體或超臨界狀態(tài)u

運(yùn)輸：將捕集的CO2通過(guò)管道、船舶、鐵路、公路或其他方式運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)存點(diǎn)或利用點(diǎn)u封存：將壓縮后的CO2注入地下儲(chǔ)層體進(jìn)行地質(zhì)封存

，并進(jìn)二氧化碳驅(qū)油過(guò)程示意圖行監(jiān)測(cè)

，其目的是保證封存有效

，可儲(chǔ)存在地下達(dá)數(shù)千年u

利用：主要有物理利用、化學(xué)利用和生物利用等碳捕集、

利用與封存技術(shù)29CCUS技術(shù)路線圖根據(jù)在燃料轉(zhuǎn)化過(guò)程中捕集CO2的位置不同

，

電廠CO2捕集的技術(shù)主要分為燃燒前捕集、

燃燒后捕集和氧燃料燃燒捕集三種技術(shù)碳捕集、

利用與封存技術(shù)30儲(chǔ)能作為新增的靈活性調(diào)節(jié)資源,不僅可提高常規(guī)發(fā)電和輸

電的效率、

安全性和經(jīng)濟(jì)性,也是實(shí)現(xiàn)可再生能源平滑波

動(dòng)、

調(diào)峰調(diào)頻,滿足可再生能源大規(guī)模接入的重要手段

與世界其他國(guó)家和地區(qū)相比,我國(guó)儲(chǔ)能與新能源裝機(jī)容量的比例,即“儲(chǔ)新比”,明顯偏低,2020年我國(guó)的儲(chǔ)新比約為6.7%,而我國(guó)以外其他國(guó)家和地區(qū)的儲(chǔ)新比平均為15.8%。

隨著可再生能源發(fā)電比例的提高和煤電的逐步退出,儲(chǔ)能將迎來(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇?？稍偕茉窗l(fā)電具有間歇

性,

電力系統(tǒng)對(duì)于平滑輸

出、調(diào)峰調(diào)頻等電力輔助服務(wù)的需求明顯增長(zhǎng)電力消費(fèi)方式單一,

煤電、

燃機(jī)供給足

以應(yīng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定調(diào)

節(jié)需求風(fēng)光發(fā)

電時(shí)代傳統(tǒng)能

源時(shí)代儲(chǔ)能技術(shù)31

儲(chǔ)能即能量的存儲(chǔ),指通過(guò)特定的裝置或物理介質(zhì)將能量存儲(chǔ)起來(lái)以便在需

要時(shí)利用

根據(jù)能量存儲(chǔ)方式的不同,儲(chǔ)能可以分為機(jī)械儲(chǔ)能、

電磁儲(chǔ)能、

電化學(xué)儲(chǔ)能、儲(chǔ)能技術(shù)分類與原理儲(chǔ)能分類示意圖

32熱儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能五大類抽水蓄能

目前最成熟的大規(guī)模儲(chǔ)能方式

基本原理：

電網(wǎng)低谷時(shí)利用過(guò)剩電力,將作為液態(tài)能量媒體的水從低標(biāo)高的

水庫(kù)抽到高標(biāo)高的水庫(kù),電網(wǎng)峰荷時(shí)高標(biāo)高水庫(kù)中的水回流到下水庫(kù)推動(dòng)水

輪發(fā)電機(jī)發(fā)電飛輪儲(chǔ)能

利用高速旋轉(zhuǎn)體所具有的動(dòng)能進(jìn)行能量存儲(chǔ),通過(guò)控制飛輪轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)電能與

動(dòng)能的轉(zhuǎn)換機(jī)械儲(chǔ)能33壓縮空氣儲(chǔ)能

一種基于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展而產(chǎn)生的儲(chǔ)能技術(shù),以壓縮空氣的方式儲(chǔ)存能量

儲(chǔ)能時(shí)段：

壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)利用風(fēng)/光電或低谷電能帶動(dòng)壓縮機(jī),將電能轉(zhuǎn)

化為空氣壓力能,隨后高壓空氣被密封存儲(chǔ)于報(bào)廢的礦井、

巖洞、

廢棄的油

井或者人造的儲(chǔ)氣罐中

釋能時(shí)段：

通過(guò)放出高壓空氣推動(dòng)膨脹機(jī),將存儲(chǔ)的空氣壓力能再次轉(zhuǎn)化為

機(jī)械能或者電能機(jī)械儲(chǔ)能34超導(dǎo)儲(chǔ)能

利用超導(dǎo)體的電阻為零特性制成的儲(chǔ)存電能的裝置

不僅可以在超導(dǎo)體電感線圈內(nèi)無(wú)損耗地儲(chǔ)存電能,還可以通過(guò)電力電子換流器

與外部系統(tǒng)快速交換有功和無(wú)功功率,用于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、

