登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
基于碳交易的电-热-气综合能源系统低碳经济调度(DOI: 10.7500/AEPS20171220005)秦婷,刘怀东,王锦桥,冯志强,方伟
1研究背景
电力是我国能源消耗的重点行业,其CO2的排放量占全国排放总量的50%左右,因此电力行业具备较大的减排潜力,推行低碳电力有利于促进我国低碳经济的发展。随着各类新能源发电和天然气发电的快速发展,综合能源系统(integrated energy systems, IES)成为提高清洁能源使用比重、实现减排目标的支撑技术,同时碳交易机制被认为是可兼顾电力经济性和低碳环保性的有效手段。
(来源:微信公众号 电力系统自动化 ID:AEPS-1977 作者:编辑部)
EH最早由苏黎世联邦理工学院的Geidl和Andersson提出,它是一种可以满足多种能量需求的能量转换单元。基于EH模型,可以清晰得出IES的架构及其中的能量流动。本文构建的EH模型如图1所示,能量供给侧有风电、电力网络和天然气网络;能量转换组件有P2G设备、燃气轮机和燃气锅炉;负荷侧配备有储电、储热、储气装置。其中,绿线、红线和蓝线分别对应电力、热力和燃气能量流动情况。
图1 EH模型
本文针对图1给出的电-热-气联供IES,建立了基于碳交易的低碳经济调度模型。首先,立足于能源集线器(energy hub, EH)模型构建了电-热-气联供的IES架构;然后,搭建了适用于该IES的阶梯型碳交易成本计算模型;接着,以碳交易成本与能源成本之和最小为目标函数,考虑系统网络约束和系统内各元件的运行约束,构建了IES低碳经济调度模型。通过算例比较了阶梯型低碳经济调度、统一型低碳经济调度和传统经济调度模型的调度结果,分析了3种模型下的两种成本和外购能源数据,验证了本文所提模型的合理性和有效性。最后,研究了碳交易价格和耦合元件容量对系统调度结果的影响。
2IES碳交易成本计算模型
2.1 碳交易机制及其分配原则
碳交易是通过建立合法的碳排放权并允许对其进行买卖,从而实现碳排放量控制的交易机制。在碳交易机制下,碳排放量成为可以进行自由交易的商品。政府或者监管部门以控制碳排放总量为目标,首先为各个碳排放源分配碳排放份额。各碳排放源根据分配份额制定和调节生产计划,若在生产过程中产生的碳排放量高于分配份额,则需从碳交易市场内进行购买;若碳排放量低于分配份额,则可将多出的碳排放额在碳交易市场上出售,根据当日的碳交易价格(即单位碳排放量价格)获得相应收益。碳交易机制利用市场手段对碳排放量进行控制,可极大地激发企业节能减排的积极性。对于电力行业,一般采用无偿为主的方式进行初始碳排放额的分配。初始无偿的碳排放份额与系统发电量相关联,对于超出或者不足的部分可进行碳交易。
2.2 IES碳交易成本计算模型
本文认为IES从电力网络购得的电力均为火电机组发电。因此对于电-热-气联供的IES,存在3个碳排放源:外购的电力、燃气轮机和燃气锅炉。IES的无偿碳排放额由外购电力和燃气轮机发出的电力确定,IES实际碳排放量与设备的输出功率有关,由燃煤和燃气的碳排放系数确定。为了加强对碳排放总量的控制,本文构建了阶梯型碳交易成本计算模型。以分配到的无偿碳排放额为基准,规定若干排放量区间,排放量越大的区间对应的碳交易价格越高。
3基于碳交易的IES低碳经济调度模型
IES低碳经济调度模型考虑一日24h的系统调度问题,以IES外购能源成本、碳交易成本之和最小为目标函数,以功率平衡约束、设备运行约束和外部网络约束作为求解条件对模型进行构建。
由于碳交易成本的引入,系统实际碳排放量为二次函数,因此本文所构模型为混合整数非线性规划问题。在对模型求解时,将实际碳排放量进行分段线性化处理,对每个分段区间,调度模型变为混合整数线性规划问题,可利用成熟的数学规划优化器Gurobi进行求解。
4IES低碳经济调度模型的优化效果
本文对比分析了三种模型的调度结果:①考虑阶梯型碳交易成本的低碳经济调度模型;②考虑统一型碳交易成本的低碳经济调度模型,统一型碳交易成本不对碳排量进行区间划分;③在阶梯型碳交易模式下,仅以外购能源成本最小为目标函数的传统经济调度模型。调度结果表明低碳经济调度可减少系统碳排量,其中阶梯型碳交易成本模型对碳排量具有最严格的约束,并且仍可保证IES的经济性。
