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华电研究院:做好质量安全把关,助力能源电力行业向低碳加速转型

当今世界面临的环境挑战日益严峻,电力系统则承载着能源转型的历史使命。

我国“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”目标的提出,既为我国应对气候变化、加快能源转型提供了方向指引,同时也给实现能源转型的主体带来了诸多机遇和挑战。

当前,我国能源消费产生的二氧化碳排放占二氧化碳总排放量约85%、占全部温室气体排放约70%,能源系统对实现碳排放目标起到决定性作用。

在能源碳排放中,电力系统排放约占四成,电力是能源系统碳减排的主力。未来,电力在能源系统碳减排中的作用越来越突出,一方面通过电能替代方式减少终端用能部门的直接碳排放,另一方面以自身加速减排的方式推动能源碳排放的大幅降低。

而随着能源转型的进程加快推进,供给侧新能源发电的比例将大幅增加,同时也为电力系统带来了巨大的转型挑战,需要让电力系统的转型更加安全、灵活,从而更好应对新旧能源体系的融合。

作为国网浙江省电力有限公司直属子公司、国家电力器材产品安全性能质量检验检测中心,浙江华电器材检测研究院有限公司(以下简称“华电研究院”)便担当了为浙江省电力公司把好设备质量关的“安全员”角色,通过承担电力行业设备和器材的质量检测测试、电力物资质量检测等技术支撑工作,不断助力能源电力绿色低碳转型;同时也致力于前沿检测技术设施、装置及技术标准化等研究工作。

据悉,该公司为国家级高新技术企业,近年来连续获评浙江省新型研发机构、浙江省高新技术企业研发中心、国家“专精特新”小巨人企业,2022年入选国务院国资委“科改示范企业”,目前与阿里云能耗宝团队在绿色供应链、信息化平台服务、企业ESG评级等方面深化合作。

01 能源电力行业切换新旧发展模式需要技术支撑

“双碳”目标背景下 ,传统高碳发展模式难以为继,绿色清洁低碳转型已势不可挡。

尤其是对于用户侧的诸多重资产型企业,如钢铁、水泥、电解铝等传统工业及交通行业而言,它们脱碳会比电力企业更困难。

有数据显示,在我国碳排放总量中,钢铁行业占比约15%,水泥行业占比约14%,电解铝行业占比约5%,交通行业占比约9%。在“双碳”目标压力下,这些行业开始在关键技术上力求突破与创新,以减少各个环节的碳排放量。

其中,钢铁行业通过突破电炉炼钢、氢气还原铁、生物质还原铁、电解法炼钢等新技术,彻底改变了传统炼钢炼铁方式,配合碳捕集大幅降低碳排放量。水泥行业需通过零碳能源供热、矿物代替石灰石等技术进行深度脱碳。电解铝行业可积极推进零碳电力、惰性阳极技术,进一步降低二氧化碳排放。交通行业需大力发展电动汽车、氢燃料电池汽车,通过以电代油、以氢代油加速脱碳进程。

工业和交通等行业的脱碳困境,也对能源电力企业提出了更高的要求。在政策支持、技术变革以及需求的推动下,随着未来用电端的场景更加多元化,能源电力企业也将从“重资产、轻服务”的旧模式,转型为将自身的发展融入到为用户提供更好的绿色低碳电能服务。

总体来看,在我国能源电力领域发生的新旧模式变革具有“三替代”、“两市场”的特点,“三替代”即新能源发电逐渐替代传统能源发电、分布式发电逐步替代集中式发电、终端能源电能替代传统用能;“两市场”为电力交易市场和碳交易市场,这两个市场正在逐渐扩容。

也即是说,能源电力企业不仅要成为清洁低碳能源供应商,为社会提供绿色能源,更要加强低碳技术和系统集成研发,成为先进能源技术开发商和能源生态系统集成商,为上下游企业提供低碳能源技术和全套低碳能源解决方案,以此作为能源服务产业链的延伸,打造现代绿色能源体系,同时塑造能源企业绿色低碳的社会形象和未来能源服务市场的核心竞争力。

