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贵阳市以能源结构调整促进低碳经济发展的思路论文

摘要： 发展低碳经济是我国经济可持续发展的重要途径。本文在梳理贵阳市能源消费及结构的基础上，分析研究现阶段贵阳市能源消费及能源结构调整方面存在的问题，提出了适合贵阳市未来能源结构调整发展路径及促进碳减排的对策，从而推动低碳经济发展。

关键词： 能源 结构调整 低碳经济 对策

1 贵阳市能源消费现状

能源消费情况

贵阳市是一个资源相对匮乏的中心城市，石油、天然气自给率几乎为零，煤炭资源储量相对丰富，但煤炭资源赋存条件差，自给率较低。贵阳水能资源可开发潜力有限，可开发的风能、太阳能等可再生资源相对贫乏，同时又缺少稳定的天然气供给来源，因而以煤为主的能源结构在短期内很难改变。而以煤为主的能源资源禀赋在日益趋紧的全球和国家碳约束下将成为新的劣势。

“十二五”期间，贵阳市能源消费总量从1639万吨标准煤增长到2107万吨标准煤，年均增长。能源消费以第二产业为主，占全市能源消费总量的。2010-2012年的能源消费增长率呈上升态势，2011年达到，为近几年来增速最快的一年；之后国家开始对高耗能产业进行宏观调控，能源消费增速开始下降，2015年能源消费增速为。

能源结构情况

2010年到2015年贵阳市能源消费总量逐步增加，2015年能源消费总量相比2010年增加了。其中2015年煤炭消费总量相比2010年增加了；2015年石油消费总量相比2010年增加了；2015年天然气消费总量相比2010年增加了；2015年电力消费总量相比2010年增加了。

在近年来贵阳市能源消费结构中，煤炭仍是最主要的能源消费品种，2010年以后比重始终维持在30%以上。

2010年及2015年贵阳市能源消费结构中的煤炭、石油、天然气、电力的比重分别为、、、和、、、。

2 贵阳市能源消费及结构方面面临的问题

贵阳是一个典型的能源受端城市，主要能源更多依赖外部调入，原煤、本地电力产量有限，油品、天然气则完全依赖外部调入。

贵阳市仍处于工业化中期阶段，经济总量相对较小，发展经济、改善人民生活仍然是首要任务，能源消费还将持续增长。贵阳市煤炭资源仅能满足40%左右的需求；成品油供应主要由中石油、中石化统一调拨，天然气依靠“中缅”及“中卫”长输管道输送；“十二五”期间一次能源自给率为18%左右。新能源资源禀赋较差，难以在短期内大幅提升。以煤为主的能源消费结构短期难以改变，二氧化碳减排面临巨大挑战。

贵阳市2015年能源消费总量为万吨标准煤，其中煤炭、石油、电力及天然气消费量占比分别为：34%、31%、30%及5%。

能源消费结构高碳特征明显

煤炭消费占比较大

贵阳市2015年煤炭消费总量为万吨标准煤，在贵阳市能源消费总量中占比最高，达到34%。

由于煤炭温室气体排放因子在化石能源中最大，因此应有效降低其消费占比，提高非化石能源比重、寻求天然气等替代燃煤的途径。但贵州省是我国长江以南的主要产煤区，煤炭使用优势明显，而且火电、建材、化工等高耗能行业的煤炭用量短期内不会减少甚至会出现一定量的增长，对贵阳市减少碳排放造成较大压力。

石油消费量持续增加

贵阳所有石油都靠省外调入，主要通过管道、铁路、公路运输。贵阳市2015年石油（包含汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气和石油制品）消费量为万吨标准煤，占贵阳市能源消费总量的。作为国家绿色循环低碳交通城市区域性试点城市，贵阳市目前公共交通营运车辆推广使用LNG、甲醇、气电（油气）混合动力的改造已完成，私家车辆推广使用新能源汽车的相关配套设施尚不完善，暂不具备大规模推广使用条件。随着汽车保有量的不断增加，社会对石油的消费需求进一步增强，石油消费量持续增加，比重可能会提高。而石油作为温室气体排放因子较高的能源，其用量的持续增加，是贵阳市实现低碳发展面临的又一难题。