改善供電品

質(zhì)超級(jí)電容器

又叫雙電層電容器、

電化學(xué)電容器,是一種介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的

新型儲(chǔ)能裝置,既具有電容器快速充放電的特性,同時(shí)又具有電池的儲(chǔ)能特性電磁儲(chǔ)能35電化學(xué)儲(chǔ)能

各種二次電池,如鋰離子電池、

鉛酸電池、

鈉硫電池和液流電池等

多數(shù)在技術(shù)上比較成熟,近年來(lái)成為關(guān)注的重點(diǎn),并有許多實(shí)際應(yīng)用熱儲(chǔ)能

熱儲(chǔ)能有許多不同的技術(shù),如熔融鹽儲(chǔ)能,其可進(jìn)一步分為顯熱儲(chǔ)能和潛熱儲(chǔ)

能等

熱儲(chǔ)能系統(tǒng)中,熱能被儲(chǔ)存在隔熱容器的媒質(zhì)中,以后需要時(shí)可以轉(zhuǎn)化回電能,

也可直接利用而不再轉(zhuǎn)化回電能電化學(xué)儲(chǔ)能、

熱儲(chǔ)能36化學(xué)儲(chǔ)能

化學(xué)儲(chǔ)能主要是指利用氫或合成天然氣作為二次能源的載體

通過(guò)電解水將水分解為氫氣和氧氣

，

可直接用氫作為能量的載體

將氫與二氧化碳反應(yīng)成為合成天然氣(甲烷),以合成天然氣作為另一種二次能

量載體其它新興儲(chǔ)能技術(shù)

包含鈉離子電池、

液態(tài)金屬電池、

多價(jià)金屬離子電池、

水系電池等化學(xué)儲(chǔ)能、

其它新興儲(chǔ)能技術(shù)37?

適用場(chǎng)景范圍

飛輪儲(chǔ)能與超級(jí)電容器主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)電壓波動(dòng)較為敏感的精密制

造與通信、

數(shù)據(jù)中心等行業(yè)

抽水蓄能主要應(yīng)用于大電網(wǎng)的輸配電環(huán)節(jié)

化學(xué)儲(chǔ)能則更多運(yùn)用于風(fēng)、

光發(fā)電等波動(dòng)較大的可再生能源發(fā)電側(cè)、

中小型

智能變電站和用電側(cè)

氫儲(chǔ)能更適宜季節(jié)性調(diào)峰各類儲(chǔ)能技術(shù)比較38?時(shí)間尺度

抽水蓄能、

壓縮空氣儲(chǔ)能、

燃料電池、

電化學(xué)儲(chǔ)能等更適合小時(shí)級(jí)調(diào)峰

超級(jí)電容器等則更適合秒級(jí)調(diào)頻需求?

技術(shù)成熟度

抽水蓄能應(yīng)用最為成熟

儲(chǔ)熱技術(shù)也已處于規(guī)?；瘧?yīng)用階段,

目前我國(guó)火電靈活性改造大部分采取儲(chǔ)

熱技術(shù)

鋰離子電池儲(chǔ)能近年得到了飛速應(yīng)用

壓縮空氣儲(chǔ)能以及液流電池也逐漸迎來(lái)了商業(yè)化應(yīng)用各類儲(chǔ)能技術(shù)比較39儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景豐富,主要分為電源側(cè)、

電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)三類u電源側(cè)對(duì)儲(chǔ)能的需求場(chǎng)景類型較多,包括可再生能源并網(wǎng)、

電力調(diào)峰、

系統(tǒng)

調(diào)頻等u電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能主要用于緩解電網(wǎng)阻塞、

延緩輸配電擴(kuò)容升級(jí)等u用戶側(cè)儲(chǔ)能主要用于電力自發(fā)自用、

峰谷價(jià)差套利、

容量電費(fèi)管理和提高電

能質(zhì)量等在實(shí)際應(yīng)用中,儲(chǔ)能的某一功能應(yīng)用并不局限于單一應(yīng)用場(chǎng)景,以平滑輸出、

跟

蹤出力計(jì)劃為例,可同時(shí)應(yīng)用于電源側(cè)、

電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)多場(chǎng)景下儲(chǔ)能應(yīng)用40類型時(shí)長(zhǎng)需求應(yīng)用場(chǎng)景技術(shù)種類發(fā)展階段長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能容量型≥4小時(shí)削峰填谷、

離網(wǎng)儲(chǔ)能等抽水蓄能

、

壓縮空

氣儲(chǔ)能、

儲(chǔ)熱蓄冷、

氫儲(chǔ)能、

鈉硫電池、

液流電池

、

鈉離子

電池、

鉛炭電池等?抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能處

于商業(yè)應(yīng)用成熟階段?鉛炭電池、

儲(chǔ)熱蓄冷等已進(jìn)

