趙蕾

摘要：“碳中和”是近幾年出現(xiàn)的特殊詞匯，主要是建立在環(huán)?？稍偕茉吹幕A(chǔ)之上。電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級(jí)能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、電力等多方面平衡發(fā)展。這對(duì)于推動(dòng)科技進(jìn)步、能源再生，可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要，打造新型電力系統(tǒng)，在社會(huì)效益最大化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生，堅(jiān)持推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。

關(guān)鍵詞：碳中和;電力經(jīng)濟(jì)氣候平衡體系;電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)涉及業(yè)務(wù)范圍非常廣泛，包括生產(chǎn)生活及高耗能產(chǎn)業(yè)，電力供應(yīng)一般是火力發(fā)電，但火力發(fā)電也面臨著嚴(yán)峻問題，發(fā)電方式對(duì)自然資源消耗較大，很多都是不可再生資源或再生能力較差的自然資源，不利于綠色發(fā)展，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。碳中和目標(biāo)下的電力經(jīng)濟(jì)氣候平衡性研究能夠解決這一問題，增加可再生能源的占比，提升電力生產(chǎn)的效能。本文以碳中和下的電力經(jīng)濟(jì)氣候平衡狀態(tài)為研究主題，對(duì)其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，尋求一種在環(huán)境氣候穩(wěn)定下的電力供給和經(jīng)濟(jì)發(fā)展平衡的方式，打造新型電力系統(tǒng)，以供相關(guān)領(lǐng)域研究人員參考。

一、對(duì)目前電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀的分析

（一）電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展簡(jiǎn)介

電力產(chǎn)業(yè)發(fā)電主要依靠火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能源發(fā)電及其他一些新興可再生能源發(fā)電，如風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電及生物發(fā)電等。電力系統(tǒng)發(fā)展至今，火力發(fā)電仍是主要發(fā)電方式之一，其他再生能源發(fā)電在很多國(guó)家中仍然處于發(fā)展階段，未得到普及。在一般電力產(chǎn)業(yè)鏈中，煤電、燃?xì)狻⒃?、生物原料、核原料、風(fēng)電、太陽能、水電、地?zé)岢毕茸匀荒茉赐ㄟ^勘探被開發(fā)出來，輸送到發(fā)電廠進(jìn)行能源轉(zhuǎn)換，再通過升壓變電站進(jìn)一步處理。接著，電力資源會(huì)統(tǒng)一經(jīng)過電力網(wǎng)輸送到輸電用戶，此時(shí)電力資源還不能直接輸送到各家各戶，電壓較大，家用電纜及家電無法直接使用，電力資源會(huì)被轉(zhuǎn)輸?shù)浇祲鹤冸娬具M(jìn)行降壓處理，然后通過配電網(wǎng)投入到工廠、辦公樓或住宅中使用。在人們的日常生產(chǎn)生活中，主要用電是電動(dòng)汽車、高耗能產(chǎn)業(yè)、民用住宅、辦公樓用電等。在《2010年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)報(bào)告》中高耗能產(chǎn)業(yè)被分為六項(xiàng)，即化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)、電力熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。以上產(chǎn)業(yè)鏈條會(huì)經(jīng)歷勘探、設(shè)計(jì)、采購、施工、監(jiān)控、調(diào)度。通過勘探對(duì)地下或海底等自然資源進(jìn)行探索，再結(jié)合周邊地理位置等因素進(jìn)行綜合考量，由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行勘探場(chǎng)地設(shè)計(jì);采購部門和施工部門對(duì)電力資源所在場(chǎng)地及電力設(shè)備人工進(jìn)行采購分配，由施工部門進(jìn)行施工開采;監(jiān)控單位主要負(fù)責(zé)自然資源的開發(fā)監(jiān)控，避免資源過度開采或資源場(chǎng)地過度破壞等情況，調(diào)度單位則會(huì)根據(jù)不同地點(diǎn)和行業(yè)的用電情況進(jìn)行電力資源分配。

