日期:[2023年09月13日]
-- 智慧生活报 --
版次:[A14]
山西如何走好绿色能源低碳路？院士给了这些建议
（上接13版）
数智赋能新型能源体系建设论坛
建设新型电力系统保障国家能源安全
21世纪以来，一场以大力开发利用新能源为主题的能源革命在世界范围兴起。我国能源转型的总体思路包括：发展煤炭等化石能源清洁高效开发利用技术，降低化石能源消费量和占比；发展可再生能源和先进核能技术，大幅提高非化石能源占比；提高电能在终端能源消费中的比重，突破电网、储能、氢能等综合能源技术。
实现能源转型需要坚持以电力为中心、以提高电气化水平为目标。随着大规模新能源电力接入电网，电力系统的结构形态、运行控制方式及规划建设与管理均发生根本性变革，将形成以新能源电力生产、传输、消费为主体的新一代电力系统，即新型电力系统。
只有加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，才能更好推动能源生产和消费革命，保障国家能源安全。
新型电力系统的基本特征可概括为16个字——“多源互补、源网协同、供需互动、灵活智能”。
关于多源互补，要充分认识多种能源不同的特性和禀赋，来实现互补。这里面包括风、光、水、火、储、氢等。
关于源网协同，过去我们把电力系统分为电源、电网和配网供给侧，面对新型电力系统和高比例新能源，我们要重新把源、网作为一个整体。协同是包括源源协同、源网协同、网网协同等，这里边包括源网荷储，电力系统当中每一个组成部分都要承担起功率平衡和动态平衡稳定的职责。
关于供需互动，电力系统很简单，叫“一个扁担两个筐”，一条是供应侧、一条是需求侧，中间是电网，实现平衡就行，既可以调这边，也可以调那边，就看调哪边经济可靠。
关于灵活智能，这样的系统绝不是传统的把电力系统修一修、补一补就可以，它要结合我们现在的现代信息技术手段，首先是一个物理系统，同时也是一个信息系统，进而是个社会系统，包括人的行为在内的，所以它是一个社会信息物理系统。这个系统高度数字化、信息化、智能化，这些技术也才能使得我们这个系统得以建立对它进行分析、控制与管理。
新型电力系统就是要构建起化石能源清洁化、清洁能源规模化和多种能源综合化的新型电力系统，这既是三大任务、又是一个整体。因此，我们要特别关注关于煤炭、可再生能源、新型核能、智能电网、储能、氢能以及能源消费和需求侧的这些重点任务。我们要保障能源安全，要发挥煤炭的支撑保障作用，要大力发展新能源，要坚持“先立后破”的方针，要提高能源利用的效率，要发展能源科技。同时，我们要加强国际合作，要主动合作、积极合作，用开放的心态去合作。
保障供给、降碳、提高能效等是电力行业面临的挑战。
煤与煤层气共采论坛
探索煤炭清洁高效发电新路径
煤层气俗称“瓦斯”，是指储存在煤层中，以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质颗粒表面为主，部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。山西煤层气资源总量约占全国的1/3，在中国乃至国际煤层气领域具有举足轻重的作用。2022年，山西省煤层气产量96.1亿立方米，约占全国同期煤层气产量的83.2%，2023年上半年累计抽采煤层气52.4亿立方米，创历史同期煤层气产量新高。
实践表明，煤与煤层气共采能有效遏制煤矿瓦斯灾害发生，大幅提升高瓦斯矿井安全生产水平。同时，煤层气利用既可以减少采煤时甲烷的排放，降低温室效应，还补充了绿色气体能源，可谓一举多得。
要将煤层气资源变成产业，必须做到经济开采，其中，煤层气富集区靶区的选取至关重要。但是，传统地质方法很难对煤层气富集区块进行有效预测。煤层气作为吸附气体，不能借用常规的天然气探测理论与技术。因此，必须根据中国煤地质特征，建立起我国煤层气富集区探测的地球物理识别和预测方法。
由于煤层气是吸附气体，难以直接确定确切数量。要重点针对煤层厚度、煤层结构、煤层中裂隙的地球物理特征进行研究。于是，我们使用了煤层结构精细描述技术、煤层气多波地震探测技术和煤层气AVO预测技术。