可再生能源开发潜力有限

根据《贵州风能资源详查和评估报告》成果，贵阳市有一定的风能资源，主要集中在花溪、修文、息烽、乌当、清镇等地，能进行少量开发利用。贵阳市水能资源较为丰富，但开发利用程度较高，进一步开发的空间十分有限。由于贵阳市自身资源禀赋原因，风能、太阳能等可再生能源匮乏，开发难度大，开发空间十分有限。

天然气消费比重较低

“十二五”期间，贵阳市已基本完成焦炉煤气的置换工作。随着各地LNG供气站的建设以及长输管道天然气入黔，贵阳市城市燃气气源结构调整成以天然气为主、其他气源为辅的格局。

贵阳市2015年天然气消费量为万吨标准煤，仅占能源消费总量的。

作为清洁能源的天然气占比较低，目前贵阳市的天然气消费以民用建筑物为主，工业的天然气使用比例不高，天然气消费与全国、世界的平均水平差距较大。同时，贵阳市天然气价格调控机制不完善，价格调节作用没有充分发挥，目前的天然气价格机制并没有充分体现其对天然气消费结构的调节作用，用气结构不合理，市场发展不能统筹兼顾。

能源价格形成机制不合理

煤炭是能源活动中温室气体排放的主要来源，在常规能源品种中其排放因子最高，因此，对煤炭消费量的有效控制是实现减少碳排放控制的有效途径。

在煤炭使用方面，“十二五”时期，贵阳市提出要优化能源结构、合理控制煤炭消费总量，并采取了一系列的.政策措施，但因为煤炭的价格优势以及经济快速增长的需要，煤炭消费总量2010-2015年均增速，虽低于同期能源消费总量增速个百分点，但实际控煤措施取得的效果并不明显。

我国目前的能源比价关系特征为煤炭较油气价格偏低。因此在煤炭的主要替代能源方面，由于天然气价格调控机制不完善，价格调节作用没有充分发挥，导致天然气价格偏高，除部分经济效益好的企业自觉进行燃煤改燃气外，多数企业出于自身成本考虑，都不会主动寻求改变，更多只能依靠政策推动企业实施煤改气工程。

能源价格形成机制不合理，导致的煤炭价格相对较低，天然气价格高，光伏发电和风力发电成本高，都是阻碍贵阳市能源结构优化的主要障碍。

人口快速增长导致生活能源消费量增速过快

人口城镇化加快，经济增长比预期的快，对资源的需求超过预期，环境压力增大。人口增长是影响能源消费的长期因素，随着城镇化率、经济水平和生活水平的提高，人们对能源的需求亦在快速增长，2010年到2015年，贵阳市平均人均生活消费能源能耗从人增加到人，生活能源消费总量从万吨标准煤增加到万吨标准煤，而且生活能源消费对经济总量贡献率几乎为零，加大了贵阳市能源消费总量和强度控制难度。

技术节能潜力有限

“十二五”期间，贵阳市节能目标任务全面完成，淘汰落后产能力度逐年增强。2011年—2015年，全市淘汰落后产能万吨。由于“十二五”时期贵阳市落后产能淘汰已基本结束，继续挖潜的潜力不足，工业部门的节能潜力已非常有限。

3 实施能源结构调整促进低碳经济发展的对策

加大对可再生能源利用的鼓励力度

贵阳可再生能源政策应加大对太阳能和生物质能发电项目的鼓励力度。扩大其他可再生能源的投入项目数量，加大财政补贴和税收优惠力度，更多地将政策的关注点转向太阳能等其他的可再生能源，降低其他可再生能源的度电成本，使可再生能源产业实现均衡发展。

