低碳电力技术的研究展望Word下载.docx

1、KEY WORDS: low carbon economy；low carbon electricity； CO2 emission；clean development mechanism （CDM）carbon capture and storage （CCS）摘要：发展低碳经济，是应对全球气候变暖、实现经济可持续发展的迫切要求。作为CO2 减排的主力军，电力行业实现低碳化发展具有着重要的现实意义与战略意义。本文在深入揭示我国电力行业碳排放特性与碳减排潜力的基础上，从宏观与微观层面全面地分析了在低碳经济中电力行业所面临的新形势与呈现的新特点，剖析了“低碳电力”这一新的研究领域的发展方向，对低

2、碳电力技术的研究与运用进行了展望，阐述了实施低碳电力发展战略所将面临的主要挑战与亟待解决的问题，并建立了低碳电力技术的整体研究框架。关键词：低碳经济；低碳电力；二氧化碳排放（CDM）；清洁发展机制；碳捕捉与储存技术（CCS）0 引言全球气候变暖是当前人类社会所面临的最大挑战之一。根据联合国最新的全球气候变化科学评估报告，气候变化所导致的总代价将引起全球GDP损失约5%1；而世界银行前首席经济学家斯特恩在著名的斯特恩报告中更指出，在考虑更广泛的风险和影响的情况下，估计损失将上升到GDP 的20%或者更多2。在引起全球气候变暖的诸多因素中，人类活动所排放的温室气体不断增加是最主要原因。温室气体主要

3、包括二氧化碳（CO2）、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫等，在温室气体引致的全球气候变暖效应中，CO2 的作用高达77%，因此，减少CO2 的排放，是一个亟待解决的问题，对于控制温室效应、减缓全球变暖至关重要。面对挑战，全球气候变暖迅速成为各国政府与公众所持续关注的焦点。联合国与世界各国政府相继行动起来，通过立法或政府规划的方式各自制定了相应的CO2 减排目标，通过调整经济结构，提高能源效率等途径提高经济发展的可持续能力，并大力探索新途径，为CO2 减排做好技术储备。英国政府在2003 年公布的能源白皮书Our energy future creating a low carb

4、on economy中3，首次提出了低碳经济的发展理念。低碳经济是能源消费方式，经济发展方式和人类生活方式的一次全新变革，代表了从工业文明向生态经济文明的巨大进步4-5。我国是全球CO2 排放量最大的国家之一，实施低碳经济战略，是我国发展经济的必由之路。从我国CO2 的排放结构上看，由于我国的能源结构以煤为主，当前CO2 的排放主要来自于能源部门，尤其电力行业占总排放量的主体。因此，面对低碳经济的发展模式，电力行业势必将成为CO2 减排的主力军6。在全球气候变暖的背景下，如何在综合兼顾经济、环境、生态的基础上，走可持续发展之路，实现我国电力行业的低碳化发展，是我国电力工业所面临的时代议题，既是

5、挑战，也是机遇。为此，本文揭示了低碳模式对于电力行业的深刻影响，讨论了实现电力行业低碳化的发展途径，分析了低碳电力所带来的新的研究方向，描述了各种低碳技术在电力行业中的运用状况与发展前景，并深入分析了低碳发展模式赋予电力行业的规划、运行、市场交易等关键环节的新内涵与研究领域。1 国外实施CO2 减排的实践1.1 世界各国的CO2 减排目标温室气体是典型的全球性公共产品，其减排需要全世界层面上的合作与协调。联合国于1979 年召开第一次世界气候大会，1988 年建立了政府间气候变化专门委员会（IPCC），并于1990 年达成联合国气候变化框架公约（UNFCCC）。该公约具有法律效应，自1995

6、年以来每年举行一次缔约方大会，其中，尤以第三次和第十三次大会的影响最为深远。第三次大会于1997 年在日本召开，通过了著名的京都议定书，确定了各缔约国的减排承诺；第十三次大会于2007 年在印尼召开，形成了妥协性的“巴厘岛路线图”，明确了2020 年发达国家减排25%40%，2050 年全球减排50%的中远期目标。与此同时，世界各国政府也相继行动起来，尤以欧盟与日本最为积极。2000 年欧盟温室气体排放量比1990 年降低了4%，并计划2020 年减排20%，英国更是将2050 年的目标定为60%。日本承诺20082012 年在1990 年的基础上降低6%，并成立全国温室气体盘查办公室，采取多

