并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳綜合效益的研究

廖每雯（黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司，青海 西寧 810000）

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并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳綜合效益的研究

廖每雯
（黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司，青海 西寧 810000）

摘 要：太陽(yáng)能屬于一種常見的清潔型能源，利用太陽(yáng)能來進(jìn)行光伏發(fā)電有助于促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)向低碳化發(fā)展的趨勢(shì)，這對(duì)于我們不斷推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展社會(huì)具有重大的意義與價(jià)值。本文通過分析和研究并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳化綜合效益，來表明其與傳統(tǒng)常規(guī)的發(fā)電方式來進(jìn)行比較，并網(wǎng)光伏發(fā)電形式有著強(qiáng)大的低碳化綜合效益的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，有利于促進(jìn)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境，同時(shí)加快社會(huì)可持續(xù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng)光伏發(fā)電工程；低碳綜合效益；研究

0. 引言

當(dāng)前，減少排放，抵制霧霾已經(jīng)成為我國(guó)治理環(huán)境嚴(yán)重污染的行動(dòng)目標(biāo)，從我國(guó)二氧化碳的排放結(jié)構(gòu)上來看，中國(guó)的電力行業(yè)不僅排放量相當(dāng)大，并且增長(zhǎng)速度快，其所占的比例也呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)，所以，我國(guó)電力行業(yè)的低碳型發(fā)展必須要成為中國(guó)進(jìn)行節(jié)能減排的主要力量，其在面臨著重大的節(jié)能減排任務(wù)時(shí)，還具有明顯的節(jié)能減排的巨大空間。因此，怎樣在保證我國(guó)電力行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的環(huán)保目標(biāo)是目前中國(guó)電力行業(yè)將要面臨的重大課題。

1. 關(guān)于低碳

1.1 低碳的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

低碳也有其兩面性，單從其節(jié)能減排的方面來講，它可以有效地控制二氧化碳的排放量，有利于對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)。在并網(wǎng)光伏發(fā)電工程中，實(shí)現(xiàn)低碳可以使得傳統(tǒng)常規(guī)的能源發(fā)電被光伏發(fā)電所取代，有助于大大減少碳的排放量。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來講，低碳有利于推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，在并網(wǎng)光伏發(fā)電工程中，光伏發(fā)電的網(wǎng)上銷售能夠獲取很大的經(jīng)濟(jì)收入，從而促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，這些都屬于低碳的優(yōu)點(diǎn)，也就是其積極的因素。但是，低碳也有其消極的一面，因?yàn)樵诘吞嫉膶?shí)現(xiàn)過程中，有時(shí)反而會(huì)增加碳的排放量，比如在光伏發(fā)電系統(tǒng)的原材料生產(chǎn)制造、交通運(yùn)輸以及安裝調(diào)試的過程之中由于消耗了大量的能量，于是間接地會(huì)產(chǎn)生碳排放，造成對(duì)環(huán)境的污染，另外，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看，利用光伏發(fā)電的前期經(jīng)濟(jì)投入會(huì)比較大，所以，這些就算是實(shí)現(xiàn)低碳過程中所產(chǎn)生的消極影響，也就是其缺點(diǎn)。

1.2 低碳的正負(fù)效應(yīng)及其綜合效益

低碳的積極因素可以產(chǎn)生低碳的正面效應(yīng)，也就是減少對(duì)碳的排放量，同樣的，低碳的消極因素所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，也就是對(duì)碳的排放。在利用光伏進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)之中，所有的低碳正負(fù)效應(yīng)的代數(shù)之和，也就是所謂的光伏發(fā)電的低碳化效應(yīng)，這種低碳化效應(yīng)是通過對(duì)碳的交易來獲取經(jīng)濟(jì)收益的，即并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳效益。而在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的積極因素所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)正面效益以及其消極因素造成的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的負(fù)面效益，在并網(wǎng)光伏發(fā)電的工程系統(tǒng)之中，所有的經(jīng)濟(jì)方面的正負(fù)效益的代數(shù)之和，也就是所謂的利用并網(wǎng)光伏發(fā)電所帶來的經(jīng)濟(jì)收益。同時(shí)，并網(wǎng)光伏發(fā)電的低碳型效益和經(jīng)濟(jì)型效益的總和，就是通過并網(wǎng)光伏發(fā)電所產(chǎn)生的低碳化綜合效益。