技术是支撑能源电力企业完成这一系列转变的核心动能,而相关技术服务同样不可或缺。作为阿里云低碳科技加速器企业,近年来,华电研究院致力于前沿检测技术设施、装置及技术标准化等研究工作。“双碳”目标提出后,该公司组建了一个电力技术中心,构建以电网为中心的低碳生态圈,从看碳、减碳、用碳几方面开展技术革新,为电力企业提供一系列技术服务:

看碳方面,华电研究院研制出了高精度的气体特征组分检测仪,还能提供新型电力系统设备级和系统级能效检测服务,企业能效总账服务,配电网碳流计算与分析服务,能效检测标准开发等。

减碳方面,华电研究院开展绿色低碳材料应用研究,节能电力产品开发,六氟化硫废气无害化分解处理与回收,低碳检测设备研发及实验室建设等业务。

用碳方面,华电研究院主要研究绿色供应链技术和绿色低碳电网发展,提供绿色技术产品企业认证服务,碳足迹认证、碳排放规划、碳资产管理咨询(CCER项目开发、减排项目设计、配额管理等)。

据悉,华电研究院拥有CAL、CMA、CNAS等多项法定国家级资质,并设有1个ISO工作组、1个IEC工作组、1个能源行业标委会秘书处,1个国家产品质检中心、3个省部级实验室、1支省级领军型创新团队,同时也是CQC委托检测实验室和国际认证机构实验室。

02 数字化技术加速能源行业绿色低碳转型

以光伏和风电为代表的新能源,其特点是能量密度较低,呈现离散式分布,因此不难判断,未来我国要构建以新能源为主体的新型电力系统,其设备架构、运行逻辑以及相应的配套机制都将发生颠覆性的变化。

“实际上,我们能源行业永远存在一个‘能源不等三角形’,即能源的清洁、安全和经济,不可能同时达到最优或者同时拥有最优解。”华电研究院正高级工程师应光耀表示,我国能源电力低碳转型是一个庞大而系统的问题,国家顶层设计主要围绕能源的安全稳定、清洁低碳、经济可行这三个方面进行部署,从而实现能源的立体利用、循环利用、综合利用,全方位提高用能效能。

这是业内通用一个解决方案。

从技术路线方面具体展开来看,存在四个解决问题的维度。一是开展对碳达峰的系统性研究,二是高标准谋划政策体系,三是推动重点领域绿色低碳转型,推行绿色低碳生活,四是加强数字化应用。

当发电侧上游大型重资产产业的业务进入到下游需求侧,将面临碎片化、更快速、与电力消费者连接更紧密的挑战,需要人工智能、大数据、云计算等技术支撑。数字化技术可以提供资产全生命周期管理、智慧运营、出力预测、碳管理以及能源交易等方面的解决方案,提高发电量和收益。

能源转型领域的数字化应用包括一系列的双碳数字平台应用架构、碳账户节能降碳一账本探统计核算、碳账户金融、碳普惠等等,同时还要推进应用之间跨区域、跨层级的业务集成。

“在为企业做碳盘查、碳足迹核算的过程中,我们发现我们需要一些新的工具。”应光耀说,当时华电研究院也曾使用过一些国际主流产品,比如Gabriel sampler,但经过诸多挑选和尝试后,最终采用阿里云能耗宝团队开发的碳足迹数字化平台服务,该平台相较于国外产品更符合国内用户的习惯,于是,去年6月起华电研究院开始与阿里云能耗宝团队开展合作。“最关键的是阿里云能耗宝碳足迹工具提供大量核心数据的汉化版本,大大提升了我们的工作效率。”

此外,未来华电研究院还想在绿色供应链、信息化平台服务、企业ESG评级等方面与阿里云能耗宝团队深入合作和开发项目。