在应对全球气候变化的大背景下,绿色低碳发展已经成为世界主流趋势。中国政府积极主动作为、履行国际义务,提出“双碳”目标,即二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。“双碳”目标对能源行业的低碳转型提出明确要求,对于作为能源领域重要组成部分的电力工程而言,如何推进其绿色低碳发展,是新时期我国能源转型和高质量发展的必答题。在电力工程绿色低碳发展过程中,需要妥善处理和平衡以下三对矛盾关系:经济效应与环境保护、技术创新与标准化、短期目标和长期战略。
■■ 电力工程绿色低碳发展的趋势与特征
随着全球应对气候变化以及能源转型的推进,电力工程呈现出明显的绿色低碳发展趋势,全球可再生能源装机容量持续增长。据相关数据,预计到2030年,可再生能源将占全球电力供应的40%以上。近年来,我国“双碳”目标的提出为电力工程绿色低碳发展指明方向。
电力工程绿色低碳发展是一种综合考虑经济效益、社会效益与生态效益的现代化发展模式,其关键在于通过科技创新与制度改革,促进电力行业的清洁化、高效化与智能化转变。电力工程绿色低碳发展强调在保证电力安全稳定供应的基础上,最大程度减少对自然资源的依赖和对环境的影响,推动能源结构向低碳、零碳方向演进。根据国际可再生能源署的数据,2020年,全球可再生能源发电量首次超过煤炭。这表明,全球电力工程绿色转型已步入快车道。
当前,电力工程绿色低碳发展的主要特征体现在以下几个方面:一是清洁能源占比持续攀升。据国家能源局统计,截至2023年初,我国清洁能源装机容量已达11.8亿千瓦,占全部电力装机的52.4%,较五年前提升了近10个百分点,彰显出我国电力结构的深度变革。二是智能电网与数字技术深度融合,显著提升了电力系统的灵活性与韧性。《“十四五”现代能源体系规划》提出,加快推进智能电网建设,增强新能源消纳能力,到2025年,力争非化石能源消费比重达到20%左右。同时,政策法规不断完善,为电力工程绿色低碳发展提供坚实的制度保障。《中华人民共和国能源法(草案)》明确提出,国家鼓励和支持开发利用清洁能源和可再生能源,加强能源科技创新,促进能源高质量发展。三是公众参与度不断提升、市场机制作用不断增强,绿色金融、碳交易市场等工具逐步成熟,为电力工程绿色化提供多元化的资金支持和激励机制。
■■ 电力工程绿色低碳发展的三对关系
一是经济效益与环境保护的关系。随着全球对气候变化的关注以及能源需求的增长,电力工程面临着既要满足经济发展的电力需求,又要实现绿色低碳发展的双重任务,这就产生了经济效益与环境保护之间的矛盾。
一方面,从经济效益角度看,传统电力工程建设模式短期内或能满足电力供应并带来收益,例如建设火电厂可快速供电,但长期来看,其碳排放对环境危害较大。根据中国电力行业年度发展报告,2023年全国单位火电发电量二氧化碳排放约821克/千瓦时。另一方面,环境保护要求电力工程采用清洁能源、低碳技术等,如“双碳”目标要求电力工程低碳转型,这在短期内可能增加成本,影响经济效益,例如一些可再生能源项目初期投资大、回报周期长。然而,电力工程绿色低碳发展的经济效益与环境保护实则是辩证统一的关系。长期来看,绿色低碳发展可减少环境损害成本、提高能源利用效率、促进相关绿色产业发展,带来新的经济增长点,实现可持续的经济效益与环境保护的双赢。
二是技术创新与标准化的关系。在电力工程绿色低碳发展过程中,技术创新与标准化之间产生矛盾有多方面原因。一方面,绿色低碳发展要求不断涌现新的技术以应对环境和能源挑战;另一方面,标准化是确保工程质量、安全以及行业规范运行的必要手段。
从技术创新角度看,新的能源储存技术、智能电网技术等在不断发展。例如,新型储能技术能更好地平衡可再生能源的间歇性,但技术处于不断发展完善阶段,尚未形成统一标准。据相关数据,目前市场上多种储能技术的性能指标和安全规范差异较大。从标准化角度看,已有的标准难以完全适应新技术。我国虽发布了《绿色建造技术导则(试行)》等一系列政策文件,但这些标准在面对快速发展的技术创新时,存在更新不及时的情况。这导致在电力工程中,企业应用新技术时可能面临无标准可依的困境,影响工程进度和质量。同时,过度强调标准化可能抑制技术创新的积极性,而过于追求技术创新又可能导致缺乏规范,增加风险。因此,电力工程绿色低碳发展需妥善处理好技术创新与标准化的矛盾。
