新能源开发中的电气节能措施分析
杨文哲 王先军
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杨文哲 王先军,. 新能源开发中的电气节能措施分析[J]. 低碳研究,2021.7. DOI:10.12721/ccn.2021.157075.
摘要:
电力能源和人类生活、生产息息相关,能源战略一直是国家战略的重要组成部分。随着经济的发展,工业化程度和城市化进程的快速推进,对电力能源的需求和质量要求也不断提高。近年来,能源供应不足、能源发展结构不平衡、新一轮能源革命需求等问题日益受到关注。因此,我们应重视电力能源的可持续发展,大力开发可再生能源,提升节能理念和手段,积极开源,大力节流,保障生产生活对电力能源的需求。本文阐述我国新能源开发应用的现状,新能源开发前景,从降低煤耗、协同发展分布式和集中式新能源以及深化建筑电气节能等角度,提出了节能措施。
关键词: 新能源开发可持续发展电气节能
DOI:10.12721/ccn.2021.157075
基金资助:

1引言

随着绿色能源、减碳减排等理念的不断宣贯,节能理念也逐步被认可。在过去的发展过程中,我国工业发展采取的是以大量消耗能源换取经济价值的方式,十分不利于能源节约,也对生态环境造成了一定的污染。因此,在新一轮能源发展中,电力用户应充分考虑能源利用的合理性,减少电力资源不必要的消耗,在考虑供电成本的同时,也应当考虑环保标准,恪守绿色发展理念,坚持可持续发展,提高企业的社会效益和环境效益。

2新能源开发应用思考

(1)风能发电。

我国地域辽阔,许多地区的风能资源较为充沛,风能开发前景广阔。2019年,我国新增并网风电装机2574万kW,累计装机达到2.1亿kW,新增和累计数量皆为全球之最,风电产业发展速度十分迅猛。近年来,风电开发成本不断降低,三北及山东、江苏、上海、福建等中东部和南方地区,2020年新建风电项目的内部收益率在8.3%~12%之间,已具备平价上网条件。因此,2021年1月1日开始,所有新核准的陆上风电项目将全面实现平价上网。风能作为可再生的绿色能源,其开发能有效减少利用不可再生能源发电的压力。四季度,全国风电新增装机5625万千瓦,同比增长360.3%,增速较去年同期提升313.8个百分点,四季度新增装机占全年新增并网容量的80.6%。新增装机规模超过300万千瓦的省区包括蒙东677万千瓦、河南658万千瓦、山西545万千瓦、河北524万千瓦、江苏398万千瓦、新疆351万千瓦、青海321万千瓦、陕西309万千瓦。2020年,风电新增装机7167万千瓦,同比增长178.4%。截至12月底,全国并网风电装机2.81亿千瓦,同比增长33.1%。四季度海上风电新增并网149万千瓦,同比增长50.5%,截至12月底全国海上风电累计并网装机达到899万千瓦,同比增长51.6%。

(2)光伏发电

光伏发电利用太阳能进行发电,技术上较为成熟,我国很早就建立了光伏发电生产系统,形成了完善的光伏电池发电产业链,为我国的光伏产业发展奠定了基础。当前我国太阳能发电的年产量已经达到世界先进水平。2019年,我国新增光伏装机3010万kW,累计装机2.04亿kW,在电源总装机容量的占比超过10%。光伏产业成为可再生能源领域增长速度最快的行业之一。尽管我国光伏资源开发得到了飞速发展,光伏制造产业链也逐步完善,不少制造商进入全球最大的供应商名单,项目的资源利用率也有效提高,但我国在太阳能开发上还有很多技术问题。因此,我们应进一步加强对光伏市场的统筹,规范能源规划和开发管理,提升产品制造技术,解决晶硅原理的供应和开发瓶颈,提高新型光伏电池的开发能力,进一步完善和发展我国光伏产业。(数据更新到2020年底)