（二）電力產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)概述

通過前文的簡(jiǎn)單介紹可以得知，電力產(chǎn)業(yè)鏈主要包含發(fā)電、輸電、配電、售屯、用電。在我國(guó)，火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能源發(fā)電、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電及其他能源發(fā)電的電力資源會(huì)統(tǒng)一通過220v及以上的輸電網(wǎng)輸送到降壓變電器，降為110v及以下的電流，通過110v及以下的配電網(wǎng)再輸送到營(yíng)業(yè)廳，營(yíng)業(yè)廳會(huì)將電力賣給普通居民用戶、商業(yè)用戶及工業(yè)用戶。也可以通過電力交易中心進(jìn)行交易，交易成功后電力資源會(huì)通過220v及以上配電網(wǎng)輸送至自有產(chǎn)權(quán)配電網(wǎng)，接著輸送到配電公司，通過這樣的途徑進(jìn)行輸送的電流專供工業(yè)用戶。

（三）發(fā)電手段的優(yōu)劣分析

對(duì)于火力發(fā)電來說，其優(yōu)勢(shì)地區(qū)在“三西”地區(qū)，也就是山西、陜西、內(nèi)蒙古西部。“三西”地區(qū)的煤炭資源豐富，儲(chǔ)備量極大，支撐其他地區(qū)煤炭資源調(diào)節(jié)，是具有優(yōu)勢(shì)及增長(zhǎng)潛力的重要資源，可以通過企業(yè)的優(yōu)勢(shì)對(duì)原材料供應(yīng)商進(jìn)行收購，進(jìn)行后向一體化。但是其缺點(diǎn)也是顯而易見的，煤炭燃燒會(huì)造成空氣污染，產(chǎn)生一系列碳排放的問題，除此之外，煤炭資源是不可再生資源，不可再生資源總有枯竭的一天。水力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)地區(qū)在西南地區(qū)，西南地區(qū)的水資源豐富，并且水屬于可再生能源，且在地球上占比巨大，不會(huì)像煤炭燃燒一樣產(chǎn)生廢氣，能源環(huán)?？煽?。水力發(fā)電不僅運(yùn)營(yíng)成本低而且能夠給周邊帶來航運(yùn)、水利等經(jīng)濟(jì)效益。水力發(fā)電要用節(jié)流引水等方式進(jìn)行，過度施工會(huì)造成當(dāng)?shù)氐乃亢退髯兓?，建造水庫所需要的資金量龐大且很難普及，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。核能主要集中在沿海地區(qū)，核能發(fā)電不會(huì)受到地理位置的限制，其運(yùn)用成本也相對(duì)低。但是核能源的提煉成本較高，核能源發(fā)電工程的建設(shè)耗資巨大，后期還需要投入巨額資金進(jìn)行維護(hù)，相比于火力發(fā)電和水力發(fā)電來說，其事故率較低。但因?yàn)楹四茉吹奶厥鈱傩?，一旦發(fā)生事故其危害性更加廣泛且危害程度巨大。當(dāng)核能源消耗完畢后，產(chǎn)生的核能源廢渣的處理也相當(dāng)困難。風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)勢(shì)地區(qū)在我國(guó)西北地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電無污染且可再生，不涉及前期開采及后期處理廢料的問題，運(yùn)營(yíng)成本也更低，但是風(fēng)力發(fā)電需要儲(chǔ)能站，而且無法隨意調(diào)度，風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的占地面積也比其他幾項(xiàng)更大。光伏發(fā)電同樣也在西北地區(qū)較為常見，西北是其優(yōu)勢(shì)地區(qū)。光伏發(fā)電的優(yōu)勢(shì)是可再生且環(huán)保，其運(yùn)營(yíng)成本較低適合分布發(fā)電。但是由于其光屬性較強(qiáng)，受光照程度的影響較大，占地面積也極大，調(diào)度困難，需要儲(chǔ)能站儲(chǔ)能。

二、基于電力經(jīng)濟(jì)氣候平衡對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)的研究

（一）火力發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)

火力發(fā)電耗能較大且煤炭資源是不可再生資源，對(duì)環(huán)境污染大，對(duì)氣候影響較為明顯，無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在我國(guó)的電力供給中火力發(fā)電占比最大，水力發(fā)電位居第二。所以對(duì)于火力發(fā)電更趨于減產(chǎn)，國(guó)家近些年來倡導(dǎo)節(jié)能減排，對(duì)于發(fā)電成本也在盡量降低。在近六年的數(shù)據(jù)中，電力行業(yè)發(fā)展速度減慢，火力發(fā)電會(huì)造成一定的生態(tài)破壞，其增長(zhǎng)速度明顯放緩。2019年的國(guó)家電力供給結(jié)構(gòu)報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，火力發(fā)電占71%，水力發(fā)電占18%，風(fēng)能發(fā)電占5%，核能發(fā)電占4%，光伏發(fā)電占2%。