合理开发可再生能源

虽然加大可再生能源的投入能够有效地减少煤耗，带来环境效果，但由于可再生能源的开发和利用技术不够成熟，其成本较高，过分地扩大可再生能源比例也会带来成本的过度增长，因此应该在环境效果和成本增长之间找到平衡点，确定较为合适的可再生能源比例。

限制煤炭等化石能源使用量

优化电源结构，严禁新增燃煤发电机组，严控新增煤炭消耗项目。加大扶持力度，对工业企业进行“煤转气”改造，完善工业企业“煤转气”价格补偿机制。制定民用燃煤使用政策，严格限制民用燃煤的使用量，并在城镇逐步取缔民用燃煤的使用。

提高天然气等清洁能源使用率

随着“中缅油气输送管道”及“中贵联络线”分别建成通气，贵阳天然气使用量逐年提升。加快贵阳燃气管网等基层设施建设，扩大天然气使用范围，由中心城和新城向乡镇及农村地区拓展。利用天然气助推贵阳市能源结构向清洁、低碳转型。

参考文献：

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随着科技的不断进步与发展，风电技术越来越受到企业及研究人员的重视，下面我整理了风力发电机技术论文，欢迎阅读!

风电储能技术分析与研究

[摘 要]本文首先概述了风力发电储能技术，然后详细阐述了风力发电储能技术的具体应用。随着我国对于能源需要的不断增大，风能的作用也就显得越来越重要了。因此，研究风力发电系统中储能技术就具有非常重大的现实意义。

[关键词]风力;发电系统;储能技术;

中图分类号：TM614 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2015)15-0376-01

一、前言

随着科技的不断进步与发展，风电储能技术越来越受到企业及研究人员的重视，本文着重就该部分内容进行了研究。

二、风力发电储能概述

能源是整个世界经济发展的重要基础，人类社会的发展与能源开发利用是息息相关的，人类历史上每次使经济产生质的飞跃都是从新型能源的利用开始的。经济的发展对能源的需求量越来越多，而今使用的传统化石能源消耗速度远远大于自然自身补给速度，从而导致传统能源逐渐趋于枯竭，同时由于能源的不合理开法和利用所排放的有害气体导致环境破坏日益严重。从社会的可持续发展战略来看，开发和利用可再生能源替代传统化石能源是能源结构调整的重要发展方向。因此，世界各国必须寻求一种可再生能源来代替日益匮乏的传统化石能源，在过去的半个多世纪，储量丰富、分布广泛、无污染、使用便利的风能已经受到极大的关注，并被确认为最有前途的替代能源。随着人类对风能的开发和利用，风力发电市场迅速发展起来，进入 20 世纪九十年代以来，世界各国掀起了风力发电应用的新浪潮，风力发电在全球范围内得到前所未有的发展。

我国风能资源丰富、分布广泛，主要分布在新疆、内蒙古等北部地区和东部沿海地区及附近岛屿，这些地区工业污染和能源紧缺问题也比较严重，风电并网的开发利用成为解决这一问题的重要策略之一。但是由于风能的间歇性和随机性，风电功率随着风速大小变化而随机波动，尽管大电网允许一定容量波动的风电功率并网，一旦超过一定容量，其功率的波动就影响电网运行的稳定性，随之带来谐波污染、闪变等影响电能质量，为保证电网运行的可靠性和电能质量的优质性，电网不能接纳超过一定容量的风电电能，从而导致无法并网的风电被舍弃，这一状况严重阻碍了我国风电的大规模发展。据国家电监会公布的《风电、光伏发电情况监管报告》和电科院关于电网接纳风电能力的论证报告，可知目前我国大规模风电并网和电网接纳的矛盾日益突出。

三、风电储能技术

现有的储能技术主要包括物理储能、化学储能、电磁储能和相变储能等四种类型。物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等，电磁储能包括超导磁储能(SMES)和超级电容储能等，化学储能包括铅酸电池、锂离子电池和钠硫电池等，相变储能包括冰蓄冷储能和相变建筑材料储能等。各种储能的功率/能量特性及其适应范围不同。需要说明的是，与其他储能方式相比，相变储能并非以电能形式释放存储的电能，且其功率/能量等级涉及的因素很复杂，因而此处不予讨论。但是，随着智能电网的推进，其将在需求侧管理(DSM)方面发挥重要作用。

