低碳技术国际转移的双重博弈研究

为探求《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)下促进低碳技术国际转移的机制,本文运用博弈论方法,构建了一个双重博弈模型框架,分别从企业层面和国家层面的角度建立相应的博弈模型,并将二者结合起来,分析相应的均衡及其政策含义。研究表明,国家在低碳技术国际转移中起着关键作用,存在广阔的政策空间;在巴厘路线图谈判中,国际社会应该积极推进气候变化领域《技术合作议定书》的建立,提出《公约》下对发达国家的可测量、可报告、可核实的技术转移义务,规定发达国家必须通过技术转移在发展中国家实现量化的减排;《公约》下应该建立单独的技术转移资金机制,设立专门的技术转移基金,发达国家通过任务分担(辅之以赠款)提供资金,鼓励和资助技术转移;对于转移难度太大或者涉及核心竞争力的低碳技术,发展中国家(企业)必须加强自主研发。

中国终端能源的全生命周期化石能耗及碳强度分析

利用全生命周期分析方法,计算中国主要9种终端能源的化石能耗及温室气体排放强度(碳强度),涵盖原料制取、运输、燃料制取和运输四个阶段,包含煤炭、石油和天然气3种化石能耗分析。结果表明电力碳强度最高,石油基、天然气基和煤基燃料碳强度依次升高;低采收率、高CH4泄露水平和低生产转化率是碳强度高的主要原因。

双碳目标下建立碳排放总量控制制度的思考与展望

中国在碳达峰碳中和的“1+N”政策体系中提出要将能耗双控过渡到碳排放双控,建立碳排放总量控制制度。已有研究大多关注目标制定、碳排放分配的方法学,或以制度体系设计为对象进行分析,缺乏对分解模式、不同责任主体协同、责任主体与排放源匹配等制度关键问题的讨论。文中从制度实施角度着眼,梳理国内外控制碳排放的相关制度实践,提出构建碳排放总量控制制度的“目标分解→出台政策→实施行动→评估调整”全流程管理和要素,并提出各个环节的具体建议:(1)目标分解采用“区域和行业分解相结合”的模式,将发电等纳入碳市场行业的重点排放单位按行业分解和管控,其他排放源(包括一般排放企业、建筑、交通等)按区域分解和管控;(2)政策工具要匹配责任主体的管理模式和排放源的减排重点,发挥不同责任主体间的协同作用,避免重复管理;(3)要建设相应的数据核算和支撑体系,并形成评估反馈和调整机制。

电力系统关键技术进步与低碳转型的协同优化

技术的进步对于电力系统低碳转型具有重要的支撑作用,同时,技术的发展也应以实现系统低碳转型为目标,特别是在长期时间尺度上,二者相互影响更加显著。中国提出在2060年前实现全社会碳中和目标,电力系统将逐渐实现低碳甚至零碳排放。清洁能源发电、特高压输电、储能等关键技术的发展水平,成为电力系统转型是否经济可行的重要因素。电力系统关键技术也要以实现碳中和为目标加快发展。为量化评估电力系统关键技术进步与低碳转型经济可行性的耦合与匹配关系,提出了二者协同优化的框架和方法。将技术成熟度和经济性与电力系统扩展规划模型相结合,并以中国2060年远期电力规划为案例,研究不同技术发展场景下电力系统清洁低碳转型的经济可行性,分析了不同技术对全系统综合单位电量成本下降的贡献。

世界气候变化的挑战与中国低碳发展对策

低碳,在今天是使用频率极高一个词,但在两年前,除了业内人士,绝大部分国人都不甚了解。自哥本哈根世界气候大会以来,国际社会对碳排放提出了更高的要求,因为越来越多的事实表明,二氧化碳的排放量,已成为直接影响人类社会发展的主要羁绊之一。由于近些年经济的飞速发展,我国的能源消耗大幅度增长,这引起了国际社会的高度关注。在这儿,我们刊载两篇世博"环境变化与城市责任"论坛上的发言,从专家角度和政府层面来审视我国对低碳生活的诠释和发展对策。

