随着全球气候变化问题日益严峻,低碳发展已成为国际社会共同关注的重点。特别是在能源领域,加快能源结构的绿色低碳转型成为缓解全球气候变化的关键。本文旨在深入探讨广州在构建新型电力系统方面的低碳发展路径、商业模式与政策措施,分析其在推动低碳经济转型中的作用和影响。广州作为中国重要的经济和科技创新中心,其在新型电力系统建设上的探索和实践,不仅对实现自身的可持续发展目标具有重要意义,也对全国乃至全球的低碳发展提供了宝贵经验。
一、国内外低碳发展的现状与趋势
近年来,全球多个国家和城市相继提出实现“碳中和”的目标。例如,哥本哈根计划到2025年实现碳中和,采取了包括能源改造、绿色交通、节能建筑等在内的多项减排措施。在习近平总书记“CO2排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的目标指引下,中国也开展了多个低碳省市试点,其中北京提出“两步走”战略,目标是到2035年碳排放达峰后持续下降,进而建成近零碳排放城市。
二、广州新型电力系统的建设目标与思路
首先,强化新能源消纳能力并打造坚强的电网基础。构建远距离跨区域的主网并打造柔性配网,同时应用人工智能、区块链、数字孪生等先进技术来增强电网硬件的承载力。其次,打造电氢融合形态。突破电氢耦合核心技术,构建综合能源生产单元(IEPU),探索氢储能和新型储能的创新应用,从而提升电网弹性,服务新能源消纳以及电网的安全稳定。探索氢能源在工业、交通、建筑领域的清洁燃料替代,从而实现电力供应服务向零碳综合能源服务的全面拓展。第三个,促进综合能效的提升。重点在服务绿色能源消费方式的转变,在工业、交通、建筑、农业等领域加快推动“新电气化”进程。此外,构建虚拟电厂平台,挖掘和聚合灵活资源,全力服务双碳目标,助力能源消费方式的变革,并推动绿色低碳生活方式的形成。第四,强化数字赋能。加快数字电网和数字化转型的建设,打造承载新型电力系统的最佳形态,实现对电网的全面控制。深化5G+电网应用,建设云边融合的调控体系,打造电网“最强大脑”。凸显平台型企业的价值,强化电网作为资源优化配置枢纽平台的能力与作用,融入“数字中国”大环境,服务城市能源系统效率的整体提升,并着眼于未来构建零碳能源系统。
三、广州新型电力系统发展路径
(一)2025年发展目标与策略
到2025年,广州近期着力建立国际领先的低碳电网,展示新型电力系统的基本特征。这一阶段,核心措施涵盖区域样板建设与技术突破,特别是在南沙、从化和琶洲等示范区,着重电氢耦合技术的发展,如规模化电解制氢和固体储氢技术。强化电网架构,提升供电可靠性与减少综合线损,确保电网运行达到国际先进水平。推进新电气化在工业、交通和建筑等领域的应用,实现以电替油,建立以数字电网为核心的碳计量基础设施,形成电碳生态系统服务平台,从而提升电网运营能力。
(二)2030年发展目标与策略
到2030年,广州中期目标是全面建成国际领先的低碳电网,基本完成新型电力系统的构建。建设一个安全、可靠、绿色、高效、智能的现代化电网,实现全市范围内新型电力系统的普及。部署一系列电氢协同的低碳能源枢纽中心,支持绿色低碳的用能形式,实现清洁燃料替代和多能互补。电网运营能力将得到显著提升,电网柔性互联和有源配电网的发展将进一步加强。建立全面覆盖的电碳监测计量体系,区域电力行业的碳排放将在达峰后稳步降低,优化全社会碳减排资源配置。
(三)2060年发展目标与策略
到2060年,广州远期目标是全面建成国际领先的零碳电网,全面支持国家碳中和目标。广州将构建零碳电力供应体系,包括区域外海上风电、安全核电等,电氢协同将构建能源消费终端的零碳生态。交直流混联大电网、有源配电网和微电网等多层级电网形态逐渐成熟。深度应用人工智能、区块链、数字孪生等先进技术,实现数字电网调控技术的广泛应用。 “新电气化”将在工业、建筑、交通等领域向纵深发展,需求响应、虚拟电厂、车网互动等多元化负荷互动将成为普遍范式,共同推动工业、交通、建筑、居民生活等领域全面实现绿色能源消费。
四、广州新型电力系统的商业模式和政策
为实现低碳发展路径,在商业模式方面广州新型电力系统重点提出需求侧响应/虚拟电厂市场商业模式、“新能源+储能”商业模式、城市能源大数据与碳管理监测平台统一运营商业模式、城市碳管理与监测体系与供电服务监管的融合商业模式和综合能源投资运营等商业模式。广州新型电力系统涉及电力供应、能源效率咨询、节能改造、可再生能源以及碳减排项目的开发和管理。此外,推广绿色金融,完善电力市场和碳市场机制,促进低碳技术的投资和应用。对内推动管理提升,对外加强政企产业合作,推动低碳政策和新能源配套储能等政策的出台,促进交通、建筑、工业等领域低碳技术的发展,打造各行业参与、各领域协同的低碳产业发展“产业生态圈”,全面服务广东省“碳达峰、碳中和”目标的实现。
在政策层面,广州市政府制定了一系列支持性政策,,包括为新能源项目和技术创新提供财政补贴和税收优惠,建立监管框架和行业标准等。此外,政府促进了部门协调以及政企合作,共同推动低碳发展和技术创新。国际合作方面,通过与国际组织和其他城市的合作,广州提供最佳实践经验,共同应对全球气候变化挑战。
五、结语
本研究深入分析了广州新型电力系统在低碳发展路径、商业模式与政策措施方面的创新与挑战。通过对2025年、2030年和2060年的目标策略的具体阐述,本文绘制了广州新型电力系统近中远期的发展图景,以及其对全球低碳发展的潜在贡献。广州实践不仅对中国其他城市的低碳转型具有重要的启示作用,未来,广州有望成为全球绿色低碳发展和智慧城市建设的典范。
【参考文献】
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[3] 赵竟,邢政,黄保乐,等.发电企业综合能源服务创新商业模式及发展策略研究[J].华电技术, 2022(003):044.
作者简介:许苑(1984年—),女,汉族,福建福州人,广东电网有限责任公司广州供电局,硕士研究生,高级工程师,研究方向:电网规划、智能电网规划、新型电力系统规划建设。
*通信作者:张绚(1984年—),女,汉族,清华大学能源互联网创新研究院,博士,副研究员,研究方向:能源环境技术政策,碳达峰碳中和管理。
[基金项目] 广东电网有限公司科技项目:广州超大型城市新型电力系统顶层设计专项规划(课题编号:0301002022030301GH00062)