根据不同储能方式的能量/功率等级、响应速度、经济性等特点，其可应用于电力系统的削峰填谷、调频/调峰、稳定控制、改善电能质量乃至紧急备用电源等不同场合。

四、风力发电储能技术的具体应用

1、利用储能系统增强风电稳定性

增强电力系统稳定性的根本措施是改善系统平衡度，储能系统能够快速吸收或释放有功及无功功率，改善系统的有功、无功功率平衡水平，增强稳定性。针对电压稳定性问题，储能系统改善电压稳定性并增加系统的风电接入容量问题，但该文仅对储能系统做了理想的假设，缺乏有效的动态仿真及理论分析。利用超导储能和超级电容储能系统增强风电稳定性的问题，设计了相应的控制策略，结果显示，超导储能和超级电容储能系统均能有效降低风电并网PCC的电压波动，平滑风电机组的有功输出，增强系统稳定性。频率稳定性问题的研究主要集中在储能系统平滑风电输出功率方面。研究表明采用超导储能系统改善频率稳定性问题，仿真结果表明，超导储能系统在文中既定的条件下使得系统的最大频率偏差从降为，有效改善了系统的频率稳定性，且超导储能系统容量越大系统频率偏差越小。

2、利用储能系统增强风电机组LVRT功能在风电机组比例较高的电力系统中，LVRT是影响系统稳定性的关键因素之一。通过对有、无LVRT功能的风电机组在故障情况下的电网电压恢复情况的比较，结果显示，有LVRT功能的风电机组并网能够有效解决风电并网所产生的电压稳定性问题，有利于系统稳定性的增强。

3、利用储能系统增加风电穿透功率极限

不同电网，限制WPP水平的主导因素不同，采用的储能系统也不同。很多研究人员探讨了采用飞轮储能、电池储能和超导储能系统增加WPP的问题，结果表明，这3种储能系统都能有效增加系统的WPP，并能改善PCC的电压波动性，在冬季大方式和夏季小方式两种极端工况下，频率偏移和线路功率约束是限制WPP的主要因素。

4、利用储能系统优化风电经济性

随机波动的间歇性风电接入电网，将导致系统备用容量增加，系统运行经济性降低。合适的储能系统能够有效解决这一问题，实现电网与风电场的双赢。此外，在电力市场环境下，风电的竞争力较差，采用储能系统配合风电场运行，能够实现风电效益最大化。

五、风电储能展望

受自然条件限制，可再生能源发电具有很大的随机性，直接并入电网会对系统造成一定的冲击，增加系统不稳定的因素。因此，通过研发高效储能装置及其配套设备，与风电、光伏发电机组容量相匹配，支持充放电状态的迅速切换，确保并网系统的安全稳定已成为可再生能源充分利用的关键。

储能技术将在平抑、稳定风能发电或太阳能发电的输出功率和提升新能源的利用价值方面发挥重要作用。风电、光伏等可再生能源发电设备的输出功率会随环境因素变化，储能装置可以及时地进行能量的储存和释放，保证供电的持续性和可靠性。在风力发电中，风速的变化会使原动机输出机械功率发生变化，从而使发电机输出功率产生波动而使电能质量下降。应用储能装置是改善发电机输出电压和频率质量的有效途径，同时增加了分布式发电机组与电网并网运行时的可靠性。分布式发电系统可以与电网连接，实现向电网的馈电，并可以提供削峰、紧急功率支持等服务。而一些可再生能源分布式发电系统，受环境因素的影响较大，因此无法制订特定的发电规划。

针对变速风电机组设计了附加频率控制环节进行研究，分别通过对转子和风轮机的附加控制，使得DFIG对系统的一次调频有所贡献。针对这些控制方案将降低风电机组效率的缺陷，采用飞轮储能系统辅助风电机组运行，通过对飞轮储能系统的充放电控制，实现平滑风电输出功率、参与电网频率控制的双重目标，并通过仿真验证了方案的可行性。

六、结束语

加强对风电储能技术的研究，可以使风电储能更加完善，使风能发电更加实用，是非常具有现实意义的研究。

参考文献

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[2] 盛文仲.浅谈风电储能技术[J].电力系统保护与控制.2012(3)：16-18.