本文进一步研究了碳交易价格和耦合设备容量对调度结果的影响:
1)碳交易利用市场手段实现碳排放量控制,使各企业主动减排以获取碳交易收益,手段合理有效。基于阶梯型碳交易成本的IES低碳经济调度模型对碳排放量具有更严格的控制作用,同时兼顾了系统整体的经济性。
2)低碳经济调度模型对碳交易价格变化反应敏锐,可根据碳交易价格协调系统的碳交易成本和能源成本。在一定范围内,碳交易价格的上升可使系统运行总成本下降。
3)耦合元件的容量变化影响低碳经济调度结果。在一定范围内,P2G容量增加,提高系统对风电的消纳,使能源成本下降,但对碳交易成本无影响。燃气轮机在IES中的能源利用率得到大幅提升,其容量增加使得能源成本和碳交易成本均有所下降。
本文仅计算了固定阶梯区间长度和阶梯型碳交易价格增长幅度下的碳交易成本,而两种因素影响着低碳调度模型对碳排放量的控制作用。随着全国碳交易体系的启动,政府对电力行业的碳约束也将更为严格,因此如何为低碳经济调度模型设置最合适的阶梯区间长度和价格增长幅度是一个有意义的研究方向。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
3月13日,甘肃省首家绿电绿证“一站式”服务站——国网平凉供电公司米祥仁绿电绿证服务站正式揭牌运营。据了解,近年来,国网平凉供电公司先后促成了省内首笔国际绿色碳交易,牵头推进西北首个“碳普惠制”城市,建成西北首个经权威认证的“零碳”供电所和“零碳”变电站,打造西北首个“碳服务营业厅
北极星售电网获悉,3月11日,湖北省人民政府办公厅关于印发《湖北建设全国碳市场中心实施方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,到2027年,碳市场政策体系进一步完善,市场流动性进一步增强,交易规模进一步扩大,中碳登国家级基础设施平台功能进一步发挥,碳金融功能进一步拓展,湖北区域
就在刚刚,万众期待的新CCER终于迎来的首次签发!预计快的话,今天就能实现交易,新一轮碳交易市场热点即将来袭!(来源:老汪聊碳中和)恭喜三峡新能源,成为首个完成CCER最终签发的公司。该项目为三峡新能源江苏如东H6(400MW)海上风电场项目,签发的总CCER量为1,499,094吨。后续还有近
在全球气候变化和“双碳”目标的背景下,高耗能行业作为碳排放的主要来源,正面临着前所未有的减排压力。钢铁、水泥、化工、电力等行业不仅是国民经济的重要支柱,也是碳减排的主战场。高耗能企业对待碳减排的态度、进展、技术难点是当前的行业关注的重点,而碳交易市场则成为高耗能行业跃跃欲试的主战
一、培训项目背景近年来,中国在双碳领域取得了显著进展,全国碳排放权交易市场的成功启动,为碳减排提供了新的经济工具和市场机制。随着碳市场的逐步完善,覆盖的行业范围不断扩大,交易活跃度逐渐提升。这不仅推动了企业的碳资产管理意识,还通过碳交易优化了碳排放配置,促进了节能减排。然而,双碳
为应对气候变化,全球许多国家和地区都尝试建立碳市场,利用市场机制推动减排。加拿大安大略省也曾雄心勃勃地启动了碳交易市场——总量控制与交易计划,设定排放上限,允许交易碳配额和碳信用,从而激励减排和低碳技术投资。但不久后,安大略省又突然取消了其碳交易计划,并引发了一系列问题,其中的经
国务院发布的《碳排放权交易管理暂行条例》(以下简称《暂行条例》)于2024年5月1日起施行,标志着我国碳排放权交易市场进入法治化建设新阶段。德国是全球最早建立碳排放交易体系的国家之一,其近20年的碳市场法治实践,能够为我国构建完善的碳市场制度提供重要参考。德国碳市场法治建设经验在莱茵河畔
北极星碳管家网获悉,上海市生态环境局石化、化工、造纸等领域企业2024年度碳排放报告核查招标,详情如下:项目概况:石化、化工、造纸等领域企业2024年度碳排放报告核查招标项目的潜在投标人应在上海市政府采购网获取招标文件,并于2025年03月06日10:00(北京时间)前递交投标文件。一、项目基本情况
北极星售电网获悉,2月11日,青海西宁市人民政府发布2025年政府工作报告。报告明确2025年目标任务和重点工作,其中包括,加快绿色低碳发展。建立健全绿电溯源、认证、交易体系,打造南川零碳产业园、综保区零碳智慧园和双碳大数据中心,完成南川、生物园区循环化改造。倡导节能低碳生活,推进公交车新