三是短期目标与长期战略的关系。由于在短期内仍具有成本和供应稳定性优势,传统能源发电的技术成熟且成本相对较低,能快速满足当前电力需求。据统计,煤炭发电在我国电力结构中仍占相当大的比例。而绿色低碳转型涉及可再生能源开发和智能电网建设等,是长期且需要持续投入的过程。因此,在电力工程绿色低碳发展中,短期目标与长期战略之间存在矛盾。
具体来看,一方面,短期经济效益可能与长期战略不符。例如,一些地区为追求短期GDP增长,可能倾向于建设传统火电厂,因为其建设周期短,能快速带动相关产业发展。然而,从长期战略看,这会增加碳排放,不符合“双碳”目标要求,不利于长期的绿色低碳转型。另一方面,短期的电力供应稳定需求可能影响长期的能源结构调整。在电力供应紧张时,为保障稳定供电,可能会优先选择传统能源发电方式,而延缓可再生能源发展。但长期而言,只有加快发展可再生能源、优化能源结构,才能实现电力工程绿色低碳可持续发展。因此,需平衡好短期目标与长期战略的关系,推动电力工程绿色低碳发展。
■■ 电力工程绿色低碳发展的应对策略
一要平衡经济效益与生态保护。首先,政策激励与约束并重。政府应出台系列政策,如对采用绿色低碳技术的电力工程给予财政补贴、税收优惠,激励企业积极投入环保建设,同时对污染环境的行为加大处罚力度。例如,对环保达标的电网项目给予专项资金支持,对违规排放的企业进行高额罚款。其次,技术创新推动协同发展。加大对绿色低碳技术的研发投入,如储能技术、智能电网技术等。通过技术创新提高能源利用效率,降低成本,实现经济效益与环境保护双赢。以储能技术为例,该技术能有效解决可再生能源的间歇性问题,提高电网稳定性,减少能源浪费,既环保又经济。再次,强化环境管理与监督。建立健全环境监测和评估体系,对电力工程建设和运营全过程进行严格监管。在项目规划阶段,充分考虑环境影响因素,合理选址和布局。同时,加强对施工过程的环保措施监督,确保减少对环境的破坏,保障项目的可持续发展。
二要融合创新技术与标准制定。首先,加强政策引导与协调。政府应制定相关政策鼓励技术创新,并推动创新成果向标准转化。例如,对积极参与标准制定的企业给予奖励,同时设立专项基金支持关键技术研发,促进创新与标准化协同发展。其次,建立灵活的标准更新机制。随着技术快速发展,标准应及时更新。可成立专家委员会定期评估现有标准,根据技术创新成果及时修订或新增标准。比如,智能电网技术出现后,及时更新电网接入标准,确保新技术合理应用。最后,强化企业主体责任与合作。电力企业应加大研发投入,积极参与技术创新和标准制定。同时,加强企业间合作,共享技术资源和经验。例如,多家企业联合开展储能技术研发,共同制定相关技术标准,提高行业整体技术水平和标准化程度。
三要协调短期收益与长期愿景。首先,强化政策引导与统筹。政府应制定清晰的政策框架,明确短期目标与长期战略的衔接路径。例如,在补贴政策上,既要支持短期的节能技术应用,又要引导长期的可再生能源发展。同时,建立动态评估机制,根据发展情况及时调整政策,确保政策的连贯性和有效性。其次,优化投资决策与资源配置。电力企业在投资决策时,要综合考虑短期经济效益和长期战略价值。对于短期项目,注重成本控制和快速收益;对于长期战略项目,如储能设施建设和智能电网升级,要合理安排资金和资源,确保长期可持续发展,可通过长期投资规划,逐步增加对可再生能源接入和智能电网技术研发的投入。再次,加强技术研发与储备。持续投入研发资源,开发既能满足短期需求又符合长期战略的技术。短期内,提高现有电力设备的能效;长期来看,研发高效储能、智能电网控制等关键技术。例如,加大对新型储能技术的研发力度,为未来电力工程的低碳化发展提供技术支撑,实现短期目标与长期战略的协同推进。
(作者均供职于南方电网能源发展研究院有限责任公司)