2. 探析并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳綜合效益所帶來的影響

2.1 并網(wǎng)光伏發(fā)電的收益對(duì)低碳化綜合效益的作用與價(jià)值

并網(wǎng)光伏發(fā)電相當(dāng)于在發(fā)電側(cè)節(jié)約了傳統(tǒng)常規(guī)火電機(jī)組的一部分能源的消耗，也就是減少了把化石燃料作為主要燃料的電力能源基地中二氧化碳的排放，另外，利用光伏發(fā)電還可以在網(wǎng)上進(jìn)行銷售，這樣可以帶來一筆不小的經(jīng)濟(jì)收益，從這里可以看出，并網(wǎng)光伏發(fā)電對(duì)于二氧化碳的減排以及經(jīng)濟(jì)效益的價(jià)值都起到了積極方面的影響，也就是說并網(wǎng)光伏發(fā)電所帶來的所有收益都屬于低碳化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的積極因素。同時(shí)，二氧化碳的減排量與經(jīng)濟(jì)效益的多少和并網(wǎng)光伏發(fā)電量的大小有著緊密的關(guān)系。通常在一定的范圍之內(nèi)，并網(wǎng)光伏發(fā)電量越大，那么其低碳以經(jīng)濟(jì)效益也就越明顯，低碳化綜合效益也就隨之更加突出。

2.2 利用并網(wǎng)光伏發(fā)電所產(chǎn)生的成本對(duì)低碳綜合效益的不良影響

并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的成本可以分為低碳方面的成本與經(jīng)濟(jì)方面的成本，兩者都包含初始成本以及年運(yùn)行維護(hù)成本兩個(gè)組成部分。雖然并網(wǎng)光伏發(fā)電能夠生產(chǎn)出綠色電能，可是其光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)本身就是一個(gè)高耗能的電力產(chǎn)業(yè)，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)各個(gè)部件所需要的原材料在其開采、冶煉以及加工、生產(chǎn)、制造等這些環(huán)節(jié)當(dāng)中都會(huì)消耗掉大量的電能，并且這些在二氧化碳的排放鏈條當(dāng)中都需要分擔(dān)一定量對(duì)碳排放的任務(wù)。并且，因?yàn)椴⒕W(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的自身特殊性特征，在其運(yùn)行與維護(hù)的過程之中，同樣也需要分擔(dān)出一部分二氧化碳的排放，在這個(gè)角度來說，并網(wǎng)光伏發(fā)電的成本因素是一個(gè)低碳化發(fā)展的弊端。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來看，并網(wǎng)光伏發(fā)電之前，必須要投入前期所需的大量資金支持，另外，其運(yùn)行過程中的維護(hù)成本也是不可忽視的一大問題，這也就說明了，并網(wǎng)光伏發(fā)電的成本因素同樣也屬于經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面的一個(gè)弊端。

2.3 發(fā)電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的損壞改善效益對(duì)并網(wǎng)光伏發(fā)電的低碳化綜合效益的意義

通常情況來講，從集中的發(fā)電廠距離負(fù)荷中心區(qū)之間的路程相對(duì)會(huì)比較遠(yuǎn)，這就使得電能在傳輸?shù)倪^程之中損耗會(huì)比較大，但是并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般都是安裝在負(fù)荷中心區(qū)的附近或者周圍，這樣能夠減少一些電能在遠(yuǎn)距離傳輸中的損耗，所以，從電能傳輸?shù)慕嵌葋碚f，并網(wǎng)光伏發(fā)電可以有效地實(shí)現(xiàn)直接形式的節(jié)能減排。另外，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)會(huì)接入到電網(wǎng)中，尤其是接入進(jìn)配電網(wǎng)中，來改善其系統(tǒng)的整體潮流分布情況，從而達(dá)到改善整體系統(tǒng)損耗水平的效果，并最終實(shí)現(xiàn)既節(jié)能又減排。通過實(shí)踐證明，一般情況下，并網(wǎng)光伏發(fā)電都會(huì)有力地促進(jìn)其系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損壞水平的改善，從而降低其造成的損耗，這就相當(dāng)于是節(jié)約了一回發(fā)電側(cè)的能源使用，減少了對(duì)二氧化碳的排放量，可是，在一定的負(fù)荷水平之下或者在一定的光伏的滲透率的條件之下，并網(wǎng)光伏發(fā)電也會(huì)增加對(duì)于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的損耗。