全球能源经济可计算一般均衡模型研究综述

全球能源经济可计算一般均衡(Computable General Equilibrium Model,CGE)模型是研究低碳政策对能源经济系统影响的主要工具,在国际低碳经济研究领域具有重要作用。全球能源经济CGE模型发展起始于20世纪70年代,经过数十年的拓展已经形成了一批发展成熟且应用广泛的模型平台。我国能源经济CGE模型研究开始于20世纪90年代,研究领域主要聚焦在中国本土与国内区域,而在全球尺度上的模型研究尚处于起步阶段。伴随我国在全球气候治理当中的重要性凸显,中国能源环境问题的研究需要具有国际视野。本文对当前全球能源经济CGE模型的研究现状进行分析,对全球CGE模型的主要作用与特点做出评价,并对典型模型进行比较,在介绍了模型优缺点的基础上对全球能源经济CGE模型的发展趋势与关键问题进行讨论,并对中国未来发展全球模型给出具体建议。全球能源经济CGE模型政策评估的主要优点是评估基于坚实的理论基础,可以根据相关理论判断模型结果是否合理并对政策的作用机制与影响结果做出基于经济规律的解释;以及能源与经济系统整体协调一致的相互作用机制。能源经济CGE模型主要争议性问题包括结果依赖大量参数且参数取值不稳健,以及模型假设过于理想且技术表达抽象。当前能源经济CGE模型研究的关键问题与主要趋向包括:关键参数的实证研究与准确校核、经济系统异质化与细节化描述、技术细节表述与内生化变革以及非理想与不均衡市场条件建模。建议中国开发全球模型应充分借鉴全球先进模型开发的基础与经验,在当前全球模型主流框架下重点研究发展中国家在非理想与不均衡市场环境下经济行为表述的改进,同时注重模型基础数据的整理与重要参数的校核。

2℃/1.5℃温控目标下生物质能结合碳捕集与封存技术(BECCS)

工业化以来,全球气候变暖对自然和人类系统的影响日益显著。《巴黎协定》提出将全球升温限制在2℃以内,并努力将全球升温控制在1.5℃内,以避免气候变化造成更严重的影响。生物质能碳捕集与封存技术是未来有望将全球升温稳定在低水平的关键技术。梳理了实现温升目标2℃/1.5℃下BECCS可能贡献的最新研究进展,对BECCS发展的四个重要不确定因素即资源不确定性、技术不确定性、经济影响不确定性以及社会和生态影响不确定性进行了分析。在此基础上初步分析了BECCS在未来电力能源系统中的可能作用,并对中国研究和发展BECCS提出了政策建议。

中国电力系统碳达峰·碳中和转型路径优化与影响因素分析

电力系统实现“碳达峰·碳中和”是中国全社会实现“双碳”目标的关键环节,低碳转型过程将深刻影响电力系统的形态结构。首先,以规划总成本为优化目标构建电力系统源网扩展规划模型,考虑可再生能源地区自然资源禀赋和电力系统运行安全约束,对中国电力系统2020年至2060年“碳达峰·碳中和”转型路径进行规划优化。然后,对中国电力系统2060年实现碳中和场景下的电源结构、跨省电力交换需求转型结果及规划成本进行分析,同时针对碳减排目标与达峰时间影响因素设置多种场景进行对比研究,并对电池储能投资成本进行灵敏度分析。研究发现中国电力系统“碳达峰·碳中和”转型路径的关键是构建高比例清洁电源供应体系,通过各类型电源定位互补实现电源结构低碳转型,储能将承担为系统提供电力余缺调节、惯量支撑及各类辅助服务的任务。新型电力系统需要大容量跨省输电网络为电力供应提供支撑,承担风光电力向负荷中心送电任务,呈现更大规模“西电东送、北电南送”格局。碳达峰时间及减排路径需要综合统筹经济、社会、环境、技术等各方面因素以平衡经济性和碳减排进程。