（二）水力發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)

水力發(fā)電占比僅次于火力發(fā)電，其開發(fā)成本與日俱增，發(fā)展前景一般。包括水資源在內(nèi)的可再生資源還有生物質(zhì)能源、太陽能、風(fēng)能、地?zé)岢毕艿?，他們的?yōu)勢(shì)都很明顯，屬于可再生能源且環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的理念。雖然水力發(fā)電的投資巨大，但是在可再生能源發(fā)電技術(shù)中，水力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)較為成熟，在世界各地都得到了廣泛應(yīng)用。但是水力發(fā)電的生態(tài)環(huán)保問題也需要重視，水電站的建設(shè)會(huì)對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成破壞，損壞原有的地貌，周邊植被生長(zhǎng)也會(huì)受到嚴(yán)重影響。在進(jìn)行水力發(fā)電時(shí)，要對(duì)以上問題進(jìn)行綜合考量，并且要對(duì)周邊居民進(jìn)行移遷，保證居民的生產(chǎn)生活得以繼續(xù)。

（三）核能發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)

核能發(fā)電雖然處于上升趨勢(shì)，但是其占比較小，傳統(tǒng)的火力發(fā)電已經(jīng)受到嚴(yán)格限制，水力發(fā)電也迎來了發(fā)展瓶頸，用電問題在局部地區(qū)的高峰期還較為突出。在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)還要對(duì)居民生產(chǎn)生活進(jìn)行考量，核能源發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，且相比于火力發(fā)電和水力發(fā)電更加環(huán)保。減少工業(yè)污染，在當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)下，核能源發(fā)電是大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的最佳立足點(diǎn)之一。

三、基于電力經(jīng)濟(jì)氣候平衡對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)性的研究

（一）火力發(fā)電

由于電力體制改革，火力發(fā)電環(huán)節(jié)由電力企業(yè)轉(zhuǎn)向電網(wǎng)企業(yè)，火力發(fā)電企業(yè)屬于一般工業(yè)企業(yè)，會(huì)根據(jù)顧客的需求來降低成本，加大服務(wù)力度，以經(jīng)濟(jì)利益為重。其競(jìng)爭(zhēng)模式有利于市場(chǎng)發(fā)展。對(duì)于火力發(fā)電，生產(chǎn)安全應(yīng)該被放在首要位置，在安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)之上，員工要落實(shí)責(zé)任制度，火力發(fā)電企業(yè)為國(guó)有企業(yè)，員工福利好、待遇高，要提升員工的職業(yè)素養(yǎng)和責(zé)任意識(shí)。對(duì)于火電國(guó)有企業(yè)來說，對(duì)預(yù)算指標(biāo)要進(jìn)行嚴(yán)格管理，進(jìn)行合理配置。

（二）風(fēng)力發(fā)電

風(fēng)力發(fā)電需要控制成本，包括項(xiàng)目造價(jià)和運(yùn)營(yíng)造價(jià)。由于電價(jià)透明，所以風(fēng)力發(fā)電設(shè)備價(jià)格穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電本身過于依賴自然資源，因其屬性資源缺乏穩(wěn)定性，電網(wǎng)接納較差，其經(jīng)濟(jì)效益也很難維持在合理水平。

（三）水力發(fā)電

水力發(fā)電前期需要建造水庫和大壩，資金投入較多，且一般水利建筑都較為龐大，工程施工周期較長(zhǎng)，企業(yè)通常會(huì)選擇貸款等高杠桿方式進(jìn)行建設(shè)運(yùn)營(yíng)，這樣，水電站建成之后的運(yùn)行成本低，且維護(hù)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)回收時(shí)間長(zhǎng)，效益水平處于中游。但少數(shù)水電站（如瀾滄江小灣電站）通過提高梯度水電使得機(jī)組利用率增高，從而保證電量的分配供應(yīng)，其效益可觀。

四、基于電力經(jīng)濟(jì)氣候平衡應(yīng)對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)展問題的研究

