由此可得:
即κ取决于能源强度和一次能源中化石能源所占分率。κ是国家对区域碳排放约束、考核的指标。所以减碳的关键是降低能源强度和一次能源中煤和石油的分率。在本文图1中未包括交通运输,故未显示石油应用。但是如果DES自发电不够,需从网上购电,那么就必须考虑到目前我国70%的电力来自煤电,其碳排放系数接近于1.0;即购入网煤电大部分来自高碳一次能源,将推高κ。
碳排放最少的目标是可以部分融入经济目标来实现的,即把碳排放与碳税或碳交易数据关联起来;以经济代价反映碳排放的约束。
3.3.4 三者之间的关系
运用图1或图2建模优化的前提是实行科学用能和尽可能用低碳一次能源,特别是科学用能。因为只有高能效才能降低一次能源的消耗费用,并且提高投资回报率,减少折旧费用;从而获得更好的经济效益。另外,只有高能效的千万个DES/CCHP全部就地利用可再生能源、发电自给、多余上网,才能逐步减少集中的燃煤发电所占的比率,实现绿色、低碳、可持续发展的目标。
上述方法已经用于多个天然气DES/CCHP工程的规划设计和建设,具有重要的科学意义和实用前景。
4 结论
1)DES/CCHP内部包括智能微电网、蒸汽动力、可再生能源发电等9个子系统,各个子系统的拓扑结构、设备及其运行参数之间并不存在相互的关联;所以必须采用分解协调的方法建模优化。电力是最主要的协调变量。
2)必须在多种运行/营销工况初步优化结果的基础上,并经过反复迭代才能建立设计/决策层次上的模型和优化结果。
3)建模优化的直接目标是经济性,最高能效来自基于科学用能原理所选择的子系统拓扑结构和参数,碳排放最少的目标则取决于能效和一次能源的构成。