82电力系统的低碳化

EILAB1电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆电力系统的低碳化电力系统的低碳化电力系统的低碳化电力系统的低碳化康重庆康重庆康重庆康重庆清华大学电机系清华大学电机系清华大学电机系清华大学电机系[e-mail]@[e-mail]@tsinghua.edu.cn电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆2EILAB什么是什么是什么是什么是““““低碳低碳低碳低碳””””低碳城市低碳城市低碳经济低碳经济低碳文化低碳文化低碳社会低碳社会低碳化生产低碳化生产减少以CO2为代表的温室气体排放！电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆3EILAB““““低碳低碳低碳低碳””””最新动向：国际最新动向：国际最新动向：国际最新动向：国际•美国众议院通过碳关税法案美国众议院通过碳关税法案美国众议院通过碳关税法案美国众议院通过碳关税法案•2009200920092009年年年年6666月月月月22222222日，日，日，日，《《《《美国清洁能源安全法案美国清洁能源安全法案美国清洁能源安全法案美国清洁能源安全法案》》》》获得众议院获得众议院获得众议院获得众议院通过，该法案规定，美国有权对包括中国在内的不实施碳通过，该法案规定，美国有权对包括中国在内的不实施碳通过，该法案规定，美国有权对包括中国在内的不实施碳通过，该法案规定，美国有权对包括中国在内的不实施碳减排限额国家进口产品征收碳关税。该法案从减排限额国家进口产品征收碳关税。该法案从减排限额国家进口产品征收碳关税。该法案从减排限额国家进口产品征收碳关税。该法案从2020202020202020年起开年起开年起开年起开始实施。始实施。始实施。始实施。•欧盟2012201220122012年后将开征飞行排放费，多家中国公司赫然在列•8888月22222222日，欧盟公布了一份包含2000200020002000多家航空公司的名单，2012201220122012年起都将被纳入欧盟的排放交易体系((((下称““““ETSETSETSETS””””))))。这些航空公司进出欧盟以及在欧盟内部航线的飞行，都将要为它们排放的温室气体付费。航空排放可能成为令航空公司头疼的一项新的重要成本。电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆4EILAB““““低碳低碳低碳低碳””””最新动向：国内最新动向：国内最新动向：国内最新动向：国内•发改委副主任解振华：中国将试行碳排放强度考核制度8888月24242424日，受国务院委托，解振华向全国人大常委会报告关于应对气候变化的工作情况。中国将试行碳排放强度考核制度，探索控制温室气体排放的体制机制，在特定区域或行业内探索性开展碳排放交易。•广东省委书记汪洋：广东率先发展低碳经济广东省委书记汪洋2008200820082008年10101010月6666日就““““关于在广东率先发展低碳经济的建议””””提案作指示，2009200920092009年8888月7777日““““广东省发展低碳经济路线图及促进政策研究””””项目启动会，制定出广东发展低碳经济的路线图，并研究实现低碳经济所需要的创新制度，从而使广东省率先选择走低碳发展模式，并提高广东省企业在国际低碳产业体系下的核心竞争力。电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆5EILAB““““低碳低碳低碳低碳””””的时代背景的时代背景的时代背景的时代背景•全球气候变化•能源危机低碳电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆6EILAB低碳化与电力行业电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆7EILAB全球各行业碳排放情况全球各行业碳排放情况全球各行业碳排放情况全球各行业碳排放情况7�发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆8EILAB我国电力行业的我国电力行业的我国电力行业的我国电力行业的CO2CO2CO2CO2排放特点排放特点排放特点排放特点�发电CO2排放总量大且增长迅速。2005年，电力行业的碳排放相对1980年增加了5.575.575.575.57倍倍倍倍，占全部化石能源碳排放的比例逐年增高，由1980年的21.07%21.07%21.07%21.07%逐步增加到2005年的38.73%38.73%38.73%38.73%。�我国电源结构以煤为主。煤炭发电装机占总装机容量比例超过70%，低碳电源比重较小；而煤电的CO2排放占发电总排放比例超过95%。�中国的电力碳排放系数远高于发达国家。2005年为222.95g/kWh222.95g/kWh222.95g/kWh222.95g/kWh，而主要发达国家多在100~150g100~150g100~150g100~150g之间。�电力行业首当其冲！电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆9EILAB世界温室气体排放情况世界温室气体排放情况世界温室气体排放情况世界温室气体排放情况Source：UnitedNationsEnvironmentProgramme/GRID-Arendal各种温室气体在不同时期的含量，来源以及温室效应强度（GWP），以CO2为参考值。1997年于日本京都召开的联合国气候变化纲要公约第三次缔约国大会中所通过的《京都议定书》，明确针对六种温室气体进行削减1.二氧化碳（CO2）2.甲烷（CH4）3.氧化亚氮（N2O）4.氢氟碳化物(HFCs)5.全氟碳化物(PFCs)6.六氟化硫（SF6）•后三类气体造成温室效应的能力最强•但对全球升温的贡献百分比来说，二氧化碳由于含量较多，所占的比例也最大电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆10EILAB六氟化硫排放六氟化硫排放六氟化硫排放六氟化硫排放•在电器制造行业大量使用电器制造行业大量使用电器制造行业大量使用电器制造行业大量使用SF6SF6SF6SF6气体气体气体气体，由于使用、管理不当或没有按正确的方法对其进行回收、再生处理，导致SF6气体及在高温电弧作用下产生的有毒分解物排放到大气中，给人类赖以生存的环境带来污染和破坏，同时给电器设备的正常运行和人们身体健康带来不利影响。