零碳数字能源政策背景、实现路径、解决方案

1.双碳政策背景 目录CONTENTS 2.能源系统双碳的挑战与实现路径 3.零碳解决方案 双碳政策背景 中央碳达峰、石核心政策解读碳中和决策部署 ·2020年9月22日，第七十五届联合国大会一般性辩论 习近平：中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 2020年12月16日，中央经济工作会议 会议确定：2021年要抓好八项重点任务，其中包括做好碳达峰、碳中和工作 ：2021年3月5日，十三届全国人大四次会议 政府工作报告：扎实做好碳达峰、碳中和各项工作，制定2030年前碳排放达峰行动方案。 2020年12月16日至18日，中央经济工作会议在北京举行.中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平就碳达峰、碳中和发表重要讲话。 2025年3月7日，国务委员兼外交部长主毅回答中外记者提问 王毅：中国2025年宣布碳达峰、碳中和等国家自主贡献新目标，展现了贯彻新发展的理念，建设清洁美丽世界的坚定决心。 能源系统转型是达成双碳目标的关键路径 以化石能源为主的能源结构：化石能源占比高达84% 化石能源是能源系统中碳排放的重要来源，推动碳减排，就必须推动以化石能源为主的能源结构转型。其中，传统能源企业所受影响最直接。通过大力发展低碳能源来替代传统化石能源，已成为能源企业业务转型的必由之路。 能源系统是碳排放的主要来源：排放占比高达77% 能源低碳化势在必行，从供给侧到消费侧，都要进行系统性转变。能源系统转型对实现碳达峰、碳中和目标至关重要，也是必经之路。 电力行业相关部署 ■1月28日，南方电网公司工作会议表示，公司正在加紧研究制定实施服务碳达峰碳中和工作方案，充分发挥电网资源优化配置大平台作用，推动构建清洁低碳安全高效的现代能源体系。 ■3月18日，南方电网公司对外发布服务碳达峰、碳中和工作方案，从5个方面提出21项措施。 国家电网3月1日发布“碳达峰、碳中和”行动方案。方案要求，“在能源供给侧，构建多元化清洁能源供应体系。一是大力发展清洁能源；二是加快煤电灵活性改造”，“新增跨区输电通道以输送清洁能源为主，“十四五”规划建成7回特高压直流，新增输电能力5600万干瓦。 4月15日，国家电网有限公司召开2021年第二季度工作会议暨"一体四翼”发展工作会议。会议提出发展自标：引领带动展现新作为，发展韧性实现新提高，业务布局达到新水平，经营业绩取得新成效，服务质效得到新提升，初步形成能源互联网产业生态。 ■7月14日，国家电网提出下半年要重点抓好八个方面工作，其中，要以服务“双碳”为重点，天力推动电网协调发展，全力服务清洁能源发利用，促进分布式新能源发展，优质高效推进电网重点项自，加快城乡电网建设 电网业务聚焦电力供应平衡、电力市场建设、清洁能源消纳，保障安全发展 战略性新兴产业要加强“云大物移智链”等新技术应用，带动相关产业发展 电网安全转型要点 安全运行底线：建立新能源网源协调工作，推动分布式电源“可观可测可调可控”；完善生产组织体系：坚持全国统一市场顶层设计：服务清洁绿色发展：清洁能源井网服务，改善电源结构 重要基础产业发展；网源荷储相关产业发展：综合能源、储能、电动汽车等资源接入源网荷储平台前沿技术集成创新应用：开展配网保护、分布式电源、负荷调控。 电力行业相关部署 碳交易启动 2021年1月5日 生态环境部发布《碳排放权交易管理办法（试行）》 2021年7月14日 国务院政策例行吹风会上，介绍了启动全国碳排放权交易市场上线交易的有关情况。 2021年7月16日 全国碳排放权交易在上海环境能源交易所正式启动 实现“双碳“自标是企业响应中央部署的重要途径 能源系统双碳的挑战与实现路径 能源系统双碳的挑战与实现路径 荷 源 网 提升企业能效管理水平推动企业运用数字技术优化用能行为推动负荷端电能替代推进企业碳交易与电力交易 提升网源协调管理水平形成电网与电源侧耦合机制，实现市场资源配置优化挖掘电网数据中台价值降低电网网损 能源供给清洁化1.