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能源互联网创新北京雾霾治理模式

时间:2016-12-26 14:19来源: 未知作者:何继江,清华大学能源

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北京霾源主要来自本地
    十月国庆节假期,本是秋高 气爽的季节,雾霾却已经笼罩京 城,从10月初到12月4日,北京已 经经历了8次空气重度污染过程。
    2016年7月8日,环保部环境 规划院发布2015年度全国PM2.5跨 省输送矩阵。2015年,北京PM2.5 来源中,本地污染排放贡献66%, 其中,河北输送占18%,天津、 山东输送分别占4%。这个数据残 酷地告诉我们,即使河北完全不 向北京输送污染物,按照平均水 平,北京的污染物水平也只能减 少三分之一,本地产生的污染物 足以造成严重的雾霾。
    北京市环科院副院长潘涛在 总结阅兵蓝时曾表示,北京本地 PM2.5主要来源于两类污染物,一 个是氮氧化物,另一个是挥发性 有机物(PM2.5的前提物)。这两类 污染物排放来源占第一位的都是 移动源,包括小客车、大货车、 渣土车等。

北京治雾霾需要能源革命
    北京彻底治理雾霾需要能源 革命,把化石能源造成的污染物 排放减少到最小程度。这需要三 大领域的转型,一是电力系统转 型,二是建筑用能转型,三是交 通用能转型。
    电力系统转型。北京的电力 系统最大程度地接纳可再生能源, 北京市区域内不再有化石能源电 厂。目前需要突破的是,北京接 纳外部输入的风电光伏的能力要 提高,二是北京市内的风电光伏, 特别是分布式光伏要大力开发。
    建筑用能转型。城市和乡 村的建筑采暖主要依赖电力和各 种可再生能源供热。北京计划到 2017年实现城六区和通州、大兴、 房山等平原地区基本“无煤化”;到2020年实现全市平原地区基本 “无煤化”,农村使用散煤取暖的 问题基本得到解决。四大燃气热 电厂和燃气锅炉在氮氧化物排放 问题的解决需要控排技术的进步, 以及进一步的电能替代(本文对此暂不做进一步分析)。
    交通用能转型。即公交车辆 和私人汽车基本替换为零排放汽 车,普及电动汽车和燃料电池汽 车,淘汰燃油汽车。飞机燃油替 代比较困难,目前可以先在机场 推广电能替代,下一步可以将生 物燃油作为备选技术方案。
    本文提出北京市交通用能转 型的行动路线图。
    第一,淘汰燃油汽车,加快普 及电动汽车,发展燃料电池汽车。
    建议北京2017年新增10万辆 汽车牌照中燃油汽车少于2万辆, 电动汽车和其他新能源汽车8万辆 以上。
    2020年北京市禁止燃油汽车 上牌照。
    2020年北京实行燃油汽车单 双号限行制,并通过不断提高乘 用车的尾气排放标准和环保税强 制淘汰排放较高的乘用车。
    2030年,北京基本禁止燃油 车上路行驶。
    第二,电动汽车与分布式光 伏协同发展。
    电动汽车所使用电力的增量 全部来自于分布式光伏等可再生 能源。按500万辆电动汽车计算, 每辆车每年用3000度电,总计150 亿度电量,这需要北京有13吉瓦 的光伏为电动汽车提供清洁电力。
    一部分分布式光伏安装在北 京市,另一部分以分布式光伏或 集中光伏电站形式安装在其他地 区,通过绿电交易的形式为北京 的电动汽车充电。
    第三,鼓励车辆共享和低碳 出行。
    鼓励电动汽车、低速电动汽 车、电动自行车、电动踏板车均 采用电子车牌,安装物联网芯片, 接入互联网,鼓励车辆共享。
    鼓励城市公共自行车分享租 赁,鼓励摩拜单车等市场化企业 依托互联网技术开展自行车分时 租赁业务。
    提倡自行车和步行优先,城 市道路中优先建设自行车道。鼓 励建设自行车光伏廊道,提供遮阳 避雨并且能发电的低碳出行道路。
    北京应尽快制定淘汰燃油汽 车的时限。淘汰燃油汽车,并不 是目前的替代技术已经成熟,而 且环境的目标倒逼所要求的。
    近期目标是缓解严重雾霾, 中期目标是达到10微克/立方米的 空气质量,远期目标是《巴黎协 定》所确定的2050—2100年实现 温室气体近零排放,这三大目标 要求最终淘汰燃油汽车。
    APEC蓝和阅兵蓝的单双号限 行举行可以明显缓解雾霾,其效 果已经得到确认。但是我们的目 标并不是北京减少严重雾霾就可 以了,第二阶段目标是PM2.5浓度 达到世界卫生组织(WHO)所提出 的10微克/立方米的标准。
    世界卫生组织认为,PM2.5浓 度小于10微克/立方米是安全值, 在这个水平之上,总死亡率、心 肺疾病死亡和肺癌的死亡率会增 加(95%以上可信度)。我国PM2.5 标准采用世界卫生组织设定过渡 期35微克/立方米的目标。随着经 济的不断发展,人们对环境的要 求越来越高,我国将会采取10微 克/立方米的目标,那就要求包括 燃油汽车在内的各类污染源的排 放控制在极低水平。
    第三阶段目标是应对全球气 候变化所提出的目标,《巴黎协 定》已经于11月4日正式生效,这 份文件明确在本世纪下半叶温室 气体排放实现净零排放。燃油汽 车作为一种规模化的碳排放源, 将最终被淘汰。