入商業(yè)推廣階段?液流電池、

鈉離子電池等已

進(jìn)入示范應(yīng)用階段?氫儲(chǔ)能處于開(kāi)發(fā)階段多場(chǎng)景下儲(chǔ)能應(yīng)用41類型時(shí)長(zhǎng)需求應(yīng)用場(chǎng)景技術(shù)種類發(fā)展階段短時(shí)儲(chǔ)能能量型1~2小時(shí)復(fù)合功能

，

獨(dú)立儲(chǔ)能

電站、

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、

調(diào)峰調(diào)頻和緊急備用

等多重功能磷酸鐵鋰電池等商業(yè)應(yīng)用成熟階段功率型≤30分鐘輔

助

A

GC

調(diào)

頻

、

平

滑間歇性電源功率波

動(dòng)超導(dǎo)儲(chǔ)能

、

飛輪儲(chǔ)

能

、

超級(jí)電容器

、

鈦酸鋰電池

、

三元

鋰電池等?

超

導(dǎo)

儲(chǔ)

能

、

飛

輪

儲(chǔ)

能

、

超級(jí)電容處于

開(kāi)發(fā)階段?

鈦

酸

鋰

電

池

、

三

元

鋰電池處于商業(yè)應(yīng)

用成熟階段備用型≥15分鐘通訊基站和數(shù)據(jù)中心

等場(chǎng)景作為不間斷電

源提供緊急電力鉛酸電池

、

梯級(jí)利

用電池

、

飛輪儲(chǔ)能

等?

鉛

酸

電

池

處

于

商

業(yè)

應(yīng)用階段?

梯

級(jí)

利

用

處

于

示

范

應(yīng)用階段多場(chǎng)景下儲(chǔ)能應(yīng)用機(jī)械儲(chǔ)能抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能是目前應(yīng)用最廣泛的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)1)抽水蓄能

抽水蓄能是最為成熟、

現(xiàn)有規(guī)模最大的儲(chǔ)能技術(shù),具有技術(shù)成熟、

運(yùn)行成本

低、壽命長(zhǎng)、

容量大、

效率高等優(yōu)點(diǎn)

但也存在響應(yīng)慢、

受地理?xiàng)l件限制、

建設(shè)周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向432)壓縮空氣儲(chǔ)能u壓縮空氣儲(chǔ)能容量功率范圍廣、

環(huán)境友好,但效率低、

響應(yīng)慢、

受地形地質(zhì)

條件限制u壓縮空氣儲(chǔ)能之前受制于儲(chǔ)能效率較低、

電量損耗成本較高,但是隨著技術(shù)

進(jìn)步,大型電站投資儲(chǔ)能效率已經(jīng)上升至70%~75%,

略低于抽水蓄能電站,

已經(jīng)具備了大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的條件u與當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的抽水蓄能以及磷酸鐵鋰電池比較,壓縮空氣儲(chǔ)能的度

電成本依然要略高于抽水蓄能,但是遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰,投資周期較抽水蓄能

短,且單體投資規(guī)模限制小綜合來(lái)看,壓縮空氣儲(chǔ)能在能效得到提升后,有望成為抽水蓄能在大規(guī)模儲(chǔ)能

電站領(lǐng)域的重要補(bǔ)充長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向44電化學(xué)儲(chǔ)能電化學(xué)儲(chǔ)能不受地理?xiàng)l件限制,響應(yīng)更加迅速,且建設(shè)周期較短,是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的

重要發(fā)展方向,其中鈉離子電池、

液流電池是未來(lái)主要發(fā)展方向,鉛炭電池也具備一些發(fā)展?jié)摿?)鈉離子電池u鈉離子電池較鋰離子電池而言,原材料豐富,且成本降低約20%,但電池能

量密度較低,產(chǎn)業(yè)鏈配套尚不完善,

因此發(fā)展趨勢(shì)主要集中在能量密度提升

以及通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)降低成本兩個(gè)方面u安全性上,鈉離子電池內(nèi)阻較大,短路時(shí)瞬時(shí)放熱量較鋰離子電池少,溫升較

低,在安全性方面具備先天優(yōu)勢(shì),但鈉離子電池電解液易燃、

負(fù)極處鈉枝晶

生長(zhǎng)易導(dǎo)致短路等問(wèn)題依舊存在,

因此需要在負(fù)極材料、

電解質(zhì)環(huán)節(jié)入手進(jìn)

一步提高安全性長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向452)液流電池u液流電池未來(lái)主要發(fā)展方向?yàn)槿C液流電池和鋅溴液流電池,兩者原材料易

得且易回收,

已經(jīng)進(jìn)入示范應(yīng)用階段u全釩液流電池活性物質(zhì)單一,擴(kuò)展性較高,可突破鋰離子電池在儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)方