双碳目标下我国新型电力系统的构建与演变研究

构建新型电力系统,对于实现碳达峰、碳中和目标至关重要,而对新型电力系统构建路径及其演变的探索则是重中之重。该文从我国电力系统的互联格局出发,聚焦构建新型电力系统面临的供应安全、平衡调节、供电成本等系统性问题和挑战,采用计及多种灵活性约束和基于时序模拟的广域电力系统源-网-储协同规划方法,以系统总成本最低为目标,兼顾源-网-储可规划容量、新能源发电量占比及源-网-储各种设备时序运行特性等条件约束,结合已有研究规划,系统性分析了2025、2030、2050及2060年中国7大区域互联电力系统风电、光伏新能源和新型储能装机容量,并在此基础上,分析了不同水平年全国互联系统新能源装机及占比、新能源发电量及占比、不同时间尺度储能装机及占比、新能源利用率、供电成本、同步机出力占比和碳排放等技术经济指标,并总结了其发展演变趋势,为构建新型电力系统提供技术和决策参考,有力支撑了我国实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的战略目标。

支撑碳中和目标的电力系统源-网-储灵活性资源优化规划

2020年9月,中国提出将努力争取2060年前实现碳中和。大力发展风电、光伏高比例并网的新能源电力系统,是实现碳中和目标的重要途径。由于新能源发电具有波动性和随机性,因此需要提升系统灵活性以保障高比例新能源电力系统的安全、可靠和经济运行。以实现2060年碳中和目标为边界,采用内嵌全年8 760 h全景时序生产模拟的电力规划模型与方法,考虑各类灵活性资源约束,从不同时间和空间尺度统筹优化新能源电源、储能及电网互联容量,为实现碳中和目标提供可行方案。在此基础上,开展系统弃电率、新能源电源装机、储能配置及电网互联容量灵敏度分析,进一步论证模型方法的有效性,并量化分析高比例新能源电力系统源-网-储协同规划的效益。

基于时序运行模拟的新能源配置储能替代火电规划模型

随着风电、光伏自身成本不断下降,经济性上逐步具有替代火电的条件,同时,随着风电、光伏替代火电规模的增加,系统需要引入储能来应对系统不断增强的净负荷波动。为更加科学地量化评估新能源配置储能替代火电的经济性和规模,首先建立计及电力系统灵活性需求、基于精细化时序曲线运行模拟的电源和储能联合优化规划模型,以系统总成本最低为优化目标,考虑投资决策约束和运行约束,统筹优化不同成本情景下的电源和储能容量,提出新能源配置储能替代火电的经济性分析流程。其次,基于以上模型方法,优化计算某区域电网高、中、低3种成本情景下的电源和储能容量,并分析不同成本情景下新能源配置储能替代火电的演变过程。最后,提出新能源配置储能不同程度替代火电的条件。

提升新能源渗透率的风光火联合直流外送方法

特高压直流风光火联合外送中,风电、光伏出力具有一定的不确定性,需配备足量火电平抑其波动。以提高联合外送新能源占比、降低火电出力为目标,建立风光火联合直流外送经济调度模型,在保证直流安全运行的原则下,分析风电、光伏爬坡特性,优化配置其配套的最小火电机组容量。采用CPLEX求解所提出的特高压直流送端系统日前经济调度模型与火电容量优化配置模型,在春分、夏至、秋分、冬至4个典型日内,所提出的优化运行方式与传统直流定功率运行方式相比,风电、光伏利用率分别提高13.37%、6.16%、4.97%、17.85%,直流外送功率中火电机组出力占比分别降低12.67%、2.29%、2.09%、14.24%,总经济成本分别降低12.1万元、8.9万元、6.3万元、15.9万元。计算结果表明,所提出的风光火联合外送运行方式可有效提高新能源出力占比,降低送端电网的经济成本。

新型电力系统的六要素分析

面向碳中和目标,能源电力系统的安全高效、绿色低碳转型及数字化智能化技术创新已成为全球发展趋势及我国能源科技创新的关键抓手。该文从国家宏观战略层面探讨了能源革命对建设新型电力系统的要求,阐述了新型电力系统的变革历程,从化石能源为主导的传统电力系统,到高比例新能源和高比例电力电子为主要特征的“双高”电力系统,再到新能源为主体的新型电力系统,分析了演化过程中不同阶段电力系统的关键要素。在此基础上,总结凝练了新型电力系统的六大关键要素“源网荷储碳数”,阐述了六要素之间的耦合关系。最后,聚焦“碳”与“数”2个新兴的关键要素,分别从低碳化与数字化2个视角对建设新型电力系统的关键技术进行了探析与展望。