（一）建立健全相關(guān)管理維護(hù)制度

首先，要嚴(yán)格落實(shí)崗位責(zé)任制度，將責(zé)任落實(shí)到每一個(gè)工作人員。電力設(shè)備可能會(huì)由于所處環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備老化及工作人員操作不當(dāng)?shù)葐栴}產(chǎn)生事故，電力系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)管理十分重要。電力系統(tǒng)的管理人員要做好分內(nèi)工作，當(dāng)意外事故發(fā)生時(shí)，明確責(zé)任人，對(duì)事件進(jìn)行科學(xué)有效處理。要對(duì)電力設(shè)施及設(shè)備等進(jìn)行定期檢查，強(qiáng)化工作人員的安全意識(shí)，按照制度進(jìn)行管理，及時(shí)糾正工作人員的錯(cuò)誤行為，讓整個(gè)生產(chǎn)過程更加安全。

（二）電力系統(tǒng)的技術(shù)功能研發(fā)

電力系統(tǒng)發(fā)展需要考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益與氣候的平衡，這對(duì)全球的電力行業(yè)都是較大的挑戰(zhàn)，與此同時(shí)也是一項(xiàng)重要的機(jī)遇。智能電網(wǎng)技術(shù)研究在我國(guó)還處于萌芽階段，可以將電力生產(chǎn)使用環(huán)節(jié)中的各階段要素進(jìn)行串聯(lián)，能夠代替繁瑣的電力設(shè)備和其他的單一功能的設(shè)施對(duì)電力進(jìn)行綜合、統(tǒng)一化處理，從生產(chǎn)最初開發(fā)環(huán)節(jié)到電力終端的運(yùn)用能夠一站式服務(wù)，通過數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化的電力系統(tǒng)，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行精確掌控，給企業(yè)和消費(fèi)者帶來巨大收益。能源系統(tǒng)技術(shù)將傳統(tǒng)能源轉(zhuǎn)化為新型節(jié)能能源，解決可再生能源的普及及長(zhǎng)期應(yīng)用問題。火力發(fā)電至今還不能完全被取代，所以在此基礎(chǔ)之上開發(fā)更加高效的火力發(fā)電技術(shù)，通過提高煤炭利用率，將煤炭的污染、浪費(fèi)降到最低?？稍偕茉吹难芯亢屠靡恢笔鞘澜缈萍嫉闹攸c(diǎn)，要加強(qiáng)對(duì)新能源技術(shù)的開發(fā)，加快能源體系改革。

例如，智能電網(wǎng)可以利用傳感器對(duì)電力輸送、輸出、配電等各個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行精準(zhǔn)監(jiān)控，第一時(shí)間對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，對(duì)于電力設(shè)備環(huán)境的智能傳感系統(tǒng)可以分為四個(gè)方面：溫度傳感器、有害氣體傳感器、濕度傳感器及水位傳感器。在監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的同時(shí)可以與空調(diào)和風(fēng)機(jī)進(jìn)行連接，能夠自動(dòng)識(shí)別設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度變化來調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度和風(fēng)機(jī)風(fēng)力大小。在智能化傳感系統(tǒng)中濕度傳感器能夠有效監(jiān)控環(huán)境濕度，與除濕器連接，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)環(huán)境濕度，保證環(huán)境的穩(wěn)定性。水位傳感器能夠和排水裝置進(jìn)行關(guān)聯(lián)，對(duì)水位進(jìn)行觀測(cè)監(jiān)督，防止由于設(shè)備進(jìn)水而導(dǎo)致的設(shè)備故障。通過排風(fēng)裝置定期更新空氣。還可以建立移動(dòng)終端App應(yīng)用，能夠通過手機(jī)上的移動(dòng)終端把控環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)及設(shè)備運(yùn)行，通過顯示的參數(shù)信息能夠?qū)ξ＜鼻闆r進(jìn)行預(yù)警。為電力設(shè)備設(shè)置自動(dòng)優(yōu)化系統(tǒng)，自動(dòng)更新數(shù)據(jù)，詳細(xì)地掌握自身功能，在面對(duì)突發(fā)情況時(shí)可以自動(dòng)識(shí)別，對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確分析，然后最快得出最佳解決方案。水力發(fā)電的高壩工程要延長(zhǎng)使用年限，為設(shè)施增加減震防震等技術(shù)，探索超高壩建造技術(shù)，對(duì)水力發(fā)電帶來的生態(tài)環(huán)境問題及人口安置問題進(jìn)行更加智能、系統(tǒng)地改進(jìn)。

