2025年7月13日 零碳园区 研究现状、挑战与未来展望 构建可持续发展的绿色未来 陈艳波、张宁、李嘉祺、方哲、吴适存、梅生伟、陈来军 华北电力大学 | 清华大学 | 青海大学 引言：碳中和背景与园区重要性 国家政策支持 《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》 强调： "开展碳达峰试点园区建设，推广园区多能梯级利用等节能新技 术，加快'双碳'目标建设。" 零碳园区储能需求 有效控制电压、频率稳定，平衡电力电量波 动 电动汽车等再电气化装置对电池性能要求高 零碳园区对储能环保性要求更高 主要储能技术 锂离子电池：应用广泛，但面临延长使用寿 命挑战 钠硫电池：寿命长、效率高，可用于削峰填 谷 超级电容器：短期存储，电压平滑 热储能：自放电率低，环境友好 氢储能：转化形式广，可大规模存储 机械储能：压缩空气、飞轮储能 建筑材料 外墙材料 被称为21世纪的"终极能源"，但园区普及度不高，研究集中于氢 燃料电动车、氢燃料电池等 多时间尺度优化： 多能流动态特性差异大，需考虑不同能源操作系统的多时 间尺度特征 零碳园区建设的挑战 科学维度 技术维度 科学挑战 技术挑战 园区碳中和是涉及自然与社会、科学与技术以及政策等多维度的转型发展难题 16 / 18 1 经济发展、能源消费与碳排放之间的相互作用机理 如何从理论上揭示经济发展、能源消费与碳排放之间的相互作用机

构建可持续发展的绿色未 来 陈艳波、张宁、李嘉祺、方哲、吴适存、梅生伟、陈来军 华北电力大学 | 清华大学 | 青海大学 零碳园区 研究现状、挑战与未来展望 2025 年 7 月 13 日 园区 ：碳中和的天然试验田 物理界限分明 ：园区边界清晰，便于碳排放核算和管理 生态系统独立 ：园区内外碳排放流的耦合和建模清晰 运营管理权明晰 ：行业壁垒问题弱化，便于系统协同运行 分布式资源丰富 有效控制电压、频率稳定，平衡电力电量波 动 电动汽车等再电气化装置对电池性能要求高 零碳园区对储能环保性要求更高 主要储能技术 锂离子电池 ：应用广泛，但面临延长使用寿 命挑战 钠硫电池 ：寿命长、效率高，可用于削峰填 谷 超级电容器 ：短期存储，电压平滑 热储能 ：自放电率低，环境友好 氢储能 ：转化形式广，可大规模存储 机械储能 ：压缩空气、飞轮储能 需求响应研究 现状 未来展望：构建园区广义需求响应管理系统，促进多能互补一体化发 展 零碳园区需求响应研究现状对比 研究重点与进展 冷 电 热 气 氢 15 / 18 零碳园区建设的挑战 . 科学维度 . 技术维度 多能流 - 碳平衡机制与全生命周期碳循环机理 能否从理论上揭示多主体联合和多环节融合形态下园区多能流 -

扫码了解更多 华为电力数字化解决方案赋能新型电力系统 新型电力系统正面临着能源结构绿色化、电网调控柔性化、用电模式互动化、广泛分布在源网荷侧的储能协同互动和复杂 的电-碳交易体系的挑战，而数字化、智慧化正是应对这五大挑战的关键技术手段。 华为致力于成为全球电力行业数字化转型的优选伙伴，坚持平台+生态战略，将ICT技术、电力数字平台与行业实践经验深 度结合，基于“场景应用 + 云管边管端” 的多 源荷两端，中国新能源发展取得了世界级的成就， 也给电网带来了世界级的挑战。面对新型电力系统 的不确定性，数智化加持是核心创新手段，而高效 的通信网是电力系统实现信息化-数字化-智能化的关键，否 则将成为阻碍新型电力系统建设与发展的瓶颈。 迈向F5G-A，新型通信目标网四大特征 通信建设要以通信目标网为牵引，站在后天看明天，决定 今天做什么，以前瞻视角统筹当下建设，不仅要看当前的问题 和挑战，更要着眼于未来五年、十年后的需求。规划通信目标 明化。 主网通信：需考虑智算协同和代际演进，全双平 面组网，支持99.9999%的可靠性 引入fgOTN平滑替代SDH网络，实现通信网的代际演进。 电网有丰富的光纤资源，是解决新型电力系统核心挑战的战略 资产。一方面，电力行业智能化的发展，会带来网络联接数量 百倍级增长，带宽十倍级增长，和不断提升的网络安全性、可 靠性要求。另一方面，SDH的生命周期已近尾声，fgOTN标 准已于20

