9月22日，清華大學(xué)正式成立碳中和研究院。碳中和研究院的成立，是貫徹落實習(xí)近平總書記重要講話精神的重要行動，是將服務(wù)國家重大需求與充分發(fā)揮清華多學(xué)科優(yōu)勢緊密結(jié)合的重大舉措，是為人類可持續(xù)發(fā)展貢獻智慧與力量的主動擔(dān)當(dāng)。
清華大學(xué)推出“碳中和大家談”系列訪談，邀請專家學(xué)者圍繞碳中和領(lǐng)域熱點議題，進行前瞻性、引領(lǐng)性的思考和討論。本期訪談邀請清華大學(xué)電機系主任、清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院院長、清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長康重慶教授，為我們解讀碳達峰碳中和目標(biāo)的戰(zhàn)略意義，闡述碳中和愿景下電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新。
康重慶
康重慶，1997年清華大學(xué)博士畢業(yè)后留校任教至今，主要硏究方向為電力系統(tǒng)規(guī)劃、電力系統(tǒng)優(yōu)化運行、能源互聯(lián)網(wǎng)、可再生能源、低碳電力技術(shù)、負荷預(yù)測、電力市場?，F(xiàn)任清華大學(xué)電機系教授、系主任，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新硏究院院長，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院院長、北京電機工程學(xué)會副理事長；IEEE Fellow，lETFellow，中國電機工程學(xué)會會士。國家杰出青年科學(xué)基金獲得者，國家萬人計劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才。主持國家自然科學(xué)基金10余項，國家重點研發(fā)計劃1項。出版第一作者中英文專著6部，發(fā)表論文400余篇，其中IEEE Transactions文章100余篇，2017-2020年連續(xù)入選愛思唯爾中國高被引學(xué)者榜單。獲2018年度中國電力科學(xué)技術(shù)杰出貢獻獎，2021年獲IEEE PES電力系統(tǒng)可靠性獎。
實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)需“全國一盤棋”
記者：“雙碳”目標(biāo)與以往的低碳相關(guān)概念有何不同？
康重慶：總書記提出的“雙碳”目標(biāo)，最根本的特征體現(xiàn)在四個方面：一是時間緊任務(wù)重，天然的資源結(jié)構(gòu)問題給我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)帶來巨大挑戰(zhàn)。二是各行業(yè)要更好協(xié)同，任何一個行業(yè)都不可能坐享其成，必須全國一盤棋。三是重點行業(yè)要率先行動，碳排放中占比大的重點行業(yè)如電力行業(yè)等應(yīng)承擔(dān)社會責(zé)任，作出積極貢獻，帶動其他行業(yè)努力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。四是要全社會動員，從政策激勵、技術(shù)研發(fā)、教育培養(yǎng)、宣傳科普等方面引導(dǎo)全社會行動起來。
記者：實現(xiàn)碳達峰碳中和對大眾生活有何影響？
康重慶：要實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，必須全社會一致行動，任何行業(yè)、個人都不能落下。每個人的生活都與“雙碳”息息相關(guān)，特別是樹立節(jié)能意識非常重要。以用電為例，過去提倡節(jié)約用電、隨手關(guān)燈，只是靠人的自覺行動，現(xiàn)在可以通過智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新打造智能家庭，檢測到房間沒人時便自動關(guān)燈。在逐步實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的過程中，科技會大大改變?nèi)藗兊纳睢?
