考虑碳中和目标与成本优化的可再生能源大规模发展规划

提出一种碳中和目标下我国可再生能源大规模发展规划的两阶段多目标优化框架。考虑最大碳减排量与最小发电成本构建可再生能源大规模发展的多目标优化模型,设置碳中和目标达成时间与可再生能源投资总额变化的仿真情景,以考察中国可再生能源的发展趋势,分别利用多目标粒子群算法、多属性决策方法求出非支配解集,选取最优方案。结果显示,按时实现碳中和目标需主要可再生能源累计装机总量达到约8435 GW,光伏、风电、生物质能发电、水电分别约3863 GW、3882 GW、163 GW、527 GW,碳减排贡献分别占37%、53%、5%和5%;应持续大力发展占据主导地位的光伏和风电,但在投资增长情景下生物质能发电、光伏的装机量和碳减排量增长幅度更大,可考虑给予适当政策和投资倾斜。

基于DDPG算法的离网型可再生能源大规模制氢系统优化调度

为提高可再生能源消纳能力,减少整流和并网等设备的投资成本,降低电解水制氢系统成本,实现可再生能源大规模制氢,构建了一个孤岛型可再生能源大规模制氢系统。该系统通过智慧能量管理,实现了提高系统经济性与安全性的目标。首先建立可再生能源大规模制氢系统的仿真模型,制定控制策略;其次,提出一种基于深度确定性策略梯度(DDPG)的能量优化调度策略。通过大量长期的训练,使用DDPG算法得到的智能体能够实现智能化的动态能量优化调度。将该策略与深度Q网络、粒子群优化和传统控制方法在经济性和安全性方面进行比较,结果表明DDPG算法在能量优化管理中可实现更高的经济收益,更好地利用可再生资源,并确保系统的安全运行。

可再生能源的产消一元化转型与可持续发展目标的推进

可持续发展是全球面临的重要议题,可再生能源对全球可持续发展具有重要而深远的意义。“可再生能源资源还有很大的未利用空间”与“消费端的用能需求得不到及时满足”的悖论在很大程度上阻碍了可持续发展进程。产消一元化范式的基础是以可再生能源利用为导向的新质生产力,核心是生产工具的技术突破,重点是生产对象的转变,必将根本改变生产关系。在《变革我们的世界:2030年可持续发展议程》的人类、地球、繁荣、和平、伙伴关系的“5P”目标维度中,可再生能源产消一元化范式的发展有利于增强能源供给、减轻能源贫困,降低高碳比例、助力气候治理,催生缝隙创新、解除高碳锁定,弱化能源战争逻辑、保障长期和平,培育共同利益驱动国际合作,从而推动实现全球可持续发展目标。

“双碳”目标下的中国可再生能源发展:机遇与挑战

在回顾国内外有关可再生能源碳排放效应及其对碳中和作用研究进展的基础上,分析了可再生能源发展面临的机遇和挑战,最后提出了发展路径和对策。研究认为,为保持可再生能源的健康持续发展,承担起实现“碳中和”的历史使命,应当加强顶层设计,在发展规模、发展时序、空间布局和政策协调方面精心谋划;智慧电网、多元化储能、产业融合等协同发展,多种措施并举系统性解决可再生能源发电消纳问题;统筹协调可再生能源设施的用地、用海指标与布局,消除与基本农田保护和生态红线管控方面的矛盾;重视新能源发展中的气候与生态环境效应,通过科技进步、合理规划与管理实现可再生能源发展与生态保护的“双赢”。

考虑可再生能源接入的微电网多目标优化配置研究

由于可再生能源和负荷需求的随机性会对微电网的稳定性造成冲击,因此对微电网的优化配置显得至关重要。文章将微电网的运营成本和投资成本相结合作为配置优化的多目标函数,以降低系统总成本和碳排放为目标,对微电网中的可再生能源数量进行优化配置。问题采用遗传算法(GA)对多目标函数进行优化,以得到最优的可再生能源配置数量。以1个典型的交直流混合微电网为例,对其各分布式电源的接入数量进行优化,结果表明优化配置后的微电网总成本和碳排放量得到了有效降低,验证了优化配置方法的有效性。

论“双碳”目标下可再生能源法制的协同优化

“双碳”目标的顺利实现,离不开可再生能源法制的有力保障。目前,我国可再生能源法制在政策工具和制度供给层面均存在协同不足的问题。以“双碳”目标为指引,在政策工具层面,应发挥两类政策工具在促进竞争探索、监督竞争过程和救助特殊领域竞争失败方面的协同作用;在制度供给层面,应推进化石能源与可再生能源间以及不同类型可再生能源间的规划协同,促进电网企业、发电企业和政府主体间的消纳义务协同,推动总量目标制度、规划制度和并网制度区域法制实施协同。