白皮书 目录 01 引言 第一部分 - 智能电网基础与智能选型的作用 03 04 05 1 - 智能电网：能源转型的支柱 2 - 为什么智能选型至关重要？ 3 - 选型软件：应对新挑战的解决方案 06 第二部分 - 潮流计算：优化电能质量与预防低效能 07 1 - 理解潮流计算 08 10 2 - 案例研究：提升工业电网性能 第三部分 - 短路电流：确保电网安全 12 13 智能电网：多源电力系统的高效选型 01 引言 能源转型背景下智能电网 的挑战 能源转型正在加速推进，其驱动力来自于减少碳排放的需求以及将可再生能源整合到电力系统中 的必要性。 智能电网是这一变革的核心，它能够整合多种能源（如太阳能、风能、水力、储能等），并实时 管理潮流的能力，为日益增长的效率问题和可持续性需求提供了解决方案。 然而，电网现代化也伴随着重大技术挑战：可再生能源发电的波动性、现有基础设施的过载以及 系统复杂性的增加。这些障碍需要创新方法来确保电网的稳定性、安全性和弹性。 引言 02 在此背景下，电网的智能选型成为优先事项。通过精确分析和优化基础设施，选型软件在应对智 能电网挑战中发挥着战略作用。这些适应多源电网特性的先进工具有以下优势： |多源电网中选型软件的关键作用 1 优化电力能量流 通过潮流计算，软件分析负载、电流和电压的分布，做到能量损耗最小化并预测过载。

标志标准色图形竖版 www.rmi.org cloud.baidu.com 目录 www.rmi.org cloud.baidu.com 前言 数智技术助力碳中和 碳达峰碳中和，既是艰巨挑战，也是巨大机遇 科技创新是实现碳达峰碳中和的核心驱动 数智技术是实现碳中和目标的助推器 数智技术赋能相关方实现碳中和 政府监管部门 能源生产企业 能源输送企业 能源消费用户 金融投资机构 创新引领的清洁能源革命、信息技术与数字经济 将在未来10年到20年共同推动下一轮经济繁荣， 这将成为各国发展战略的重心，也是中国迈向第 二个百年目标的重要驱动力。面对经济社会百年 未有之变局和新时代的机遇与挑战，如何推动低 碳和零碳能源技术与数智技术不断实现双重突破 并进一步紧密结合，如何依托实践和创新使得数 智技术在各个领域成为碳达峰、碳中和的助推器， 本报告进行了有益的探索和尝试。报告融合了百 政策体系中最为核心的内容，两份文件进一步明确了中国 实现碳达峰的总体目标，部署了碳达峰的重大举措和实施 路径，对于统一全党认识和意志，汇聚全党全国力量实现 碳达峰碳中和这一艰巨任务具有重大意义。 1.1 碳达峰碳中和，既是艰巨挑战，也是巨 大机遇 中国碳达峰、碳中和目标的提出,将加速全社会绿 色转型,新的发展模式将带来前所未有的机遇。 多元清洁的能源转型目标带动可再生能源和新型电 力系统快速发展。碳中和目标将倒逼能源供应由高碳主导

机器视觉，智能安防，HPLC 会议电视系统 电网混合云 01 02 孙福友 构建 万物互联的 智能世界 刊首语 华为电力数字化军团 为行业注入数字新动力 为应对能源需求增长以及日益严峻的能源安全和气候环境挑战，全 球普遍面临着能源转型、零碳转型和数字化转型，这三个转型都是 长期的、艰巨的、复杂的系统性工程。我们认为构建新型电力系统 是三元转型的关键，是实现能源经济性的重要基础，也是确保能源 安全与连续性 技术，践行“平台+生态”战略，艰苦奋斗，立志为电力行业注入数字新动力，立志 为华为发展贡献电力要素。 2022年3月30日华为电力数字化军团正式成立 电力数字化军团聚焦电力行业数字化领域的关键挑战，整合华 为大平台的技术和研发资源，如海思、2012实验室的强大研发保障 和前瞻性力量，携手生态伙伴，提供包括芯片、终端、云、ICT基 础设施及架构设计等产品、解决方案以及服务。 电力企业自 全球能源转型及零碳发展白皮书 【行业说】 P17 到2030年，电力数字化将创造一个更高效、更低碳的未来 P21 电力数字化2030白皮书 P23 智慧配电解决方案化解电力行业重重挑战 P27 宽带服务发展: 变现电力公司未充分利用资产 P31 多层联动防勒索：电力企业防御勒索攻击的最佳选择 【客户说】 P35 印度尼西亚最大电力供应商PLN：让极致的网络体验走近印度尼西亚的千家万户