面的限制,且循環(huán)壽命可長(zhǎng)達(dá)20年,容量規(guī)模易調(diào)節(jié)。

但成本是制約全釩液

流電池發(fā)展的核心原因,未來(lái)可通過(guò)技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新兩個(gè)方面降低成本u鋅溴液流電池相較于全釩液流電池,能量密度更高,

電解液體積更小,

電極和

隔膜材料均為塑料,溴化鋅電解液價(jià)格低廉易得,

電極各材料均可回收利用,

對(duì)環(huán)境友好。

但鋅溴液流電池在國(guó)內(nèi)起步較晚,

目前產(chǎn)業(yè)化處于初期階段。

解決鋅枝晶導(dǎo)致的單體電池短路問(wèn)題及產(chǎn)業(yè)化是未來(lái)鋅溴液流電池發(fā)展的

重點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向463)鉛炭電池u鉛炭電池是一種電容型鉛酸電池,是從傳統(tǒng)的鉛酸電池演進(jìn)出來(lái)的技術(shù)u鉛炭電池同時(shí)具有鉛酸電池和電容器的特點(diǎn),既發(fā)揮了超級(jí)電容器瞬間大容

量充電的優(yōu)點(diǎn),也發(fā)揮了鉛酸電池的比能量?jī)?yōu)勢(shì),且擁有非常好的充放電性

能u由于加了碳材料,

阻止了負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象,改善了過(guò)去電池失效的一個(gè)因

素,

電池壽命有所延長(zhǎng)u在經(jīng)過(guò)幾年的快速發(fā)展后目前趨于沉寂,但其安全性高、

回收率高的特點(diǎn)使

其在場(chǎng)地要求不高、

有較長(zhǎng)的充放電工作周期等場(chǎng)合仍然是有競(jìng)爭(zhēng)力的儲(chǔ)

能技術(shù)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向47熱儲(chǔ)能

熔融鹽儲(chǔ)熱是熱儲(chǔ)能中可作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展的一種技術(shù)路線

熔融鹽儲(chǔ)熱通過(guò)加熱熔鹽完成儲(chǔ)能,應(yīng)用場(chǎng)景包括光熱發(fā)電、

清潔供熱供汽、

火電靈活性改造

熔融鹽儲(chǔ)熱具有儲(chǔ)能規(guī)模大、

時(shí)間長(zhǎng)、

壽命長(zhǎng)、

環(huán)保安全等優(yōu)點(diǎn)

但仍有一定的局限性,存在成本較高、

能量利用率低、

熔鹽具有腐蝕性等缺點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向48氫儲(chǔ)能u可再生能源發(fā)電制氫是未來(lái)氫儲(chǔ)能發(fā)展的主要方向,可應(yīng)用于新型電力系統(tǒng)

“源、

網(wǎng)、荷”各環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)電氫耦合發(fā)展u電源側(cè)

：利用可再生能源綠色制氫技術(shù),將風(fēng)能、

太陽(yáng)能等可再生能源電力清潔

高效地轉(zhuǎn)換為氫能,推動(dòng)氫能在電源側(cè)與可再生能源耦合,促進(jìn)大規(guī)?？稍偕?/p>

源消納u電網(wǎng)側(cè)：

氫儲(chǔ)能可積極參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù),提高電力系統(tǒng)安全性、

可靠

性、

靈活性,

由于具有儲(chǔ)能容量大、

儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)、

清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),能夠在電

化學(xué)儲(chǔ)能不適用的場(chǎng)景發(fā)揮優(yōu)勢(shì),在大容量長(zhǎng)周期調(diào)節(jié)的場(chǎng)景中,氫儲(chǔ)能在經(jīng)濟(jì)

性上更具有競(jìng)爭(zhēng)力,

能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域和跨季節(jié)的能源優(yōu)化配置長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向49氫儲(chǔ)能u用戶側(cè)：

氫能作為靈活高效的二次能源,在能源消費(fèi)端可以利用電解槽和燃料電

池,通過(guò)電氫轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)電力、

供熱、

燃料等多種能源網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互補(bǔ)和協(xié)同優(yōu)化,

推動(dòng)分布式能源發(fā)展,提升終端能源利用效率u但目前氫能在新型電力系統(tǒng)中的應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn),如電氫耦合關(guān)鍵技術(shù)有待

突破,

電解水制氫成本有待下降,需加強(qiáng)固態(tài)儲(chǔ)氫和有機(jī)溶液儲(chǔ)氫等技術(shù)的研發(fā),

降低輸氫成本,提高輸氫便利性長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向50短時(shí)儲(chǔ)能中,應(yīng)用最廣泛的是鋰離子電池,

已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化成熟期?

鋰離子電池環(huán)境污染小、

充放電效率高、

循環(huán)壽命長(zhǎng)、

循環(huán)特性好、

能量

密度高?