基于二层规划的省际非水可再生能源电力配额分配模型

立足中国当前的行业管理体制,充分考虑中央政府和地方政府利益诉求的异质性,构建了基于二层多目标非线性规划的省际非水可再生能源电力配额分配模型,基于中国30个省区的相关数据资料,得到了一个兼顾成本、环境与公平的最优分配方案。结果显示,由于各省区能源替代成本和减排成本的不同,各省区在执行中央政府分配的指标任务时的实施意愿存在较为明显的差异。比较分析结果表明:与政府分配方案相比,二层优化方案节省了42.22亿元的补贴成本,降低了2595.12亿元的能源替代成本,并减少了791.39亿元的减排成本。同时,求解得到的二层优化方案的基尼系数小于0.2,属于绝对公平的范畴。该模型可以真实反映中国可再生能源电力配额分配博弈过程的复杂动态,为政府制定非水可再生能源电力配额方案提供更为有效的决策工具和参考。

以可再生能源为主的能源系统

能源是人类社会生存和发展的物质基础。人类自从大规模化使用主化石能源,推动了经济社会的高速发展,由于温室气体排放的快速增加,导致气候变化加剧,从而威胁到了人类社会的可持续发展,因此,构建基于以可再生能源为主的能源系统,是人类使用能源的努力方向,这需要从以下几方面入手,逐步加以实现。

可再生能源大规模接入条件下的电网规划立法研究

近年来,我国可再生能源蓬勃发展并大规模接入电网,对电网调度运行产生了深刻影响。对此,我国必须升级现行的电网规划立法对行业进行指导与支持。通过文献调查和规范比较的研究方法,发现国外电网规划立法确保了可再生能源的优先上网和优先利用权,合理规划了可再生能源间的发展次序,科学建构了规划与异议程序,并配套了完善的社会支持机制。相关的经验可供我国参考,我国也应当明确电网中可再生能源的发展目标;建构一套清晰的能源规划、发展和争议解决程序;建立区域、全国甚至跨越洲际的电力交易市场;设置气象信息共享机制和开发引导指南制度;用项目审批快速通道、政府采购和市政工程示范等来引导与鼓励可再生能源的蓬勃发展。

“双碳”目标、产业结构与可再生能源发展探析

“双碳”目标背景下,如何调整可再生能源发展宏观经济条件,推动可再生能源发展动力从供给侧向需求侧转变,实现能源转型和经济高质量协调发展是亟须解决的现实问题。利用2012-2021年中国30个省、市、自治区的面板数据,构建面板数据模型探讨可再生能源发展需求侧影响因素。研究结论显示:经济发展水平是推动可再生能源发展的主要影响因素,人口、电力消耗和能源消费强度也对我国可再生能源发展产生了正向的影响;城市化水平和CO_(2)排放与可再生能源发展呈显著负相关,表明城市化水平在可再生能源发展初期,会在一定程度上抑制可再生能源的需求,由于我国可再生能源在能源供给结构占比较低,因此碳排放还未成为促进产业发展主要动力,“双碳”压力下后期应大力加强可再生能源产业发展;产业结构高级化主要通过影响经济增长进而对可再生能源产业产生更大依赖,同时产业结构变迁也将影响能源消费强度,其作用强度弱于经济增长的拉动作用。因此,建议必须推动经济高质量发展,推动可再生能源的技术创新水平不断提升,持续推进人们对可再生能源消费的意识。同时,强调第二产业能源效率的提高,降低能源消费强度,以保证我国“双碳”目标、能源转型和经济高质量发展。

东盟区域可再生能源资源开发潜力研究

东盟可再生能源资源禀赋优异,电力市场空间大,区域制定了雄心勃勃的可再生能源发展目标,是我国开展可再生能源国际合作的重点区域。运用GIS方法,对东盟区域的光伏、风电、水电等主要可再生能源资源品种进行初步评估,并进行开发经济性分析。结果表明,东盟水能资源丰富,区域水能资源技术可开发量约170 GW,已开发装机约48 GW,开发利用率约28%;东盟绝大部分地区光伏发电量在1350 kW·h/kWp以上,太阳能年总辐射量大于1750 kW·h/m^(2),区域光伏发电的技术可开发量超过9900 GW,已开发装机约23 GW;东盟大部分区域风速在7 m/s以下,风资源条件相对较好的国家主要在中南半岛中南部及马来群岛沿海地带,陆上风电技术可开发量约1000 GW,已开发装机约2.3 GW。

以绿色电力市场化机制创新 推进可再生能源高质量发展

2024年是实现“十四五”规划目标任务的关键一年,是习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出10周年,也是我国加快能源绿色低碳转型、实现碳达峰碳中和目标的重要一年。面对新的机遇和新的历史使命,可再生能源高质量发展已进入全新的发展阶段,“十四五”中后期将逐步成为支撑经济社会发展的主力能源和新质生产力。

大规模可再生风力发电技术发展综述

在目前的可再生能源中,大规模风力发电已经占据主导地位,各个国家都投入大量的经费来支持研发风力发电新技术和新产品。文章首先介绍我国风力发电的历史以及研发状况,接着论述了风力发电机组及其发电技术相关内容,最后对我国风力发电技术发展前景做出了展望。