2.4 光伏發(fā)電系統(tǒng)的備用容量成本對(duì)低碳化綜合效益的影響

并網(wǎng)光伏發(fā)電具備隨機(jī)與間歇的特性，為了確保并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)以及整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)自身必須要維持一定的以防萬(wàn)一的備用容量，來應(yīng)對(duì)緊急突發(fā)事件和故障的現(xiàn)象出現(xiàn)，比如因?yàn)橐恍┨鞖夥矫娴囊蛩?，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的有功出力就會(huì)突然之間減少，這是用其備用容量將其所需要的光伏出力與符合之間功率的缺口進(jìn)行填補(bǔ)，就可以繼續(xù)保持其整體系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。顯而易見，這種備用容量需要消耗掉一定的低碳經(jīng)濟(jì)的成本，所以，它屬于一把雙刃劍。

3. 并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的接入方式

按照并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的運(yùn)營(yíng)模式、接入的電壓等級(jí)一級(jí)接入點(diǎn)的位置就可以來確定其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，一般會(huì)有以下兩種接入方式：第一，接入公共電網(wǎng)，這種接入方式適用在統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷的運(yùn)營(yíng)模式之下的并網(wǎng)光伏發(fā)電工程，其公共的連接點(diǎn)屬于公共電網(wǎng)的配電箱或者線路，而公共電網(wǎng)配電室與箱變低壓母線，使得并網(wǎng)點(diǎn)與產(chǎn)權(quán)的分界點(diǎn)處于同一點(diǎn)。這種接入方式計(jì)量比較簡(jiǎn)單，而且維護(hù)、調(diào)度以及管理方面比較方便。第二，接入用戶電網(wǎng)，這種接入方式適用于合同能源的管理模式之下以及自發(fā)自用的模式之中，它的接入點(diǎn)是用戶的配電箱或者線路，而用戶配電室與箱變低壓母線，使得并網(wǎng)點(diǎn)與產(chǎn)權(quán)的分界點(diǎn)不處在同一個(gè)點(diǎn)上，這種接入方式需要將每棟樓的屋頂光伏電源作為一個(gè)單位，在進(jìn)入到樓內(nèi)低壓用戶的配電箱之后，再將每棟樓內(nèi)的配電箱的低壓入口處作為一個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，并通過低壓的線路接入到周圍區(qū)域范圍之內(nèi)的公共電網(wǎng)中。

結(jié)語(yǔ)

如今，在電力行業(yè)的減排之路上，對(duì)于新能源的開發(fā)與利用起到了關(guān)鍵性作用，尤其是光伏發(fā)電，它有著資源豐富、清潔以及可再生等天然優(yōu)勢(shì)，在低碳化方面具備強(qiáng)大的潛力。與此同時(shí)，我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)也在飛速的發(fā)展中，在這個(gè)大背景與前提下，對(duì)于并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的碳減排效益以及經(jīng)濟(jì)效益的重新分析與研究，對(duì)于我們實(shí)現(xiàn)低碳化的綜合效益有著極其重要的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和指導(dǎo)建議。

基于我國(guó)對(duì)于節(jié)能減排以及低碳電力方面的發(fā)展要求，本文探究了并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的低碳化綜合效益。利用全壽命周期的低碳化效益的相關(guān)理念，從并網(wǎng)光伏發(fā)電的收益、成本以及系統(tǒng)網(wǎng)損的改善效益、備用容量成本等方面進(jìn)行了分析與研究，探索了并網(wǎng)光伏發(fā)電工程的二氧化碳排放量以及其減排的特點(diǎn)和其所形成的低碳經(jīng)濟(jì)效益，并且還提出了關(guān)于低碳的兩面性，其積極與消極方面的因素以及正負(fù)面的效應(yīng)概念，把低碳化的綜合效益劃分為并網(wǎng)光伏發(fā)電的成本、獲益、系統(tǒng)網(wǎng)損改善效益以及備用容量的成本這4個(gè)環(huán)節(jié)，這些對(duì)于中國(guó)的低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)與指導(dǎo)意義，有利于促進(jìn)可持續(xù)社會(huì)的不斷發(fā)展。

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中圖分類號(hào)：F426

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