7、项措施控制温室气体排放。作为全球最大的温室气体排放国之一，美国以减排会威胁美国经济为由，于2001 年退出京都议定书，并拒绝承担量化的、强制性的减排义务；然而，美国国内一些州则采取了积极应对措施，加州更是通过了一项减排法案。1.2 实施CO2 减排的途径考虑到气候变化影响的全球性，京都议定书设定了3 个机制，以实现温室气体的减排。分别为联合履约（JI）、清洁发展机制（clean development mechanism，CDM）和排放贸易（ET）。其中，JI 是指发达国家之间通过项目级合作实现减排；CDM 是指发达国家通过资助、技术转让等方式，与发展中国家合作以实现减排；ET 指发达国家之间

8、的温室气体减排额交易7。欧盟是国际温室气体减排的坚实执行者与主要推动者。欧盟成员国达成了“减排量分担”的协议，将减排指标分配到各个国家，并于2005 开始建立了欧盟内部的温室气体减排贸易市场（ETS），实施总量控制交易（Cap-and-trade）的模式，逐步扩大参与ETS 的行业规模，并对超额排放企业施加高额罚款。此外，欧盟还通过鼓励各成员国征收碳税等环境税收，使用低碳燃料，积极发展可再生能源，推动低碳技术发展等途径，来实现其减排目标。无论在生产还是消费环节，日本的能源利用效率都已经很高，因此，日本的减排潜力主要集中在能源结构调整上，通过大力发展核电、光伏发电等技术，减少温室气体的排放。此外

9、，日本还积极投资发展中国家的CDM 项目建设，通过技术转让与资金出口获取减排指标。尽管拒绝承担强制性减排义务，美国仍然坚持通过发展科技的手段实施减排。根据其能源结构中煤炭丰富的特点，大力开发洁净煤技术，并建设IGCC 电站等高效能源。2 中国发展低碳经济的背景与对策2.1 发展低碳经济的时代背景低碳经济是以低能耗、低排放、低污染为基础的经济模式，其核心是技术创新、制度创新和发展观的改变，是一场涉及生产模式、生活方式、价值观念和国家权益的全球性革命4,8。因此，发展低碳经济是贯彻科学发展观、走可持续发展道路的本质要求；有利于转变经济发展方式、提高我国的核心竞争力；有利于融入世界最新的经济发展与技

10、术革新的浪潮之中，提高对于全球性经济风险的抵御能力；有利于树立负责任大国的国际形象；更是我国建设节约型、环境友好型社会，建设创新型国家的必经之路。2.2 中国面向低碳经济的宏观应对尽管根据京都议定书，发展中国家在2012年之前不需要承担减排义务，但我国政府以长远的战略眼光高度重视全球气候变暖问题，先后于1992年、1997 年正式签署框架公约与京都议定书；十七大报告中已经做出了“加强应对气候变化能力建设，为保护全球气候做出新的贡献”的庄严承诺，并在国家“十一五”规划纲要中明确提出了2010年CO2 排放下降10%的目标7。2007 年，我国发布了中国应对气候变化国家方案，全面阐述了我国应对全球

11、气候变化的目标与相应措施，提倡通过改变发展方式、调整能源结构与提高能效等方式积极应对。3 中国的低碳电力之路3.1 我国电力行业的CO2 排放特点我国电力行业的CO2 排放特性主要如下 1,6：1）发电CO2 排放总量大且增长迅速。2005年，电力行业的碳排放相对1980 年增加了5.57倍；与此同时，其占全部化石能源碳排放的比例逐年增高，由1980 年的21.07%逐步增加到2005年的38.73%，几乎占据全国CO2 总排放量的“半壁江山”。2）我国电源结构以煤炭为主体，煤炭发电装机占总装机容量的比例超过70%，低碳电源比重较小；而煤电的CO2 排放占发电总排放比例超过95%。3）中国的电

12、力碳排放系数远高于发达国家，2005 年为222.95 g/kWh，而主要发达国家多在100150 g 之间。3.2 我国发展低碳电力的必要性以上数据分析显示，在我国实施低碳电力发展战略是当务之急，具有重要的战略意义。1）电力行业是CO2 减排的主战场，对于低碳经济的实施与发展具有重要影响。同时，电力行业的减排潜力巨大，优化空间明显，只有大力发展低碳电力，才能实现国民经济向低碳经济的转变。2）京都议定书的减排方案有效期为2012 年，其后，随着减排压力的持续升高，中国将面临日益严峻的挑战，且可能在不久的将来面临强制性、可量化的减排计划，而发展低碳电力是应对国际压力，确保完成国家CO2 排放宏观目标的重要途径。3）发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。低碳电力以降低CO2 排放为重要目标，这将有利于改善电源结构，改变我国当前对于化石能源，尤其对煤炭的依存度太高的状况，从而实现能源结构的多元化，形成清洁的能源供应体系；