北极星售电网获悉,近日,吉林省辽源市人民政府发布2025年政府工作报告。其中提到,2024年,辽源市全力推动“5+2”现代产业体系建设,突出以新能源产业引领产业结构转型,天楹风光储氢氨醇一体化项目、辽矿集团风力发电项目全面开工建设,高新区增量配电园区成功创建省级绿能产业园区,与中国一汽共同
陕西省生态环境厅近日透露:全国碳排放权交易市场第三个履约周期陕西履约率100%。陕西纳入全国碳排放权交易市场第三个履约周期配额管理发电企业59家,截至2024年底,全省参与交易发电企业配额交易量1158万吨,成交额10.8亿元。碳排放权交易市场是利用市场机制控制和减少温室气体排放,推动经济发展方
北极星售电网获悉,3月14日,上海市人民政府发布《上海市碳排放管理办法》。文件提出,上海市建立完善碳普惠机制,基于碳普惠方法学开发相应的减排项目、减排场景,将单位或者个人的减碳行为进行量化并赋予价值,运用商业激励、市场交易等方式,引导全社会形成绿色低碳生产生活方式。上海市实行碳排放
北极星碳管家网获悉,贵州省生态环境厅政民互动常见问题中,就“已发布的全国碳排放权交易市场技术规范有哪些?”问题,回答如下:截至2025年3月10日,生态环境部办公厅印发了《企业温室气体排放核算与报告指南发电设施》《企业温室气体排放核查技术指南发电设施》《企业温室气体排放核算与报告指南水
2025年作为“十四五”规划最后一年,也是“能耗双控”收官之年。本篇报告延续了我们双碳专题研究历篇报告内容,旨在讨论和收集由“能耗双控”向“碳排放双控”过度后,碳排放控制的制度和流程。依据截止到2025年2月已发布的政策文件,梳理关于“碳排放双控”,碳排放体系建设,碳排放的核算、核查,碳
北极星售电网获悉,2025年3月5日,十四届全国人大三次会议在人民大会堂举行开幕会。国务院总理李强5日在政府工作报告中介绍,一年来,持续加强生态环境保护,提升绿色低碳发展水平。强化生态环境综合治理,主要污染物排放量继续下降。深入实施重要生态系统保护和修复重大工程,荒漠化、沙化土地面积持
北极星售电网获悉,湖北省市场监督管理局发布关于做好2025年度电力行业碳排放计量工作的函,其中提到,完成全省300MW级及以上火电机组(含2025年投产机组)碳计量监测装置安装、子站建设和电力碳计量与碳核查一体化服务平台(以下简称省级碳计量平台)数据接入,完善省级碳计量平台碳计量审查等应用功能。
当前,面对全球应对气候变化的紧迫性日益增强,以及各国政府对低碳经济的承诺,电力市场与电碳协同的议题变得尤为重要。本研究旨在深入理解电力市场机制如何通过与碳排放权交易的有效结合,以实现电力系统经济性与环保目标的双重提升。在这样的背景下,探讨电力市场与电碳协同的理论基础,构建电力系统
北极星碳管家获悉,天津市生态环境局发布关于扩大天津市碳排放权交易市场覆盖范围的通知,将当前天津碳市场工业和航空(机场)行业企业纳入标准,由年碳排放2万吨以上调整为1万吨以上。并新增货运港口行业以及水上及航空货物运输行业。通知如下:各区生态环境局,各有关单位:为落实《天津市碳达峰碳中
北极星碳管家网获悉,国家税务总局就碳排放权交易、核证自愿减排量交易适用什么增值税税目问题给予答复,明确纳税人发生碳排放权交易、核证自愿减排量交易,应按销售“无形资产-其他权益性无形资产--配额”计算缴纳增值税,适用6%税率。详情如下:问题描述:碳排放权交易、核证自愿减排量交易适用什么
2月7日,针对碳排放权交易及核证自愿减排量交易在增值税政策方面的适用问题,国家税务总局在其发布的“关于碳排放权交易等适用增值税政策的执行口径”(以下简称“执行口径”)中明确,纳税人发生碳排放权交易、核证自愿减排量交易,应按销售“无形资产—其他权益性无形资产—配额”计算缴纳增值税,适
北极星售电网获悉,2月5日,中共广州市委金融委员会办公室发布了关于印发《关于做好绿色金融大文章支持广州绿色低碳发展的若干措施》的通知,其中提到,支持广州期货交易所探索开展以核证自愿减排量(CCER)、绿证、绿电等绿色低碳发展相关产品为标的的期货产品研发,并与相关碳市场机构开展合作。依托