但過(guò)充和過(guò)放不耐受、

溫度敏感、

成組壽命待提高、

價(jià)格高,在產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)

節(jié)存在的技術(shù)、

成本與安全問(wèn)題待解決除鋰離子電池等電化學(xué)儲(chǔ)能電池外,超導(dǎo)儲(chǔ)能、

飛輪儲(chǔ)能、

超級(jí)電容器常用于滿足電力系統(tǒng)的短時(shí)儲(chǔ)能需求短時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀與方向51原材料環(huán)節(jié)

我國(guó)鋰資源品位較低,開(kāi)采成本高,主要使用離子交換吸附、

膜分離方法提鋰,未來(lái)將向高性能吸附分離材料研發(fā)及工業(yè)流程的簡(jiǎn)化方向發(fā)展。正極材料環(huán)節(jié)

磷酸鐵鋰正極由于成本較低,安全性和循環(huán)使用壽命更高,

在儲(chǔ)

能領(lǐng)域應(yīng)用廣泛;但其能量密度較低,未來(lái)可通過(guò)補(bǔ)鋰逐漸提升能量密度。

實(shí)

施補(bǔ)鋰技術(shù)后,磷酸鐵鋰電池的能量密度預(yù)計(jì)可提升20%左右,循環(huán)壽命也將

有所延長(zhǎng)。負(fù)極材料環(huán)節(jié)

人造石墨材料由于低電化學(xué)電勢(shì)、

循環(huán)性能好、

廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn),

已成為主流,但存在比容量較低的缺點(diǎn)。

硅材料的質(zhì)量比容量是碳材料的10

倍,未來(lái)技術(shù)方向是將碳材料引入硅中形成硅碳負(fù)極。鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)問(wèn)題與發(fā)展方向52隔膜環(huán)節(jié)

由于濕法隔膜生產(chǎn)厚度薄、

強(qiáng)度和能量密度高,磷酸鐵鋰電池有從干法隔膜向濕法隔膜轉(zhuǎn)換的趨勢(shì)。

為提高隔膜熱穩(wěn)定性,在濕法隔膜上使用陶

瓷涂覆將成為未來(lái)方向。電解質(zhì)環(huán)節(jié)

六氟磷酸鋰是目前的主要電解質(zhì)材料。

新型電解液LiFSI

溶解溫

度熱穩(wěn)定性較好,有望成為新型替代材料。

同時(shí),固態(tài)或半固態(tài)電解質(zhì)或是未

來(lái)發(fā)展的重要方向。

但固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈配套與目前現(xiàn)有的鋰離子電池兼容性

很小,若要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn),在技術(shù)、

產(chǎn)業(yè)鏈配套建設(shè)上還需要更多的時(shí)間。鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)問(wèn)題與發(fā)展方向53超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)u適用于平抑短時(shí)功率波動(dòng),解決電網(wǎng)暫態(tài)頻率穩(wěn)定性問(wèn)題,雖處于開(kāi)發(fā)階段,但

具有較大的發(fā)展前景u超導(dǎo)儲(chǔ)能帶材零電阻、

電流密度高、

無(wú)須能量轉(zhuǎn)換、

無(wú)任何電化學(xué)反應(yīng)和機(jī)

械磨損,

因此具有效率高、

功率密度高、

響應(yīng)速度快、

循環(huán)次數(shù)無(wú)限等優(yōu)點(diǎn)。u要實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)儲(chǔ)能在可再生能源領(lǐng)域的商業(yè)應(yīng)用,

除了超導(dǎo)帶材制造工藝有待提

高,制造成本亟須降低外,還需要突破以下核心關(guān)鍵技術(shù):高效率、

寬功率運(yùn)行

范圍大功率變流技術(shù),大容量高溫超導(dǎo)磁體技術(shù),低溫高壓絕緣技術(shù),超導(dǎo)儲(chǔ)能

系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)與優(yōu)化控制技術(shù),高效制冷技術(shù)其它短時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與方向54飛輪儲(chǔ)能u具有功率密度高、

不受充放電次數(shù)的限制、

綠色無(wú)污染等特點(diǎn)u相較于電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)

，

主要優(yōu)勢(shì)在于支持高頻次充放電、

使用壽命長(zhǎng)、

安

全性高

，

劣勢(shì)在于儲(chǔ)電量低、

度電成本高、

功耗高u國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能行業(yè)體還處于發(fā)展的早期階段,絕大部分企業(yè)尚不具備規(guī)?；?/p>

生產(chǎn)能力,絕大部分產(chǎn)品還處于原型機(jī)或樣機(jī)研制實(shí)驗(yàn)階段u飛輪儲(chǔ)能是針對(duì)性比較強(qiáng)的技術(shù),發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)需要一些應(yīng)用場(chǎng)景支撐