可再生能源制氢系统多目标优化调度

随着碳达峰碳中和的推行,氢能在能源去碳化进程中扮演着重要的地位。利用可再生能源制氢可以进一步实现能源低碳化。针对可再生能源系统稳定性较弱的缺点,将系统收益和环境成本这一对相互矛盾的目标进行折中考虑,提出使用多目标金鹰算法(multi-objective golden eagle algorithm,MOGEO)对可再生能源制氢系统运行优化求解帕累托最优解集。为验证该方法的可行性,以冬奥场馆所在地的典型日为例,分别与商业求解器CPLEX及传统的多目标粒子群算法(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)进行对比,结果表明所提方法可以取得更好的优化结果。

计及可再生能源消纳的电热综合能源系统多目标优化模型

可再生能源因其清洁低碳的特点备受能源行业关注,在能源转型背景下,可再生能源受到关注和重视,已经成为能源转型的核心。可再生能源具有高效、清洁、低碳、环保等特点,发展可再生能源有利于促进生态环境和社会经济可持续发展。所以,我国能源发展的核心和关键环节是加快发展可再生能源。但是,可再生能源的不确定性也带来了严重的消纳问题。提高电力系统的灵活性去解决可再生能源的消纳问题成为当下研究热点之一。本文突破异质能源间的壁垒,基于电热综合能源系统去探索提高可再生能源的消纳能力。同时,立足于经济性与安全性指标,提出一种多目标优化数学模型,并通过对偶转化和行列生成算法对所提模型进行求解。最后,在算例测试中,通过对比电热综合能源系统与电力系统的各种测试指标证明了所提模型的有效性。

“双碳”目标下的可再生能源投资仲裁研究——以“投资者合理期待”为切入视角

发展可再生能源已成为世界各国维护国家能源安全与应对气候变化的重要举措,一些企业也纷纷投资布局。在国际投资仲裁语境下,欧盟范围内以西班牙、意大利为代表的国家由于系列补贴制度的调整深陷泥淖。投资仲裁庭在审查公平公正待遇条款中“投资者合理期待”核心要素时的不一致,导致投资者诉求与东道国管制权难以平衡。将该问题置于“双碳”目标与气候变化议题视角下,重新梳理晚近可再生能源投资仲裁中仲裁庭的裁判逻辑与说理具有现实意义。我国应统筹推进可再生能源在国内治理层面与国际治理层面的良性互动。我国可再生能源领域投资者应从相关案件中吸取经验,相机决断;作为可再生能源投资东道国,我国应积极建立并完善合理的政策动态调整机制与有序的补贴退出机制。

含大规模可再生能源的电力系统可靠性探讨

近年来,在世界经济快速发展的背景下,大量不可再生能源消耗严重,从长远的角度来看,严重威胁了人类实现可持续发展,在这种情况下,人们加大了对可再生能源的利用和技术研发力度。本文从电力系统的角度出发,阐述了大规模可再生能源对其可靠性的影响。

双碳目标下我国可再生能源立法面临的挑战及其应对

碳达峰、碳中和国家战略目标的提出,给我国能源立法领域带来了新挑战。用低碳能源替代高碳能源是推进双碳目标实现的必然选择,其中可再生能源是能源替代的主要物质力量,具有低碳、环保等显著优势。能源替代过程离不开法律制度的规制与保障,然而,我国现行立法缺乏直接回应,如有关可再生能源消纳的法律制度设计流于形式、立法模式难以实现对不同类型可再生能源的有效管控。对此,应在双碳目标指引下,完善我国可再生能源立法理念、立法原则、具体制度等方面的低碳化改革,推动可再生能源开发利用环节的制度改进,最终“因能制宜”形成我国可再生能源“总分式”的立法模式。

“双碳”背景下可再生能源消纳保障机制的软法之治

“双碳”目标的提出对可再生能源发展提出更高要求,可再生能源消纳作为制约其发展的主要障碍,亟须可再生能源消纳保障机制这一能够促进可再生能源电力消纳利用的长效机制持续、稳定地发挥作用。软法为可再生能源消纳保障机制的生成与运行提供了基本法与操作法依据,并将持续在该机制的发展进程中发挥作用,但因其自身创制的多元性加剧适用的不确定性、因自身软约束力致其实施效力不佳。为推动可再生能源消纳保障机制发展中软法之治的完善,首先,应当完善软法自身的创制、实施与保障机制,提升自身的正当性,以更好地服务于可再生能源消纳保障机制的发展;其次,推动可再生能源消纳保障机制发展的软法善治并非简单地只依赖软法而不考虑硬法,应当合理设定软法的适用范围,软硬兼施,由硬法为软法功能的有效发挥提供特定的法治环境和制度支撑,以从整体上提高软法之治的实施效力。

“双碳”背景下“可再生能源利用技术”课程思政教学研究

在“双碳”目标的背景下,为实现育人与育才的有机结合,构建高层次的人才培养体系,以“可再生能源利用技术”专业课为例,分析该课程的思政内涵,对教学目标、课程安排、思政元素等方面进行了课程设计。从具体的技术应用实例出发,挖掘课程蕴含的思政与德育元素。在教学方法上,采用网络辅助教学、课堂互动教学与具体案例教学,使思政教育与专业知识教育巧妙融合,努力培养新时代能源与动力工程专业的高素质人才。