Page 108 - 电力与能源2021年第三期
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3 7 0               潘爱强, 等:“ 双碳” 背景下上海城市能源互联网构建技术需求分析

              重要途径, 是双碳目标实现的枢纽。                                术发展   [ 5 ] 。
                                                                   上海具备科技策源、 技术引领先发优势, 可为
              3  “ 双碳” 目标下能源互联网技术创新至
                                                               碳排放关键技术突破提供有力支撑。上海作为创
              关重要
                                                               新成果“ 原产地” 和科技创新策源地, 可加快推动
                1995 年, 文献[ 3 ] 在总结世界各国的环境污                    绿色低碳等领域关键技术实现重大突破, 为相关
              染和人均国民收入之间关系, 提出了环境库兹涅                           领域基础研究、 技术研发、 工程应用提供了方向指
              茨曲线 ( EKC ) 假说, 即环境污染和人均收入水平                     引和重要遵循, 带动新能源、 电动汽车和环保装备
              之间存在一个“ 倒 U 型” 关系: 随着经济的增长,                      等相关低碳产业发展壮大。
              环境污染一开始是不断恶化的, 但当经济发展到                          4  “ 双碳” 背景下能源互联网构建重点技
              一定水平后, 两者之间的关系趋于平衡, 随着人均
                                                               术方向
              收入水平的不断提高,环境污染得到了有效的控
              制和改善。环境库兹涅茨曲线在西方国家得到了                               能源互联网技术创新是实现“ 双碳” 目标的必
              部分验证, 但也受到了许多学者的质疑                  [ 4 ] 。尤其    要条件。实现碳达峰、 碳中和的关键在于减少碳
              是在中国国内,“ 双碳” 目标的提出, 决定了中国不                       排放、 增加碳吸收。减少碳排放方面, 围绕绿色低
              能走欧美国家的老路, 不能指望经济发展和收入                           碳, 可大力推进能源供应清洁低碳转型, 发展可再
              增加带动环境的提升, 而是必须提速, 加速环境优                         生能源、 减少化石能源使用; 全面推进全社会节能
              化的过程。                                            减排, 加强能效管理, 加大电能替代; 推动氢能、 储
                   但是经济社会发展仍需要能源供应保障, 以                        能、 节能环保等领域关键核心技术创新。增加碳
              上海城市为例, 经济发展仍处于工业化阶段, 能源                         吸收方面, 碳中和要求将生产生活所产生的二氧
              电力需求还将持续攀升, 经济发展与碳排放仍存                           化碳全部消除, 最终达到二氧化碳生产量和消除
              在强耦合关系。预计“ 十四五” 期间, 上海综合能                        量的平衡, 实现净零排放, 而目前碳捕集、 利用和
              源消费增 速 为 2.7% ; 根 据 经 济 发 展 情 况、 单 位             封存等技术并不成熟, 亟需加强科技创新支撑引
              GDP 能耗强度下降要求、 能源消费增速和碳达峰                         领, 促进碳捕捉和封存等碳吸收技术大规模应用。
              要求, 预计“ 十五五” 期间上海综合能源消费总量                            通过对发表论文的分析发现,“ 双碳” 相关技
              增速在 1.6%~2.7% 之间。上海承载着我国“ 五                      术正处 于 加 速 发 展 期, 2015-2019 年 间 除 核 能
              大中心” 建设和集成电路、 生物医药等战略性新兴                         外, 太阳能、 风能、 氢能等技术领域发文量均超过
              产业发展战略使命, 对能源安全及供电可靠性提                           近 20 年总量的 40% , 发文量年均复合增长率约
              出严格要求, 能源安全重要性先于能源结构优化                           为 10% 。中国在“ 双碳” 研究领域贡献总量较大,
              和碳减排。                                           TOP10% 的高质量研 究 贡 献 量 较 高, 但 与 美 国、
                   经济社会发展、 能源安全供应和碳减排组成                        德国、 日本等发达国家相比, 中国大部分论文篇均
              的“ 不平衡三角”, 唯有依托科技创新实现关键技                         被引频次排名相对靠后, 研究整体质量仍需提升。
              术突破, 方能破解。欧盟、 美国、 日本均高度重视                        上海后续可重点在以下能源互联网关键技术领域
              碳中和技术创新突破, 已提前部署了碳中和实施                           寻求突破:
              路径和技术研发。 2019 年 12 月, 欧盟在《 欧洲绿                       ( 1 ) 碳捕集利用和封存技术( CCUS )。美国、
              色新政》 中提出了 7 个重点领域的关键政策、 核心                       加拿大、 澳大利亚等发达国家在燃煤电厂 CCUS
              技术及相应详细计划, 其中包括零碳炼铁技术等。                          技术研究和示范方面进行了大规模投入, 2020 年
              美国提出将加快清洁能源的部署, 大力推动太阳                           新启动 17 个 CCUS 商业设施。 2009 年, 上海石
              能、 风力发电, 部署核能和水力发电, 计划投入 2                       洞口第二电厂启动了 12 万吨t / 年 CO 2 捕集示范
              万亿美元助力国家能源改革目标实现。日本推出                            项目建设, 使用具有自主知识产权的燃烧后 CO 2
              了“ 绿色增长战略”, 提出到 2050 年, 电力供应一                    捕集技术, 该装置是当时世界上最大的燃煤电厂
              半以上由可再生能源提供。加快发展氢能、 海上                           烟气 CO 2 捕集装置。由于现阶段较高的捕获成
              风电等清洁能源, 推动开发新的小型反应堆, 设立                         本及较低的利用方式达不到可观的经济效益, 大
              2 万亿日元( 190 亿美元) 的绿色基金, 鼓励绿色技                    规模发展 CCUS 项目的时机还不成熟。上海后
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