，在電力

系統(tǒng)中飛輪儲(chǔ)能最適合的場(chǎng)景是一次調(diào)頻

，

該領(lǐng)域需求逐漸增長(zhǎng)u更高轉(zhuǎn)速、

更高功率密度、

更低損耗、

更長(zhǎng)壽命的高速磁懸浮飛輪系統(tǒng)是飛

輪儲(chǔ)能技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向其它短時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與方向55超級(jí)電容器u超級(jí)電容器行業(yè)國(guó)內(nèi)起步較晚,與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大u相較于傳統(tǒng)電容器與電池,超級(jí)電容器具有充電時(shí)間短、

使用壽命長(zhǎng)、

溫度特

性好、

節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)u自誕生以來(lái),超級(jí)電容器在新能源汽車、

智能電網(wǎng)、

風(fēng)力發(fā)電、

太陽(yáng)能、

軌道

交通、

運(yùn)動(dòng)控制、

軍用設(shè)備、

電力儲(chǔ)能等眾多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景,

已經(jīng)

成為各國(guó)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目u隨著下游應(yīng)用場(chǎng)景的不斷擴(kuò)展,對(duì)超級(jí)電容器的需求也在不斷增長(zhǎng)超級(jí)電容器

技術(shù)仍需不斷突破,未來(lái)將向低成本、

高能量密度、

高功率密度、

低維護(hù)成本、

長(zhǎng)使用壽命方向發(fā)展,將會(huì)開(kāi)拓更多的純電池替代領(lǐng)域其它短時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與方向56第三節(jié)電力部門發(fā)展現(xiàn)狀57u全球電力部門發(fā)展概況u典型國(guó)家電力部門發(fā)展概況u中國(guó)電力部門發(fā)展概況電力部門發(fā)展現(xiàn)狀58u為應(yīng)對(duì)氣候變化

，全球正朝著快速電氣化方向發(fā)展

，推動(dòng)電力需求大幅增加u

隨著世界范圍內(nèi)化石能源發(fā)電量逐漸降低

，

電力碳排放與發(fā)電量逐漸脫鉤

，發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳

排放增速逐漸減緩1990-2019年世界電力部門CO2排放情況全球電力部門發(fā)展概況資料來(lái)源:

IEA數(shù)據(jù)平臺(tái),

https://www.iea.org/data-and-statistics

591990-2019年世界各區(qū)域發(fā)電量u2020年低碳電力占總發(fā)電量的比例增加至39%

，其中水力發(fā)電仍是最大的可再生能源主體

，水力發(fā)電量占比達(dá)16%，核能發(fā)電量占比達(dá)10%

2020年全球發(fā)電構(gòu)成全球電力部門發(fā)展概況資料來(lái)源:

IEA數(shù)據(jù)平臺(tái),

https://www.iea.org/data-and-statistics60u挪威已經(jīng)實(shí)現(xiàn)凈零排放u丹麥定于2027年u奧地利定于2030年u美國(guó)、加拿大和新西蘭定于2035年u德國(guó)目標(biāo)為2045年u中國(guó)定于2060年前實(shí)現(xiàn)全國(guó)碳中和

，

其中電力行業(yè)需率先達(dá)成零排目標(biāo)至2021年底

，有21個(gè)國(guó)家計(jì)劃在2040年前逐步完成煤電淘汰

，如

：德國(guó)承諾力爭(zhēng)2030年前、

最遲2038年淘汰

煤電；

加拿大承諾在2030年內(nèi)逐步淘汰傳統(tǒng)煤電；

英國(guó)承諾到2025年逐步淘汰所有煤電。

加拿大和英國(guó)建立

“棄用煤炭發(fā)電聯(lián)盟”

，截至2021年12月

，有48個(gè)國(guó)家政府、

48個(gè)地方州政府和69個(gè)組織加入。典型國(guó)家電力部門發(fā)展概況61u得益于頁(yè)巖氣革命和可再生能源政策支持,美國(guó)電力行業(yè)從依賴燃煤發(fā)電轉(zhuǎn)向了成本大幅下降

的頁(yè)巖氣和可再生能源發(fā)電

，

2008年美國(guó)煤電發(fā)電量在總發(fā)電量中占比約50%

，

2020年降至

20%

，預(yù)計(jì)煤電和核電站將繼續(xù)關(guān)閉u

2020年天然氣發(fā)電占比高達(dá)41%,可再生能源發(fā)電占比也增加至20%美國(guó)電力部門發(fā)展概況資料來(lái)源:

IEA數(shù)據(jù)平臺(tái),

https://www.iea.org/data-and-statistics2020年典型國(guó)家電力結(jié)構(gòu)美國(guó)某天然氣電站62u英國(guó)在脫碳方面處于全球領(lǐng)先地位