源端的挑战与实现路径： 碳减排的四个主要途径中能源结构转型对碳减排的贡献率最高。在能源生产侧，提升清洁能源占比，主要依靠大力开发利用新能源。在双碳自标引领下，我国势必形成高比例新能源电量的电力系统。按照预测，2060年我国57%左右的电量来自新能源发电。高比例新能源电量场景需要数倍于负荷的新能源装机容量，造成： 新能源出力大幅波动，功率平衡和运行控制难度极大新能源大发时消纳困难、挤占常规电源空间、消纳与安全矛盾突出：新能源的不确定性给电网规划设计、生产运行带来极大挑战： 能源供给清洁化1.源端的挑战与实现路径： 双碳背景下的源端数字技术应用 在“双碳”自标激励下，光伏与风电等清洁能原将迎来快速增长阶段，但受到风光资源、建设条件等因素限制，清洁能源能量密度低，大规模建可再生能源电站的同时，应该建设相应集控管理系统，推动实现各类清洁能源灵活并网和消纳： ■通过电网清洁能源承载力约束和技术可开发潜力约束，得到清洁能源最大消纳能力，提高清洁能源发电利用率，减少碳排放量； ■通过清洁能源发电的碳减排量，抵消传统火力发电的碳排量，从而保障企业完成履约 此外在推动可再生能源高比例接入的同时，提升传统能源燃机效率也是重要补充 新能源场站集控管理平台口新能源交易促进消纳口新型电厂数字化技术 高比例可再生能源接入口提升燃机效率 2.网端的挑战与实现路径：双碳自标倒逼资源优化配置 电网面临的挑战： 电网低碳运行需优化电源侧（低碳）配置，自前，就碳指标方面，电网缺乏对发电企业优化发电的倒逼机制，调度机构对于各类分布式电源的调度及发电量分配不够合理完善，电力系统中灵活性资源需充分挖掘源网荷储系统中优化调度的价值： 电源侧配置决定碳市场定价，碳价及碳配额同时反向影响火电利润对电价形成影响，形成电网与电源侧的耦合， 碳市场及电力市场的合理运行能提升资源配置效率 电力交易及资产管理系统网源协调信息管理平台分布式电源管理系统 口电力交易加强电网与电厂侧的关联-优化发电侧市场化资源配置 电网数据应用价值发掘2.网端的挑战与实现路径： 电网公司是双碳发展目标最好的载体之一 ■电网作为电力数据量最大的主体，电力数据价值的一部分可通过碳数据进行体现■电网企业尚未建立双碳数据利用体系，部分电力数据利用率低 电网数据价值在双碳目标下需深入挖掘 1省间电力交换。通过分析电力大数据，得出区域间的碳构成，为电网碳减排提供数据支撑；区域清洁能源碳减排监测与分析。通过区域内清洁能源电厂并网情况、分析区域内清洁能源碳减排价值；数据中台价值挖掘。通过电网数据中台，对电网运行的碳排放总量汇总分析，提供合理的减排方案。对输电线路线损主变碳排放进行整合计算，规划低碳运行模式，减少碳排放。 电碳数据分析管理系统基于调度业务的碳大数据分析线损治理系统 3.荷端的挑战与实现路径：推动全社会节能增效 受制于科技水平和经济发展模式，当前我国产业结构中能耗水平较高。此外在负荷端的新能源发电设备往往因为不具备调控能力，无法与电网进行网荷互动，导致可再生能源在负荷端自发自用比例不高。能源结构转型需要在荷端通过电能替代，降低终端用能部门直接碳排放，开降低全社会整体碳排放。 双碳背景下的荷端数字技术应用 能效管理。运用物联网、大数据、云计算技术，针对不同客户，构建多种类的能耗监测管理应用，通过系统建模与算法集成打造辅助决策分析工具，降低能源消费，实现能源结构开级转型 虚拟电厂技术。通过虚拟电厂将负荷端分布式电源、可控负荷和分布式储能有机结合，通过信息采集与协调控制实现对各类分布式资源的有机整合，实现广域空间多主体的协调运行，有效提升分布式资源的可控性，提升清洁能源使用比例， 企业碳管理。