[3] 王文鹏.风电储能技术分析[J].电网与清洁能源.2013(6)：66-69.

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我国东南沿海地区风能资源较丰富，年平均风速为4m/s。这些地区乡镇工业发展迅速，用电量较大，常规能源贫乏，部分电网通达的地方缺电也较严重。为满足农田灌溉、水产养殖和盐场制盐等低扬程大流量提水作业的需要，当地用户已在使用一些低扬程风力提水装置。如福建省莆田地区利用风力提水制盐，天津市郊区利用风能排咸和育苗，山东省新泰市的风力—空气泵农田灌溉等，都取得了一定的经济效益。在上述地区推广应用风力提水机组，对农业、渔业和副业生产的发展具有重要的意义。另一方面，我国内陆风能资源较好的区域，如内蒙古北部、甘肃和青海等地的年平均风速为4~6 m/s，3~20 m/s的风速累计4000~5000h/年。这里是广大的草原特区，人口分散，难通电网。利用深井风力提水机组为牧民和牲畜提供饮水或进行小面积草场灌溉，对于改善当地牧民的生活、生产条件具有明显的社会效益。此外，甘肃、新疆北部及松花江下游也属于风能丰富区，适合发展风力提水。我国从20世纪80年代初就把小型风力发电作为实现农村电气化的措施之一，主要研制、开发和示范应用小型充电用风力发电机，供农民一家一户使用。目前，1 kW以下的机组技术已经成熟并进行大量的推广，形成了年产1万台的生产能力。近10年来，每年国内销售5000~8000台，100余台出口国外。目前可批量生产100、150、200、300和500W及1、2、5和10 kW的小型风力发电机，年生产能力为3万台以上，销售量最大的是100~300W的产品。在电网不能通达的偏远地区，约60万居民利用风能实现电气化。截至1999年，我国累计生产小型风力发电机组18 .57万台，居世界第一。我国大型风力发电机组的研究制造工作正在加快发展。中国一拖集团有限公司与西班牙电力公司美德（MADE）再生能源公司成立的一拖—美德（MADE）风电设备有限公司，西安航空发动机公司与德国恩德（NORDEX）公司成立的西安维德风电设备有限公司分别生产了1台660 kW600 kW的主发电机组，并已经安装在辽宁营口风电场并网发电运行。这两台机组的国产化率达到40%。另外，浙江运达风力发电设备厂在生产200 kW风力发电机组的基础上又生产出了4台250 kW风力发电机组，安装在广东南澳风场运行，这是我国具有自主知识产权、运行状况最好的机组。风力发电场继续增多，装机容量继续增加。从我国风电场的建设历史来看，1986年4月由航空部和山东省计委拨款建设的第一个风电场在山东荣城发电后，全国各地陆续引进机组建设风电场，装机容量逐年增加。1990年累计装机4000 kW，最大的机组单机容量为200 kW；1993年累计装机万kW，单机最大为500 kW；1995年累计装机3 .75kW；到1997年底全国风电场装机433台，容量达到16 .67万kW，单机最大为600 kW；1998年总装机容量达到万kW；1999年达到万kW。风力发电机组单机容量逐年加大。风电场内安装的国产机组主要有两种：一种是科技攻关的样机或后续生产的几台机组，由于技术和质量问题，需要继续改进；另一种是与国外厂商合作生产的，有些部件用国产的替代基本上能够正常运行。进口机组多是较成熟的商品机组，可靠性高，这种机组主要有变桨距调节型和定桨距失速调节型两种，单机容量在1996年以前是150~300 kW，后来安装的主要是600 kW级机组。