（三）加強(qiáng)電力安全思想教育

加強(qiáng)安全工作要從責(zé)任意識(shí)抓起，政府及企業(yè)要主動(dòng)采取相應(yīng)舉措，提高電力作業(yè)相關(guān)工作人員的安全監(jiān)管意識(shí)，保障電力作業(yè)的高效進(jìn)行。工作人員及電力單位不僅要明確應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任，同時(shí)也要做好安全作業(yè)的把控。政府部門要起到主導(dǎo)作用，要增強(qiáng)監(jiān)管力度，樹立監(jiān)管人員及工人的安全意識(shí)，在各個(gè)方面都要把安全意識(shí)放在第一位。

具體措施如下：首先，政府可以組織從業(yè)人員以提高電力作業(yè)安全意識(shí)為主題的實(shí)踐活動(dòng)、工作總結(jié)和經(jīng)驗(yàn)交流活動(dòng)，組織有豐富經(jīng)驗(yàn)的相關(guān)人員進(jìn)行事例解讀和經(jīng)驗(yàn)分享，相關(guān)企業(yè)和單位也要派遣專業(yè)人員前來交流學(xué)習(xí)。活動(dòng)應(yīng)定期舉行，以周或月為周期，以人員簽到的方式來增強(qiáng)員工的參與積極性，強(qiáng)化員工的監(jiān)管意識(shí)。其次，要加大監(jiān)管意識(shí)的宣傳力度，印刷各項(xiàng)監(jiān)管規(guī)范章程，相關(guān)從業(yè)人員應(yīng)熟記章程，并落實(shí)到實(shí)際工作任務(wù)中，將理論結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用成效記錄下來，總結(jié)高效管理經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行分享，以供大家討論借鑒，不斷完善安全監(jiān)管規(guī)范章程。除此之外，管理人員可以為電力工作人員播放以安全工作的重要性和實(shí)踐性為主題的學(xué)習(xí)短片，以更易懂便捷的方式將安全生產(chǎn)的重要性傳遞到每個(gè)人。為了方便以上三種辦法更加準(zhǔn)確地落實(shí)到具體工作中，以便負(fù)責(zé)不同環(huán)節(jié)的人員更直接地獲取相應(yīng)的知識(shí)，政府或企業(yè)可以將其分解為電力生產(chǎn)使用的多個(gè)環(huán)節(jié)，分批次、有秩序地進(jìn)行多個(gè)針對(duì)性的科普講解。最后，相關(guān)企業(yè)和單位也可以開設(shè)安全教育活動(dòng)日等，舉行以提高安全意識(shí)為主題的書法大賽或創(chuàng)作大賽等活動(dòng)，也可以舉辦相關(guān)主題的運(yùn)動(dòng)會(huì)和知識(shí)競(jìng)猜，以生動(dòng)活潑的方式提高員工安全監(jiān)管意識(shí)。

（四）行業(yè)及政府的管控

資源的開采和挖掘及運(yùn)輸不僅需要他律更需要自律。行業(yè)內(nèi)部需要對(duì)資源綜合利用進(jìn)行有效自律，通過中國(guó)資源綜合利用協(xié)會(huì)可再生能源專委會(huì)及中國(guó)可再生能源協(xié)會(huì)等自律性能源組織對(duì)行業(yè)內(nèi)部加以管控，多推廣先進(jìn)能源再生技術(shù)，成為連接全球產(chǎn)業(yè)和國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)的重要紐帶。

五、總結(jié)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展促進(jìn)人們生活水平不斷提高，對(duì)于電力系統(tǒng)而言不僅要考慮電力資源為社會(huì)帶來的經(jīng)濟(jì)效益也要考慮對(duì)自然環(huán)境的影響。在平衡兩者的基礎(chǔ)之上對(duì)能源進(jìn)行最大化利用，才能夠保證人類文明的可持續(xù)發(fā)展。目前電力產(chǎn)業(yè)還面臨著許多問題，尤其是經(jīng)濟(jì)效益和自然環(huán)境的沖突，這都是在長(zhǎng)期發(fā)展中要逐步解決的重要問題。

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[3]陳叢波，葉阿忠.傳統(tǒng)能源、可再生能源電力生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)——基于半?yún)?shù)結(jié)構(gòu)全局向量自回歸模型的實(shí)證分析[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2021，23（01）：60-72.

（作者單位：北京中電普華信息技術(shù)有限公司）