能源互联网创新雾霾治理模式
    2016年2月,国家发改委等三 部分联合发布的《关于推进“互 联网+”智慧能源发展的指导意 见》,该文件将“互联网+”智慧 能源简称为能源互联网,强调它 是一种互联网与能源生产、传输、 存储、消费以及能源市场深度融 合的能源产业发展新形态,具有 设备智能、多能协同、信息对称、 供需分散、系统扁平、交易开放 等主要特征。
    该文件提供的思路有两方面 可以有效借鉴到北京的雾霾治理 工作中。一是发展新能源+电动 汽车运行新模式。充分利用风能、 太阳能等可再生能源资源,在城 市、景区、高速公路等区域因地 制宜建设新能源充放电站等基础 设施,提供电动汽车充放电、换 电等业务,实现电动汽车与新能 源的协同优化运行。二是培育绿 色能源灵活交易市场模式。建设 基于互联网的绿色能源灵活交易 平台,支持风电、光伏、水电等 绿色低碳能源与电力用户之间实 现直接交易。挖掘绿色能源的环 保效益,打造相应的能源衍生品, 面向不同用户群体提供差异化的 绿色能源套餐。培育第三方运维、 点对点能源服务等绿色能源生产、 消费和交易新业态。
    2016年7月下旬,国家能源 局发布国能科技[2016]200号文件 《关于组织实施“互联网+”智慧 能源(能源互联网)示范项目的 通知》。文件指出,能源互联网试 点要“充分利用能源互联网的可 再生资源和通信功能,充分借鉴 互联网思维”,这可以概括为三 个核心要素:可再生能源、通信 功能、互联网思维。文件提出了 基于电动汽车、灵活性资源、智 慧用能、绿色能源灵活交易、行 业融合等五种能源互联网试点示 范的典型创新模式。
    基于绿色能 源灵活交易的试点示范可以包括 这样一些创新:绿色能源的灵活 自主平衡交易,实现分布式能源、 分布式储能主体,依托配电网和 互联网交易平台,实现与个人、 家庭级各类微小用能主体间的点 对点实时自主交易。探索开展绿 色能源认证、绿色货币、绿色证 书等绿色能源新型商业模式。开 展分布式光伏直供负荷试点,在 商业电价较高地区,积极开展分 布式电源微平衡交易试点,探索 分布式光伏直供工商业或电动汽 车机制,实现光伏发电“自发自 用、余量交易”。 基于绿色能源灵活交易的能 源互联网试点示范充分体现了可 再生能源、通信和互联网思维等 三个要素,而且把以分布式光伏 为主体的绿色能源灵活交易与电 动汽车协同发展将使北京治理雾 霾产生重大效果。
    按目前计划,北京市2020年 保有40万辆电动汽车,年用电量 估计约12亿千瓦时电量。北京地 区安装100万千瓦的光伏就可以产 生这么多的电量。通过绿色能源 灵活交易体系和新能源+电动汽车 运行新模式,实现电动汽车所用 增量电量均来自可再生能源,实 现电动汽车与可再生能源协同发 展,促进北京的雾霾治理。
    如果到2030年或稍后的将来, 北京市有500万辆电动汽车,则需要 1300万千瓦的光伏为其提供电力。