，英國(guó)為碳交易市場(chǎng)設(shè)置碳價(jià)下限值以促進(jìn)煤制氣轉(zhuǎn)變

，

同時(shí)對(duì)海上風(fēng)

電和太陽(yáng)能光伏進(jìn)行創(chuàng)紀(jì)錄的投資

，使其電力結(jié)構(gòu)大

幅轉(zhuǎn)型u天然氣發(fā)電量占比為36%

；核電發(fā)電量占比為16%，

將進(jìn)一步退役；煤電發(fā)電量占比下降至2%

，比2010

年降低95%

，預(yù)期2030年

，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電量占

比將達(dá)到50%以上1990-2020年典型國(guó)家可再生能源發(fā)電量占比資料來(lái)源:

IEA數(shù)據(jù)平臺(tái),https://

www.iea.org/data-and-statistics英國(guó)電力部門發(fā)展概況632010-2021年中國(guó)人均用電量及增量電力需求總量增加

電力需求結(jié)構(gòu)變化中國(guó)電力部門發(fā)展概況資料來(lái)源:

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局,

http://www.stats.gov.cn2014-2021年中國(guó)全社會(huì)用電量情況642015-2021年中國(guó)發(fā)電技術(shù)規(guī)模趨勢(shì)資料來(lái)源:

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局,

http://www.stats.gov.cn中國(guó)電力部門發(fā)展概況電力供應(yīng)規(guī)模擴(kuò)大65中國(guó)電力部門發(fā)展概況煤電機(jī)組的煤炭強(qiáng)度在逐年優(yōu)化傳統(tǒng)化石能源發(fā)電比重持續(xù)下降資料來(lái)源:

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局,

http://www.stats.gov.cn電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)變化2011-2021年中國(guó)火電機(jī)組供電煤耗2015-2021年中國(guó)發(fā)電量結(jié)構(gòu)66?

抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比首次低于90%,比上年同期下降4.

1個(gè)百分點(diǎn)，

新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為25.4GW,

同比增長(zhǎng)67.7%,其中鋰離子電池占據(jù)主

導(dǎo)地位,市場(chǎng)份額超過(guò)90%?

美國(guó)、

中國(guó)和歐洲引領(lǐng)全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展,在新增裝機(jī)方面,三者合計(jì)占全

球市場(chǎng)的80%,其中美國(guó)占34%,中國(guó)占24%,歐洲占22%67?

截至2021年底,全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模209.4GW,同比增長(zhǎng)9%2021年全球儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比（資料來(lái)源：CNESA,

2022）全球電力儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模?

截至2021年底,

中國(guó)已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模46.

1GW,

占全球市場(chǎng)總規(guī)

模的22%,

同比增長(zhǎng)30%?

抽水蓄能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大,

占比86.3%

。

在各類新型儲(chǔ)能技術(shù)中,鋰離子

電池的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大,

占到近90%,主要由于2020年后國(guó)家及地方出臺(tái)了

鼓勵(lì)可再生能源發(fā)電側(cè)配置儲(chǔ)能的政策,

同時(shí)鋰電技術(shù)商用已經(jīng)成熟,成本較

低,成為電廠配置儲(chǔ)能的主要選擇

682021年中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比（資料來(lái)源：CNESA,

2022）中國(guó)電力儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模第四節(jié)電力部門碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理措施69u煤電升級(jí)改造u可再生能源推廣u儲(chǔ)能配套應(yīng)用u電力可靠性管理u市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)電力部門碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理措施7071碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理措施百萬(wàn)千瓦級(jí)超超臨界煤電l

汽輪機(jī)通流改造l

冷端余熱深度利用改造l

煤電機(jī)組能量梯級(jí)利用l

高溫亞臨界綜合升級(jí)改造l

降低最小出力鍋爐l

縮短啟停時(shí)間l

快速升降負(fù)荷l

熱電解耦和鍋爐燃料可變l

純凝機(jī)組采暖供熱改造l

優(yōu)化運(yùn)行已投產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組l

現(xiàn)有燃煤發(fā)電機(jī)組替代供熱l

加快淘汰落后產(chǎn)能l

合理轉(zhuǎn)為應(yīng)急備用l

快速升降負(fù)荷煤電改造升級(jí)靈活性改造淘汰關(guān)停供熱改造節(jié)煤降耗030204017201

資金金融扶持l

可再生能源電價(jià)附加補(bǔ)助

，2023年總計(jì)74億元l

貸款展期、續(xù)貸或調(diào)整還款l

支持補(bǔ)貼確權(quán)貸款73l

可再生能源電力消納保障l

市場(chǎng)購(gòu)買可再生能源電力消納量l

認(rèn)購(gòu)可再生能源綠色電力證書(shū)l

智能光伏示范企業(yè)、示范項(xiàng)目l

光伏制造行業(yè)規(guī)范公告l

2022年41項(xiàng)風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)可再生能源推廣02機(jī)制激勵(lì)03規(guī)范引導(dǎo)74l