“卓越的成果產(chǎn)出并不遙遠”
記者：清華大學(xué)碳中和研究院具備怎樣的優(yōu)勢？
康重慶：在科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新、多學(xué)科交叉、產(chǎn)學(xué)研融合等方面，清華都具有突出優(yōu)勢，在能源板塊的學(xué)科實力雄厚。希望通過碳中和研究院這一平臺，打通學(xué)科壁壘，加強交流協(xié)作，實現(xiàn)互補共贏，充分發(fā)揮清華優(yōu)勢，產(chǎn)出真正具有想象力、創(chuàng)新力和實踐力的成果。
記者：碳中和研究院強調(diào)多院系多學(xué)科聯(lián)合創(chuàng)新，電力領(lǐng)域在其中扮演怎樣的角色？
康重慶：電力系統(tǒng)和電氣工程學(xué)科是一個樞紐，清華各院系的相關(guān)成果都可以通過電力網(wǎng)絡(luò)集成在一起，例如，車輛與運載學(xué)院研發(fā)的電動汽車既可以依靠電力系統(tǒng)充電，也可以在閑置時將所儲存的電能送到電力系統(tǒng)；地學(xué)系研發(fā)的高精度天氣預(yù)報使我們在預(yù)測風(fēng)電光伏出力、掌握新能源資源分布和控制新型電力系統(tǒng)時誤差大大減小；建筑學(xué)院研究的零碳建筑離不開大電力系統(tǒng)的配合；能動系關(guān)注的火電轉(zhuǎn)型與構(gòu)建新型電力系統(tǒng)更是密不可分……在清華，如果各院系、各學(xué)科齊心協(xié)力，深化融合，集眾家之所長，卓越的成果產(chǎn)出并不遙遠。
記者：目前電機系在低碳電力技術(shù)方面有哪些重要貢獻？
康重慶：我國的電力系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)在國際上也是領(lǐng)先的，特高壓輸電、智能電網(wǎng)、新能源利用等技術(shù)都是我國的名片，這些技術(shù)的發(fā)展中，電機系都作出過自己的努力和貢獻。
清華大學(xué)在研究低碳電力技術(shù)方面起步早，經(jīng)驗豐富。例如，我們提出電力系統(tǒng)碳排放流分析理論，據(jù)此與江蘇電力公司、常州供電公司聯(lián)合研發(fā)的全國首個電力系統(tǒng)“源網(wǎng)荷”實體碳表系統(tǒng)及能源碳計量平臺，在9月28日剛剛發(fā)布、正式上線，也是碳中和研究院成立之后首個正式發(fā)布的關(guān)鍵技術(shù)與裝備應(yīng)用成果，未來將圍繞碳監(jiān)測開展一系列新型電力系統(tǒng)碳減排與節(jié)能方面的研究。
電機系在雙碳領(lǐng)域的技術(shù)儲備有很多，例如，盧強院士、梅生偉教授團隊研發(fā)方的世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站——江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目9月30日并網(wǎng)試驗成功，標(biāo)志著我國新型儲能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用取得重大進展。韓英鐸院士和陸超、魏應(yīng)冬等所研究的貫通式同相供電技術(shù)，有效解決了高鐵運行中的供電問題，即將在大興機場線投運。曾嶸副校長團隊提出的IGCT技術(shù)使得電力系統(tǒng)從器件、裝備到整個系統(tǒng)實現(xiàn)了技術(shù)革新。孫宏斌教授團隊研發(fā)的自動電壓控制技術(shù)，未來在新能源為主體的電力領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。慈松研究員團隊研發(fā)動態(tài)電池網(wǎng)絡(luò)管控技術(shù)成功解決電池儲能的經(jīng)濟性、安全性問題。趙爭鳴教授研發(fā)的基于離散狀態(tài)事件驅(qū)動的電力電子仿真技術(shù)，被業(yè)內(nèi)譽為電力電子仿真界的一場革命。
構(gòu)建以新能源為主體的
新型電力系統(tǒng)
記者：新型電力系統(tǒng)“新”在哪里？
康重慶：新型電力系統(tǒng)主要有四“新”：新結(jié)構(gòu)、新形態(tài)、新技術(shù)、新機制。其中新結(jié)構(gòu)是根本，指的是新型電力系統(tǒng)的核心是從以煤炭為主轉(zhuǎn)變成以新能源為主的發(fā)電結(jié)構(gòu)。新結(jié)構(gòu)對技術(shù)提出挑戰(zhàn)，我們要持之以恒攻克技術(shù)難題，探索技術(shù)發(fā)展方向，提出科學(xué)解決方案，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出貢獻。
記者：構(gòu)建新型電力系統(tǒng)對實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)有何意義？
康重慶：新型電力系統(tǒng)與“雙碳”目標(biāo)結(jié)合得非常緊密。從我國整體碳排放結(jié)構(gòu)來看，電力行業(yè)占很大一部分。如果電力行業(yè)沒有實現(xiàn)碳中和，整個社會就很難實現(xiàn)碳中和。全社會要實現(xiàn)雙碳目標(biāo)，從電力能源來看，必須構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
記者：在新型電力系統(tǒng)方面，未來有何重點規(guī)劃？
康重慶：未來我們將在五個方面繼續(xù)進行深入研究，為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)作出貢獻。
一是發(fā)展新型儲能技術(shù)，進一步解決電池儲能的安全性、經(jīng)濟性問題，建設(shè)新型儲能電站，促進技術(shù)成果轉(zhuǎn)化。
二是研發(fā)新型電氣裝備，提升輸電能力，增強電網(wǎng)應(yīng)對極端天氣的能力。
三是升級電網(wǎng)控制技術(shù)，與儲能調(diào)度、氫能制備相配合，加強電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
四是深化電力體制改革，完善碳交易市場化機制，為政策制定建言獻策，加強對電力行業(yè)的正向激勵。
五是轉(zhuǎn)變觀念，從碳視角看待電力系統(tǒng)，運用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)，努力實現(xiàn)電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
記者：呂婷
學(xué)生記者：葛瑞