人人参与绿色电力直接交易
    北京市可以通过绿色电力直 接交易方式促进电动汽车和分布式 光伏协同发展,建议发动互联网的 力量,促使每个市民能够方便参 与,为治理北京的雾霾做出自己的 贡献。建议北京市开展如下行动:
    对企事业单位实行绿电配额 制,根据建设用地规模和能源消 费总量要求安装光伏或购买绿电。
    由北京市安排权威机构,如 北京市节能环保中心对北京的公 共建筑的光伏装机资源进行排查 统计,确定可安装光伏的资源量。
    建设绿色电力开发和交易平台组织开发公众建筑的光伏,市 民可以参与光伏众筹购买光伏。
    市民可以将其光伏所发电售 给电网,领取售电收入和国家补 贴,也可以直接交易方式出售给 其他购电方。
    市民、企事业单位或其他社 会组织可以向电动汽车等减排活 动捐赠绿电。
    第一,关于对重点用能单位 的绿电配额制。
    2015年12月16日,北京市政 府发布了《关于调整〈北京市碳 排放权交易管理办法(试行)〉重 点排放单位范围的通知》(京政发 [2015]65号),根据此通知要求, 重点碳排放单位范围由之前的排 放总量10000吨(含)调整为5000 吨(含)。按目前统计,重点排放 单位的数量为947家。本市行政区 域内年综合能源消费总量2000吨 标准煤(含)以上的单位为报告 单位,需在规定的时间内按照要 求向市发展改革委提交上年度碳 排放报告,其数量为582家。
    如果对这些重点排放单位设 计绿电配额制,要用其所用电力 在2020年必须有5%来自绿电,可 以自建光伏,也可通过绿电直接 交易系统购买光伏等绿电。粗略 估算,仅这些单位的绿电配额将超 过30亿千瓦度电量,可以支撑约 100万辆电动汽车采用绿色电力。
    第二,人人参与光伏众筹。
    企事业单位可以在单位的建 设用地上自行建设分布式光伏, 也可以将屋顶或其他适于建设分 布式光伏的屋顶等资源放到绿电 交易平台上,以众筹的方式鼓励 市民开发光伏。以一人购买一千 瓦光伏进行测算。投资成本目前 大约7000元,采用“自发自发, 余电交易”,北京市白天10—15点 间的工商业的峰段电价约1.4元, 国家每度电有0.42元的补贴,北京 市对2015年至2019年间市域内并 网的分布式光伏项目给予0.3元/千 瓦时市级补助,连续补助5年。这 对于个人来讲,其投资收益远高 于目前的银行存款利率。如果分 布式光伏以众筹方式向市民开放, 将会成为市民的一个有保障的理 财项目。这既有助于治理雾霾, 又有较高的投资回报率,如果有 100万人各购买一千瓦光伏,总量 就是100万千瓦,所发电量可满足 40万辆电动汽车用电需求。
    第三,北京是否有足够的安 装分布式光伏的资源。
    据有关部门测算,全市屋顶 总面积约2亿平方米。如果其中有 一半适于安装光伏,总量即可达 到一千万千瓦。
    按照北京市土地利用总体规 划(2006—2020年),到2020年, 建设用地总规模为3817平方公里, 其中城乡建设用地总量近2700平 方公里, 交通和水利设施用地 1117平方公里。未来随着光伏支 架等技术的发展,在水利设施、 道路上方建筑光伏都将成为可能, 各类露天的停车场都可建成光伏 车棚。建设光伏的土地资源是足 够的。就电力系统而言,北京每 年1000亿度的用电量,几十亿或 100多亿度电的分布式光伏电量在 其中比例很低,电力系统的消纳 能力是足够的。
    治理雾霾,是一场人民战争。
    能源互联网将广泛发动人民 群众,共同推进能源革命。 
(责任编辑:admin)
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