加拿大清洁能源和可再生能源发展现状

尽管加拿大自然资源丰富,但加拿大在发展清洁能源和可再生能源方面还是做了大量工作,有很多值得我们学习借鉴之处。本文着重介绍了加拿大在清洁能源和可再生能源方面的发展战略、科技规划和科技行动、相关计划的实施情况,以及有关作者的体会和建议。

清洁能源和可再生能源供热探究

随着全球变暖,低碳经济已经受到越来越多人的关注和重视。低碳经济以低能耗、低排放、低污染为基础,其实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构。发展低碳经济是关乎人们生活方式、价值理念和国家权益的全球性变革,本文对传统能源的供热模式、清洁能源和可再生新能源供热分类进行了分析,并简要概括了清洁能源和可再生能源供热系统的发展思路和建议。

温家宝:大力发展清洁能源和可再生能源

11月6日,国务院总理温家宝在老挝万象出席第九届亚欧首脑会议第二次领导人会议，就全球性问题发言。 温家宝表示，当前，国际形势继续发生深刻复杂变化，能源安全、粮食安全、防灾减灾、气候变化等全球性问题依然突出，对世界经济全面复苏和亚欧各国长远发展带来挑战。

积极发展清洁能源和可再生能源,为广西经济再次大发展提供可持续的能源支撑

"十二五"期间,在新常态下,广西区经济增速从高速向中高速转变,广西区固定资产投资增速呈逐年下降趋势,2011-2015年全区固定资产投资分别增长29.4%、24.8%、21.8%、16.7%、17.8%。进入"十三五"时期,广西区将全面履行中央赋予的构建面向东盟的国际大通道、打造西南中南地区开放发展新的战略支点、形成"一带一路"有机衔接的重要门户的"三大定位"新使命,完成与全国同步全面建成小康社会的奋斗目标,加快社会经济建设。

“东数西算”背景下多数据中心联合消纳可再生能源途径研究综述

“碳达峰、碳中和”和“东数西算”战略目标背景下,新能源装机占比和数据中心机架数量持续增长,数据中心的负荷调节能力可有效促进新能源消纳。与传统的可中断、可转移负荷不同,数据中心作为一种用电量可观的新型负荷,在时间、空间尺度上均有调节潜力。因此,立足于现有研究成果,该文首先对数据中心能耗模型进行分析,对比了几种常见的建模方法;其次,通过对数据中心时空转移特性的定性分析和对消纳可再生能源潜力定量评估方法的总结,揭示了数据中心的消纳潜力;再次,分别从技术和管理2个层面梳理了数据中心消纳可再生能源的途径;最后,展望了“东数西算”背景下多数据中心联合消纳可再生能源的途径,为可再生能源消纳提供新的思路,助力我国“双碳”目标的实现。

可再生能源电制氢合成氨系统的并/离网运行方式与经济性分析

可再生能源电制氢合成氨(renewablepowerto ammonia,Re Pt A)是风力发电、光伏发电等可再生能源的大规模消纳方式之一,也是化工行业实现低碳清洁发展的重要技术路线之一。利用风电光伏电解水制氢合成氨系统模型,分析电网调峰型系统、电网友好型系统、工艺离网型系统的绿氨成本,并对电化学储能设备规模、储氢设备规模、电解水制氢设备规模、电解水制氢设备效率等影响因素进行敏感性分析。基于3种绿氨系统的设备配置方案和运行方式评估不同类型系统所需的电网调峰电量,提出3种系统所适合的应用场景。研究结论是近期应该发展电网友好型RePtA系统,远期应该发展工艺离网RePtA系统。

大规模可再生能源发电友好并网与运行调控技术研究综述

“双碳”目标下大规模可再生能源系统的友好并网与稳定运行问题被广泛关注,但受精确的发电不确定性建模技术与科学的并网调控策略制约.为解决这一问题,从可再生能源发电预测与不确定性建模、可再生能源系统并网运营模式、可再生能源系统并网控制方法三个方面进行梳理和总结,讨论了不同时间尺度下发电不确定性预测技术、针对多场景运行需求的不确定性建模技术;从可再生能源-储能系统、可再生能源集群-独立储能系统、多能源互补系统三个角度分析总结了目前并网运营模式;在此基础上,分析总结了跟网型与构网型两种并网控制策略.最后展望了高比例可再生能源系统在未来电网形态演变中的发展方向,以期为新型电力系统中可再生能源与电网协同发展的研究和技术应用提供借鉴.