•全球每年大约8500t六氟化硫气体中，约有50%以上用于电力工业。而在电力工业中，高压开关设备约占用气量的80%以上，中压开关的用气量约占1/10；主要是用在高压、超高压领域，包括各电压等级的断路器（GCB）、六氟化硫封闭组合电器（GIS）、充气柜（C-GIS）、六氟化硫气体绝缘管道母线（GIL）中。•SF6SF6SF6SF6是电网环节的主要温室气体来源，由于其温室效应强度极大而受到关注电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆11EILAB低碳经济对我国电力行业发展的意义低碳经济对我国电力行业发展的意义低碳经济对我国电力行业发展的意义低碳经济对我国电力行业发展的意义•我国发展低碳电力的必要性�电力行业二氧化碳排放量大，增速快，减排压力大。碳排放主力碳排放主力碳排放主力碳排放主力————————挑战挑战挑战挑战�电力行业的减排潜力巨大，优化空间明显。可实行产业升级可实行产业升级可实行产业升级可实行产业升级————————机遇机遇机遇机遇�发展低碳电力是应对国际压力，确保完成国家CO2排放宏观目标的重要途径。�发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。发展低碳电力，是实现电力行业可持续发展的重要途径。电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆12EILAB电力系统低碳化的技术与途径电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆13EILAB如何实现电力系统的低碳化？规划：火电+可再生能源+其它存量：火电碳锁定现象碳捕集电厂•新建•改造•预留电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆14EILAB重要的低碳技术重要的低碳技术重要的低碳技术重要的低碳技术————————CCSCCSCCSCCS技术技术技术技术CCS是二氧化碳（CO2）捕集和封存技术（CarbonCapture&Storage）的简称，是指将CO2从工业或相关能源的源分离出来，输送到一个封存地点，并且长期与大气隔绝的一个过程。CCS技术主要包括捕集捕集捕集捕集，运输运输运输运输和封存封存封存封存三大方面的技术电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆15EILAB重要的低碳技术重要的低碳技术重要的低碳技术重要的低碳技术————————CCSCCSCCSCCS技术技术技术技术电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆16EILAB重要的低碳技术重要的低碳技术重要的低碳技术重要的低碳技术————————CCSCCSCCSCCS技术技术技术技术•CO2捕集技术目前的捕集技术主要有三种：�燃烧后捕集�燃烧前捕集�富氧燃烧捕集吸收/吸附体多为碱性的液态材料，如乙醇胺类水溶液（MEA）电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆17EILABCCSCCSCCSCCS技术技术技术技术•CO2封存技术“埋存”类技术�地质封存�海洋封存电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆18EILABCCSCCSCCSCCS技术技术技术技术“利用”类技术�矿石碳化�矿石碳化是指利用碱性和碱土氧化物将CO2固化产生碳酸盐化合物，可在建筑上再利用并实现封存，CO2在碳化后将不会释放到大气中。�工业利用�工业上对CO2的利用包括CO2作为反应物的生化过程，例如在尿素和甲醇生产中利用CO2的生化过程，和各种直接利用CO2的技术应用。比如园艺、冷藏冷冻、食品包装、焊接、饮料和灭火材料形成产业链�消化碳捕集投资和运行成本的重要途径！电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆19EILAB重要的低碳技术重要的低碳技术重要的低碳技术重要的低碳技术————————CCRCCRCCRCCR技术技术技术技术CCR：二氧化碳捕集预留（CarbonCaptureReady）�在电厂及特定的位置有充足的空间，可以增建二氧化碳收集设备及相互连接的设备�在新电厂中实行CCR，可使后期CCS装置装入的成本降低。�为添加二氧化碳收集设备而准备设计方案，来评估技术可行性及投资效率�CCR的建设成本只占电厂建设成本的约1%。电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆20EILAB各类低碳机制各类低碳机制各类低碳机制各类低碳机制CDM--清洁发展机制发达国家与发展中国家的项目合作（资金、技术转让）JI--联合履约机制发达国家之间的项目合作（资金、技术转让）ET—排放贸易机制排放额度作为金融衍生品的自由流通（国内、国际市场）电机系电机系电机系电机系康重庆康重庆康重庆康重庆21EILABCDMCDMCDMCDM的现状与发展的现状与发展的现状与发展的现状与发展264,170,818264,170,818264,170,818264,170,818全球总计全球总计全球总计全球总计8,311,1428,311,1428,311,1428,311,142墨西哥墨西哥墨西哥墨西哥19,789,44219,789,44219,789,44219,789,442巴西巴西巴西巴西147,318,958147,318,958147,318,958147,318,958中国中国中国中国33,321,37633,321,37633,321,37633,321,376印度印度印度印度已注册已注册已注册已注册CER(t-COCER(t-COCER(t-COCER(t-CO2222////年年年年))))部分国家部分国家部分国家部分国家截至截至2009-2-282009-2-282009-2-282009-2-28200