北极星售电网获悉,2月7日,国家税务总局发布关于碳排放权交易等适用增值税政策的执行口径。详情如下:问题描述:碳排放权交易、核证自愿减排量交易适用什么增值税税目?答复口径:《财政部国家税务总局关于全面推开营业税改征增值税试点的通知》(财税〔2016〕36号)规定,无形资产,是指不具实物形态
北极星售电网获悉,3月11日,湖北省人民政府办公厅关于印发《湖北建设全国碳市场中心实施方案》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,到2027年,碳市场政策体系进一步完善,市场流动性进一步增强,交易规模进一步扩大,中碳登国家级基础设施平台功能进一步发挥,碳金融功能进一步拓展,湖北区域
就在刚刚,万众期待的新CCER终于迎来的首次签发!预计快的话,今天就能实现交易,新一轮碳交易市场热点即将来袭!(来源:老汪聊碳中和)恭喜三峡新能源,成为首个完成CCER最终签发的公司。该项目为三峡新能源江苏如东H6(400MW)海上风电场项目,签发的总CCER量为1,499,094吨。后续还有近
在全球气候变化和“双碳”目标的背景下,高耗能行业作为碳排放的主要来源,正面临着前所未有的减排压力。钢铁、水泥、化工、电力等行业不仅是国民经济的重要支柱,也是碳减排的主战场。高耗能企业对待碳减排的态度、进展、技术难点是当前的行业关注的重点,而碳交易市场则成为高耗能行业跃跃欲试的主战
一、培训项目背景近年来,中国在双碳领域取得了显著进展,全国碳排放权交易市场的成功启动,为碳减排提供了新的经济工具和市场机制。随着碳市场的逐步完善,覆盖的行业范围不断扩大,交易活跃度逐渐提升。这不仅推动了企业的碳资产管理意识,还通过碳交易优化了碳排放配置,促进了节能减排。然而,双碳
北极星售电网获悉,2月11日,青海西宁市人民政府发布2025年政府工作报告。报告明确2025年目标任务和重点工作,其中包括,加快绿色低碳发展。建立健全绿电溯源、认证、交易体系,打造南川零碳产业园、综保区零碳智慧园和双碳大数据中心,完成南川、生物园区循环化改造。倡导节能低碳生活,推进公交车新
北极星售电网获悉,近日,吉林省辽源市人民政府发布2025年政府工作报告。其中提到,2024年,辽源市全力推动“5+2”现代产业体系建设,突出以新能源产业引领产业结构转型,天楹风光储氢氨醇一体化项目、辽矿集团风力发电项目全面开工建设,高新区增量配电园区成功创建省级绿能产业园区,与中国一汽共同
陕西省生态环境厅近日透露:全国碳排放权交易市场第三个履约周期陕西履约率100%。陕西纳入全国碳排放权交易市场第三个履约周期配额管理发电企业59家,截至2024年底,全省参与交易发电企业配额交易量1158万吨,成交额10.8亿元。碳排放权交易市场是利用市场机制控制和减少温室气体排放,推动经济发展方
关于开展绿色金融和ESG管理职业培训的通知各企事业单位:为满足全国碳市场发展对绿色金融和ESG管理相关人才的需求,人力资源和社会保障部社会保障能力建设中心联合广州碳排放权交易中心有限公司在全国范围内拟开展绿色金融和ESG管理职业培训项目。一、培训组织机构主办单位:人力资源和社会保障部社会
12月31日是全国碳排放权交易市场2024年度最后一个交易日。成交数据显示,2024年全年,全国碳市场碳排放配额(CEA)总成交量1.886亿吨,总成交额181.135亿元(人民币,下同)。成交数据显示,2024年,全国碳排放配额总成交量188646053吨,总成交额18113576584.23元。其中,挂牌协议交易成交量37027420吨,成
12月5日,生态环境部发布了关于公开征求《企业温室气体排放核算与报告指南钢铁行业》和《企业温室气体排放核查技术指南钢铁行业》意见的通知。详情如下:关于公开征求《企业温室气体排放核算与报告指南钢铁行业》《企业温室气体排放核查技术指南钢铁行业》意见的通知为加强企业温室气体排放管理,规范
近日,从湖北省国资委获悉,湖北碳市场碳配额累计成交量达4.09亿吨、成交总额突破100亿元,成为全国首批7个试点碳市场中交易总额首个突破百亿的市场。将二氧化碳排放权作为商品的碳交易,是全球公认能有效推动企业减排的市场化手段——减排企业出售多余的二氧化碳配额,超标排放的企业则需购买碳配额。
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!