基于四维分析框架的中国省级可再生能源政策量化研究

将可再生能源政策文本进行多维度量化分析,是政策制定和政策优化的必要工作之一,对保证政策执行效果最大化具有重要意义。以中国30个省级行政区2010—2022年间的616份可再生能源政策文本为研究对象,构建政策目标—政策主体—政策工具—政策效果的四维分析框架,运用政策文本分析、社会网络分析、PMC指数分析等方法,对可再生能源政策进行量化研究。结果发现:①目标较清晰的政策文本比例有所提高但政策数量整体有所下降;②政策主体数量较多且存在一定程度上合作,但存在部分政策主体“边缘化”现象;③3种政策工具均有所覆盖,但需求型政策工具较为缺乏;④政策效果大多数为优秀或良好,但少数政策效果一般,需加强政策性质、发布机构和政策重点多元化。基于以上发现,从提升政策目标清晰程度等4个方面提出相关政策建议。

可再生能源投资的政企随机演化博弈研究——基于动态碳价视角

针对传统确定性演化博弈模型的不足,引入几何布朗运动模型模拟动态的碳价参数,构建了具有随机支付矩阵的演化博弈模型,以全国碳市场背景下的发电企业为例,研究了政企双方的演化过程和策略选择,探究了不同因素对演化均衡和政企决策的影响.结果显示:碳价是影响政企决策的重要因素,碳价较低时,政企的最优决策分别是选择作为策略即采取奖惩措施和不投资可再生能源,碳价较高时最优决策转变为不作为和投资.火力发电的成本、收益和碳排放系数以及可再生能源发电的成本、收益和建设成本是影响政府和发电企业策略选择的关键因素.发电企业投资意愿与政府的奖惩力度正相关,政府作为意愿与奖惩力度负相关,短期内提高政府的奖惩力度可激励发电企业的投资行为,但会缩短政府作为时长.

清洁可再生能源—地热资源

地热资源是一种十分宝贵的综合性矿产资源,其功能多,用途广,不仅是一种洁净的能源资源,可供发电、采暖等利用,而且还是一种可供提取溴、碘、硼砂与钾盐等工业原料的热卤水资源和天然肥水资源,同时也是宝贵的医疗热矿水和饮用矿泉水资源,低温低矿化度地热水还可作为生活供水水源。地热资源在开采消耗后在一定程度上可得到缓慢的恢复与补充,在开发利用中不产生或极少产生污染物,因此地热资源属可再生清洁能源。

可再生能源技术创新的减排效应:空间溢出与门槛特征

可再生能源技术创新是实现绿色低碳发展的重要动力。基于2003—2020年我国30个省份的面板数据,构建固定效应模型分析可再生能源技术创新对碳排放的影响及区域异质性,采用空间杜宾模型探究其空间溢出效应,并通过门槛回归模型检验可再生能源技术创新对碳排放的非线性影响。研究发现:就全国而言,可再生能源技术创新显著抑制碳排放;分区域来看,可再生能源技术创新的碳减排效应在东部地区显著,但在中部、西部及东北地区不显著;空间上,可再生能源技术创新不仅降低本地区的碳排放,同时促进邻近地区的碳减排;可再生能源技术创新对碳排放存在人口规模、研发投入、环境规制的门槛效应,较高的人口规模和研发投入、较低的环境规制可以强化可再生能源技术创新对碳减排的促进作用。

基于模糊DEMATEL-超效率DEA的可再生能源发电技术综合效益评估方法

“双碳”目标下,各类可再生能源发电技术发展迅速,综合权衡不同可再生能源发电方案的综合效益对可再生能源的优化设计具有重要意义。综合考虑经济效益、环境效益、能源效益和社会效益4个层面,提出了一种基于模糊决策试验和评价实验(decision making trial and evaluation laboratory,DEMATEL)与超效率数据包络分析(data envelopment analysis,DEA)模型的可再生能源发电技术综合效益评估方法。该方法分为投入-产出指标体系构建和综合评估2个阶段。首先,利用三角直觉模糊数处理模糊评价信息,将其与DEMATEL相结合量化各指标之间相互影响关系,基于指标间逻辑分析结果建立投入-产出评估指标体系。然后,基于超效率DEA模型对各可再生能源发电方案进行评估排序,结合投入冗余和产出不足分析结果给出各方案的针对性改善建议,以期为进一步选择和确定可再生能源产业发展战略提供参考。最后以某省10类可再生能源发电单元为研究对象,基于所提研究方法进行综合评估和分析,并与多准则妥协解排序法和熵权法进行对比分析,验证了所提方法的有效性。