(3)氢能

氢能是一种具有多优势的二次能源,早在1970年,就有学者提出了“氢能经济”概念。但受各种限制,氢能发展十分缓慢。近年来,在技术驱动的带领下,氢能利用开始被各方关注,成为新能源领域的热点话题。我国工业体系完善,制氢工业基础良好,氢气的生产和使用规模庞大,为氢能的规模化利用提供了基础。目前我国的氢能源利用主要是氢能汽车,据产业信息数据统计,2019年我国氢燃料汽车分销分别完成2833辆和2737辆,同比增长85.5%和79.2%。氢能的发展速度非常快,发展前景广阔。但我国仍处于氢能发展的起步阶段,需要从能源战略角度规范氢能的开发利用,加强核心技术开发,进一步建立和完善氢能产业发展体系,以推动氢能产业的发展。

3电气节能的措施

(1)降低机组煤耗。

从能源消费结构来看,煤炭仍然是我国的主要能源。据国家统计局数据显示,2019年我国煤炭消费量占能源消费总量的57.7%,因此,有效降低单位千瓦发电煤耗,对于节能减排有非常重要的意义。一方面,对非调设备的调整,比如将轻型的电气设备与三角设备相连,在空载的情况下,增加其辅助回路来进行节能。或者是在运行的过程中对一些辅助机械如低载或空载的机械进行节电策略,如安装轻载节电器进行节电,其节能效果非常好。另一方面,降低铁磁性损耗,可以从减少钢材料形成闭合回路,在材料的选择中,选择一些非导磁材料,降低电气运行中的损耗,并对钢材料的使用进行合理设计。其中照明损耗的降低中,可以使用专用的照明调压器,并且尽量使用自动力电源提供照明电源,有效降低电压带来的损耗。比如将400V/230V的供电电压使调压器调节到照明灯具使用的电压380V/220V,这样可以有效减少电能的浪费。在照明灯具的使用上,可以使用一些节能灯具,大力推广新型节能灯具的使用,也可以有效延长灯具的使用寿命。在气体放电灯的方面,可以采用电容补偿的办法,提高其功率,降低线损,起到节能的效果。

(2)协同发展集中式和分布式新能源。

储能作为一种新兴技术,可以很好地解决光伏、风电等新能源的波动性和间歇性问题。随着大规模储能技术的提升和储能投资单价的降低,新能源结合储能的开发方式已具备推广价值。根据不同的资源和负荷特性,协同开发集中式和分布式储能和新能源,可以降低电力运输损耗,提高新能源利用小时,提升电网对新能源的消纳能力,从而带来更好的社会效应和经济效应。(增加点光伏储能的描述)

(3)全生命周期深化建筑电气节能。

2019年我国建筑能耗研究报告成果发布数据显示,我国建筑能耗占全国能源消费比重21.11%,位居耗能前列,建筑节能的推广和实践刻不容缓。建筑设计中为了降低能耗,节约能源,充分利用太阳能必不可少。太阳能是一种可再生的清洁能源,充分利用太阳能对建筑设计的可持续发展之路具有很大意义。在实际的设计应用过程中,太阳能的利用可缓解我国当前的能源短缺问题。利用太阳能设备,可以减少对电能、燃气的消耗,从而降低建筑使用中对能耗的需求,减少对自然环境和生态系统的负荷。目前常用的设备形式分为太阳能光伏发电和太阳能热水器等,一般设备的采光板位于屋面,在屋面日照条件较好的区域集中布置。太阳能光伏发电可以用于路灯照明、景观照明、地库照明等,对多余的电能可以通过并网传输给其他有需求的区域,而太阳能热水器可以满足生活中对热水的需求,减少电加热或燃气加热对能源的损耗和对环境的影响。另外在当今的建筑行业中,各种新型节能材料不断出现,需要设计人员对新型节能材料及施工措施有详细的认知。了解不同节能材料的优缺点和施工工艺,并结合项目自身的特点与需求,对材料物理性能和市场价格进行比对分析,从环保、低耗、经济、适用几个角度出发,选择最适当的节能材料和技术措施。

4结语

新能源的有效开发和电气节能措施是能源综合开发利用的重要发展方向。随着技术的提升,大规模新能源的应用和推广已具备条件,相关企业应当积极开发和利用新能源。同时,从全生命周期角度强化电气节能意识,采取节能措施,降低能源消耗,提高企业的经济效益和社会效益,促进我国能源市场的绿色健康发展。

参考文献

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