贾德香 博士、正高 国网规划计划领军人才、 国网能源院高级专家 注册电气师、 咨询师 OT Deep5eek 等 RI 大模型简介 Deep5eek 在能源应用前景 预测 0 3 挑战与应对策略 Deep5eek 等 RI 大 模型简介 20 世纪 50 ~ 70 年代是人工智能技术的萌芽时期。 20 世纪 80 年代 ，专家系统作为一种模拟人类专家决策能力的 AI 应用 开 需要深化中长期市场连续运营，推动现货市场全覆盖， 持续完善辅助服务市场，研究电力期货市场，建立多元化的市场体系，以应对新能源参与电 力市场带来的挑战。 4. 分布式光伏： - 分布式光伏的快速发展对配电网承载能力、电能质量、接入方式、运行控制等方面带来多方面挑战。 - 需要通过加强配电网改造、优化接入方式、提升运行控制水平等手段，以适应分布式光伏的大规模接入和高效利用。 五、案例 --2024 年国网电力市场发展状 计量、结算等关键技术标准规范仍需进一步完善。 - 需要通过加强技术标准制定、推广和应用，提升电力市场的技术支撑能力和规范化水平。 11. 市场合规管理： - 伴随着市场主体的持续扩容，市场合规管理面临一定挑战。 - 需要通过加强市场监管、完善合规管理制度、提升合规意识等手段，确保市场主体的合规经营和市场的公平竞争。 五、案例 --2024 年国网电力市场发展状 况 Te n c e n 腾 讯

Outlook on Industrial Low-carbon Technologies toward China’s Carbon Neutrality Goal 气候变化是人类面临的最严峻全球性挑战。作为负责任的大国，中国于 2020 年正式提出 “双碳” 战 略目标，是全球从碳达峰到碳中和时间最短、减碳规模最大、降幅度速度最快的国家。工业部门作为国民 经济中最重要的物质生产部门，亦是中国能源消耗和 战略部署，不仅关系中国工业领域脱碳进程，更关乎中国产业竞争力的重塑。唯有加快布局颠覆性与引领 性的低碳技术，才能在新一轮产业变革中占据战略主动。 工业部门在生产工艺与排放结构上的高度复杂性，使其碳减排技术的发展面临巨大挑战，因此全球碳 中和实现路径上的难减排领域往往都在工业部门等。钢铁、水泥、石化、化工等重点高碳工业行业减排路 径差异显著，短流程工艺、氢冶金、电气化、二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）等技术路线亟需系统性 2 工业碳中和技术的重要意义 __________________________________________________________________ 5 1.3 中国工业碳中和面临的技术挑战 ______________________________________________________________ 7 第 2 章 钢铁行业碳中和技术展望 2.1 行业现状与趋势

随着技术的不断进步，储能技术呈现出多元化、高效 化、低成本化的发展趋势。例如，新型混合储能技术 如压缩空气混合储能、氢能 - 天然气混合储能等逐渐 兴 起，为储能技术的发展提供了新的思路。 然而，储能技术仍面临一些挑战，如技术复杂性高、 成本高、安全性问题等。例如，氢能储能技术虽然具 有高能量密度等优点，但在实际应用中存在技术难度 大、成本高、安全性要求高等问题， 限制了其大规模 推广。 碳捕集技术原理与方法 富氧燃烧脱碳则是通过改变燃烧方式使二氧化碳浓度达到一定水平，便于后续分离和利 用。 碳捕集技术应用与挑战 碳捕集技术在零碳园区的应用主要集中在减少工业排放和实现能源系统的低碳化。例如， 通过将捕集的二氧化碳用于合成燃气，可以实现能源的循环利用，降低碳排放。 然而，碳捕集技术也面临一些挑战，如高成本、高能耗、技术复杂性等问题。此外，二 氧化碳的储存和利用也存在一定的风险和不确定性，需要进一步研究和探索。 规划、非线性规划等数学方法，对能源系 统的规划和设计进 优化。 多能协同规划设计 需求响应技术发展趋势与挑战 需求响应技术呈现出智能化、多元化的发展趋势。 随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展， 需求响应技术的应用场景和效果将不断提升。 然而，需求响应技术也面临一些挑战，如用户参与 度低、激励机制不完善、技术实施难度大等问题。 例如，用户可能对需求响应措施的接受度不高，导