适用可再生能源不确定特性的合成氨多稳态柔性工艺技术

双碳背景下,风光可再生能源发电是能源发展的重要方向,“绿氢”由于其长周期存储和零碳特征,可以有效解决风光电力消纳的难题,有望与电能一同成为未来能源体系的两大支柱。但是由于氢气自身特性和氢脆造成的材料瓶颈,“绿氢”发展遇到制储运多环节安全性与经济性挑战。绿电制氢制氨的“电制绿氨”路径被认为是解决“绿电”“绿氢”技术经济困局的重要途径之一。针对风光资源的不确定性,分析了基于合成氨“哈-博”工艺多种解决方案的优劣,提出了多稳态柔性“电制绿氨”工艺模式以解决“源网氢氨”复杂技术特征耦合下的设计、装置和运行问题;研究了多稳态柔性“电制绿氨”工艺的系统性技术架构、整定经济运行负荷与运行周期的最优化方法;开发了电氢氨一体化数字仿真模型,计及电力约束、资源波动、氢氨需求、系统运行效率和可靠性等因素,对全场景、全流程下的“电制绿氨”进行协同优化,形成了一套面向动态运行的绿电耦合化工的设计方法;研究了催化剂结构性能调优与合成塔内件结构的优化方法,开发了复杂变工况条件的催化剂宏观动力学模型,以及电氢氨一体化协同调度与智能控制技术。多稳态柔性“电制绿氨”工艺实现了合成氨经济运行负荷在30%~110%,负荷调节速率在0.5~1.0%/min,支持日、班,及班内多时域负荷调节要求,30%~110%负荷运行下单位合成氨综合能耗均优于GB 21344—2015《合成氨单位产品能源消耗限额》的标杆值。

低碳城市试点政策能否有效促进可再生能源技术创新?

低碳城市试点政策是中国促进经济社会绿色低碳发展的一项重要举措,而可再生能源技术创新是其中的关键技术路径。基于2006—2020年的城市数据,采用渐进双重差分法考察低碳试点城市对可再生能源技术创新发展的作用机制与影响差异。结果显示,低碳城市试点政策主要通过影响城市产业结构和绿色金融发展促进可再生能源技术创新发展,且对不同资源禀赋城市的可再生能源技术创新具有异质性影响。研究建议持续扩大低碳城市试点政策推行范围,促进可再生能源技术创新发展,从而推动社会绿色转型。

可再生能源驱动放电等离子体助推双碳目标策略与路线

实现碳达峰、碳中和对促进我国经济高质量发展至关重要。面对现有CO_(2)捕集封存(高能耗)和合成氨(高碳排)技术升级需求,发展基于可再生能源的新型CO_(2)、N_(2)等能源小分子转化利用技术势在必行。为推动等离子体能源小分子转化技术的发展,助力国家重大需求、实现碳中和目标,该文分别围绕可再生能源驱动等离子体产生、等离子体CO_(2)转化利用、等离子体固氮和合成氨、等离子体氨/大分子裂解燃烧、等离子体催化材料和催化耦合等方面,规划建议高压放电等离子体技术助推“双碳”战略目标的策略与路线,以期为实现C、H和N绿色循环提供有效的解决方案。

面向波动可再生能源的质子交换膜电制氢系统最优压强运行

为提升质子交换膜电制氢系统在波动可再生能源输入下的制氢效率,提出面向最大效率的质子交换膜电制氢系统最优压强运行模式。介绍质子交换膜电制氢系统,提出基于压强控制的协调运行原理;对质子交换膜电制氢系统的压强特性和功率特性进行建模,从而建立面向最大效率的压强优化模型。在波动电流输入算例下检验最优压强运行模式的制氢效果,结果表明,相较于恒定压强模式,最优压强运行模式下的质子交换膜电制氢系统平均制氢能耗得到有效降低,系统性能得到明显提升。

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。

高比例分布式可再生能源交直流混合配电网运行调控:科学问题与技术框架

随着分布式可再生能源发电与中低压直流组网技术的快速发展,未来配电网必然向复杂的交直流混合形态演进,其运行调控技术面临许多新的挑战。在高比例分布式可再生能源交直流混合配电网(HR-HDN)运行调控技术发展需求分析的基础上,提炼出HR-HDN运行调控技术的3个科学问题,并以多类型可控设备协同、源-网-荷-储高度互动化和市场化需求为研究主线,从稳定控制、故障主动防御与恢复、电力市场机制辅助调控以及“平台+数据”数字化集成调控4个方面,提出了HR-HDN的运行调控技术框架。最后,对HR-HDN运行调控关键技术的未来发展进行了展望。

可再生能源用地趋势及面临问题对策研究

为实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和双碳目标,大力发展可再生能源已经成为全球能源转型和应对气候变化的重大战略方向和一致宏大行动。土地资源是实施可再生能源基础设施建设的基本保障因素之一,为利于推进可再生能源发展,有必要对可再生能源用地趋势进行预测,对未来用地可能面临的问题进行分析,并提出应对措施。

可再生能源综合系统现状与未来发展趋势研究

通过分析中国能源结构现状与能源转型面临的主要挑战,结合未来能源需求,研究适合中国国情的低碳、低成本的能源转型现实路径,提出以可再生能源为主体、多能源互补、“冷热电”联供、集“源网荷”于一体的新型能源系统解决方案——可再生能源综合系统;然后对可再生能源综合系统的现状与关键技术进行了研究,并分析了其未来发展趋势。研究结果表明:围绕用户侧构建分层次、分场景的以可再生能源为主体的集“冷热电”“源网荷”于一体的新型能源系统,是中国实现能源转型的系统解决方案。