深入企业生产和运营环节，从碳数据管理、碳资产管理、碳交易决策三个方面构建企业碳管理流程体系，针对企业的实际执行提出可行的执行建议， 电力与碳交易。通过电力交易使高能效企业在成本上获取优势，通过碳交易使低排放的控排企业获得收益，从而为企业节能减非提供动力。 口电能替代口积极推动能效等综合节能优化技术口通过碳交易、电力交易为节能减非提供利益刺激 口能效、虚拟电厂等综合能源服务平台口碳资产、碳数据平台 零碳解决方案 解决方案架构 1.源端解决方案：基于数字李生技术的燃机优化辅助决策系统 利用AI技术，建立燃机的数字李生模型，用于燃机的状态监测、参数寻优、运行优化等 运行优化 效能分析 状态监测 >耗差分析》对标分析>机组运行效率特性分析 》冷端优化 燃机数字建模》机组运行参数智能监测 》性能计算 应对双碳痛点： 通过提升火电机组运行效率，提升燃机燃煤质量，优化机组碳放率，从而减少碳的排放，达到双碳目标。 1.源端解决方案：新能原集控管理系统 主要功能：主要基于技术中台实现智慧运行、智慧维护、智慧安全、智慧经营、智慧辅助决策 智慧办公等功能，通过智能交互组件实现人机交互 应对双碳痛点： 集控管理系统 实现场站“无人值守、少人值守”。利用大数据算法提升集控的经济调度能力，提高清洁能源消纳比例。通过可视化、智能化等辅助决策手段，提升新能源场站设备可靠性。 1.源端解决方案：基于机器学习的新能源发电预测系统 主要功能： 统计新能源场站和集群的装机容量、利用小时数等数据统计分析场站各时段气象数据，统计场站出力数据，分析出力特征统计计算节能减排效益 应对双碳痛点： 实现功率精准预算，提升清洁能源发电比例与发电经济效益，减少弃风弃水，提高清洁能源发电消纳比例。 1.源端解决方案：新能源场站交易辅助决策系统 主要功能： 为新能源企业提供电价预测、各类交易管理、交易策略制定、偏差预警和管理、效益分析等功能。 应对双碳痛点： 提升清洁能源电力的市场竞争力，提升新能源发电收益提高新能源企业投资、建设新能源场站的积极性 2.网端解决方案：分布式电源管理系统 主要功能： 考虑省级电网调峰和输送通道能力约束，通过生产模拟大数据分析等方法，确定省级电网的新能源承载力。在此基础上，考虑技术可开发潜力、配电网承载力等约束，建立省级电网分布式电源中长期承载力评估模型，准确评估分布式电源承载力。 应对双炭痛点： 通过配电网分布式新能源承载力约束和技术可开发潜力约束计算新能源最大消纳能力，从而提高新能源发电利用率，减少碳排放量。 通过记录新能源发电量，可折算新能源碳减排量，为后续申请CCER提供数据支撑 主要功能： 从全网-区域-场站逐级分析展示新能源发电时空特性，实现对新能源发电特性的时间和空间全指标特性分析，为新能源调度运行提供辅助支撑。 应对双碳痛点： 从全网-区域-场站逐级分析展示新能源发电时空特性，为新能源调度运行提供辅助支撑，进而提升新能源消纳比例。 2.网端解决方案：碳排放优化调度平台 主要功能： 基于调度实时采集系统、网源信息管理平台、AGC/AVC系统全面汇总全网电源信息，实时监测客机组情况，对机组“碳”排放指标与排名分析，以此制定机组“启、停、备”策略管理，提高对电源侧碳排放管理能力， 应对双碳痛点： 助力电网掌握全网机组碳排放数据根据机组碳排放排名，在保证电网稳定的前提下优先调度低碳排机组，降低全网整体发电碳排放结合负荷预测对区域电网的碳排放配额进行分解预测实际碳排放与碳排放配额偏差 2.网端解决方案：基于调控云的碳大数据分析 主要功能： ·通过数据中台，对电网数据加以运用，分析省间碳交换、区域间碳流动以及电网设备运行状态。通过模型分析预测，对电网侧减少碳排放量提供合理的解决方案。 应对双碳痛点： ·分析省间碳交换情况，从电网侧为绿电发展提供更好的方案、通过电力大数据，掌握区域内碳排放总量、度电碳排放量、碳排放强度、碳排放来源、碳汇情况、清洁能源碳减排情况、各类型清洁能源碳减排量，合理优化供电配比，增加绿电占比，减少碳排放：，