考虑储能装置寿命的电网侧规模化电化学储能规划与评估方法

在“双碳”目标提出的背景下,新能源机组在电力系统中的并网规模逐步增加;而随着社会经济的持续快速发展,负荷类型日趋多样化,负荷需求不断提高,这就导致电力系统中源荷两端出力与用能的不确定性与不匹配性特征愈发明显,系统对灵活性调节资源的需求不断提高。储能技术是提升电网灵活性、优化新能源并网友好性的重要手段。提出一种考虑充放电寿命的电化学储能规划配置与运行模拟模型,以及基于精细化生产运行模拟的规划方案评估方法,为新型电力系统中受端电网的储能布局与配置提供了理论支撑。算例表明:加入储能后,可以降低系统运行成本与温室气体排放,显著提升系统可靠性与新能源消纳能力。

全球低碳经济潮流与中国的响应对策

基于对目前全球面临的经济危机和气候变化危机及其共同根源的分析,作者认为低碳经济成为破解这一双重危机的必然选择,协调经济发展与保护全球气候推动全球形成低碳经济发展潮流。全球低碳经济潮流在近期表现为绿色复苏,从长期而言,将推动新的全球竞争格局,具体表现为激烈的国际政治、经济、技术、贸易、金融竞争。全球低碳经济潮流对中国的影响不容忽视,它既是对中国现状的挑战,也是中国未来的发展机遇。通过对中国、美国、欧盟与日本的低碳经济进行比较研究,作者提出中国应走有中国特色的低碳发展道路,并分别从国家、企业与社会公众层面提出了中国应对全球低碳经济潮流的发展对策。

低碳发展是我国应对经济危机与气候危机的必然选择

目前全球面临着经济危机冲击，2009年上半年全球主要经济体国家都出现了连续两个季度以上的衰退；另一方面，气候变化危机的形势更为严峻，全球减缓温室气体排放的形势日益紧迫。为进一步推动全球密切合作，联合国环境署第二十五届理事会上郑重地提出了“全球绿色新政”的倡议，倡导各国将全球变暖问题和经济不景气问题合并解决，推出促进包含气候变化的公共投资和财政刺激政策。

国际生物质能可持续发展政策及对中国的启示

伴随着生物质能的快速发展,生物质能产业可持续性问题在全球范围内也日益引起高度重视。该文概述了国际上主要的生物质能可持续政策和标准,着重对其准则和指标进行了系统梳理,并就温室气体排放这一核心指标及不确定性加以分析。阐述了生物质能可持续准则和指标对生物质能产业政策的支持作用,并在此基础上提出了政策建议。中国应在《可再生能源法》和《生物质能发展规划》中明确提出可持续性要求,生物质能产业政策应与可持续性要求挂钩,可持续准则和指标的选取应兼具科学性和可操作性,应明确(greenhouse gas,GHG)排放核算方法学,并对最低排放要求的设置进行充分论证,同时,优先在航空生物燃料等领域构建生物质能可持续标准。

全球应对气候变化进程及其对我国的影响

2007年联合国政府间气候变化专业委员会（IPCC）发布的气候变化第四次评估报告显示，自工业革命以来，地球表面平均温度已上升0．74℃，到21世纪末还将上升1．1-6．4℃。并且基本确认，近50年以来全球气候变暖主要是人为活动的温室气体排放引起的。全球气候变化对自然生态系统和经济社会发展已带来了可识别的显著影响。未来还将进一步扩大和增强。

发展低碳经济,关键在于低碳技术创新

中国在资源、环境瓶颈下，沿袭西方现代化道路，前景暗淡；发展低碳经济，是由大变强的必然选择。市场容量大，创新能力和企业转型能力比较强，是中国的优势。集优势全力争取率先突破低碳技术，中国必有远大的未来，不仅仅是在国际竞争中占据有利形势。

中国绿色发展与低碳城市建设

中国面临的资源困境和减排压力,迫使我们在可持续发展的框架下积极应对全球气候变化,走新型工业化道路,建设低碳城市。为此,我们需要大幅度降低GDP的能源强度和二氧化碳强度,转变发展方式,建设以低碳排放为特征的产业体系,低碳的交通体系,低碳建筑模式和低碳社会的消费模式,同时加强技术创新,发展低碳新兴产业。最终处理好近期与长远、局部与全局的关系,走中国特色低碳发展之路。