依托微電網(wǎng)、增量配網(wǎng)等配置新型儲(chǔ)能支撐分

布式供能系統(tǒng)l

對(duì)工業(yè)、通信、互聯(lián)網(wǎng)等用電大戶提供定制化

用能服務(wù)l

不間斷電源、充換電設(shè)施等分散式儲(chǔ)能l

調(diào)峰、調(diào)頻、黑啟動(dòng)等提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性l

建設(shè)儲(chǔ)能延緩輸變電設(shè)施投資l

提升極端情況下系統(tǒng)應(yīng)急保障力l

風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化促進(jìn)外送消納l

配合海上風(fēng)電、荒漠風(fēng)電光伏基地開(kāi)發(fā)l

提升新能源并網(wǎng)友好性和容量支撐力儲(chǔ)能配套應(yīng)用電源側(cè)新能源+儲(chǔ)能應(yīng)用用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用030102l

可用系數(shù)、等效可用系數(shù)、非計(jì)劃停用次數(shù)、強(qiáng)迫停運(yùn)率、等效強(qiáng)迫停運(yùn)率輸變l

平均停電頻度、停電規(guī)模、電平均停電持續(xù)時(shí)間l

電力線路巡檢、設(shè)備狀態(tài)

監(jiān)測(cè)、核心組部件溯源管

理l

配置應(yīng)急電源、關(guān)鍵設(shè)備

信息報(bào)送管理l

機(jī)組可靠性評(píng)估、水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、設(shè)備分級(jí)、動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估l

應(yīng)急電源容量規(guī)模電力系統(tǒng)電力可靠性管理發(fā)電供電用戶管理指標(biāo)管理手段75營(yíng)造良好市場(chǎng)環(huán)境

，

合理疏導(dǎo)成本

，

激勵(lì)投資

，

實(shí)現(xiàn)能源資源配置市場(chǎng)機(jī)制建設(shè)76l政府機(jī)構(gòu)：設(shè)定市場(chǎng)準(zhǔn)入門檻

，交易價(jià)格限額

，交易方式；l

國(guó)家可再生能源信息管理中心：

向符合條件的發(fā)電商發(fā)放綠證

，建設(shè)和運(yùn)行認(rèn)購(gòu)平臺(tái)

，全面

監(jiān)管綠電交易l發(fā)電商：通過(guò)綠證交易中心銷售所獲綠證l

自愿購(gòu)買者（企業(yè)和個(gè)人）

：購(gòu)買綠證完成可再生能源電力消納考核、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展要求、

服務(wù)企業(yè)宣傳國(guó)家對(duì)發(fā)電企業(yè)每1000度非水可再生能源上網(wǎng)電量頒發(fā)的具有唯一標(biāo)識(shí)代碼的電子證書(shū)可再生能源綠色電力證書(shū)（綠證）77第五節(jié)電力部門碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理方法78u電力需求預(yù)測(cè)u碳減排技術(shù)路徑優(yōu)化方法電力部門碳減排技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理方法79電力系統(tǒng)碳減排管理

?

全系

?,

、

、經(jīng)調(diào)原，配

發(fā)廠

電排

電組

停用

修

按濟(jì)度則分各電發(fā)安發(fā)機(jī)起備檢?監(jiān)測(cè)收集全系統(tǒng)主要運(yùn)行信息，運(yùn)行

情況，

保證

安全

經(jīng)濟(jì)

運(yùn)行預(yù)測(cè)電

力需求統(tǒng)需

求預(yù)

測(cè)

，

編制

預(yù)計(jì)

需求

曲線制電任務(wù)、

運(yùn)行方

式和計(jì)劃進(jìn)行安

全監(jiān)控

和分析?

發(fā)生系統(tǒng)性事故時(shí)及時(shí)采取

措施

，恢復(fù)系統(tǒng)正常狀態(tài)指揮操

作和處

理事故80?

極端天氣、供

暖制冷需求?

電網(wǎng)升級(jí)、家電普及?

技術(shù)進(jìn)步、能源效率?

生產(chǎn)需求、

生產(chǎn)效率?

用能行為、用能時(shí)間經(jīng)濟(jì)發(fā)展、

人均收入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

調(diào)整工業(yè)化、

智能化老齡化、

城鎮(zhèn)化電力需求預(yù)測(cè)需求影響因素

氣候條件

81?系統(tǒng)行為與內(nèi)在機(jī)制因

果關(guān)系、

反饋回路、

結(jié)構(gòu)方程及關(guān)鍵參數(shù)以電力需求為因變量，尋找影響因素自變量；面板模型、

協(xié)整分析、向量自回歸等電力發(fā)展速度與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度