煤层结构精细描述技术。传统的地质和测井地质方法，能对煤层的厚度和结构从纵向上进行精确描述，但横向上对比难度大，精度低；地震探测因采集数据的密度很大（10×10米面元），在横向上分辨率高，但在纵向上分辨率低。若能将稀疏的钻井数据和密集的地震数据有机结合起来，将有助于提高井间和外推区域煤层的预测精度。因此，我们采用地质、测井、地震探测等多手段，建立起煤层厚度、结构精确描述的新方法。我们研究了不同煤体结构的地球物理测井响应和含煤岩系岩石物性响应；依据基于模型的地震反演方法，研究了煤层结构及其顶底板岩性的精细描述方法；反演出国内外首张煤层精细结构图，使煤层横向预测的精度大大提高。通过大量岩样测试发现，不同岩石物性响应存在差别。通过地震反演研究，精确地描述除了煤层的结构特征、空间形态分布特征，为煤层气开发井的布置提供可靠的地质保障。
煤层气多波地震探测。三维地震勘探主要是利用纵波信息。而多波地震勘探是在纵波的基础上，又利用了横波信息，是纵横波联合勘探；横波是一种球面波 (体波），它由快横波和慢横波组成；横波信息对识别流体和地质裂隙特别有效。煤层气多波地震探测方式，就是采用数值分析与物理模拟相结合、理论研究与工业试验相结合、吸收外来经验与自主研发相结合的方法。其主要研究内容包括：研究了含裂隙煤层的多波地震响应，为后期裂隙参数反演提供了理论基础；建立了三维三分量地震勘探的基础理论和方法，开发了相关处理软件，完成了实际地震资料的处理、解释和反演。
煤层气AVO预测。AVO是地震振幅随偏移距变化的一种属性，能反映地质体的结构特征和流体属性特征。利用AVO探测煤层气的有利条件包括：煤层位置已知，煤层反射的AVO异常剔除煤厚和顶底板岩性等影响后即为煤层气的AVO异常；煤层为强反射，易发现AVO异常；煤田勘探深度较浅，易做到保真处理；淮南矿区地表平坦，地下目的层构造简单，倾角不大，有利于开展AVO研究。于是，我们建立了煤层气富集区块预测的AVO响应特征，开发出新的三参数AVO预测方法。主要研究不同煤体结构的AVO响应和煤层气富集和突出煤层与非富集煤层的AVO响应；开发出一种直接获得介质弹性参数密度、体积模量和剪切模量三参数的AVO反演方法，进行实际应用后，成功预测出煤层气富集区块。
基于多波裂隙反演结果、三参数A-VO反演结果和控制煤层气富集的相关地质参数的反演结果，进行多信息融合的煤层气富集区预测，就能探索出煤层气富集区综合预测方法和技术流程。
清洁能源合作暨大宗固废综合利用论坛
完整准确理解我国能源资源禀赋
党的二十大报告指出，积极稳妥推进碳达峰碳中和。实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。要立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。
如何认识我国能源资源禀赋，需要根据最新实践和研究数据，完整准确地理解，为我国能源转型奠定准确的基础认知。
说到能源资源禀赋，常常提到六个字：富煤、缺油、少气，如果我们视野中的能源只是化石能源的话，这个认识并不错，但现在这样的认识已经跟不上时代发展了。它没有准确描述中国能源资源禀赋，忽略了我国可再生能源资源丰富的特点。
目前，我国水电、风电、光伏、生物质发电装机规模稳居世界第一。2022年，全国可再生能源装机超过12亿千瓦，占全国发电总装机的47.3%，而发电量大约达到了2.7万亿千瓦时，是全社会用电量的31.6%。
这些数据表明：丰富的可再生能源资源是我国能源资源禀赋的重要组成部分。我国已开发的可再生能源不到技术可开发资源量的十分之一，国家现在提出了能源低碳转型，这个提法的资源基础是丰厚的。由于对能源资源禀赋认识的局限性，一些能源负荷很重的地区，长期以来认为自己“负荷重、资源缺”，却没有认识到自己身边就有丰富的可再生能源资源可以开发，形成了对外来电、外来煤的依赖。这是一个影响我国能源政策和能源战略的实际问题。
中东部地区提高能源自给率是完全可以做到的，这就要能源“身边取”和“远方来”相结合，但首先要做好“身边取”。研究表明，中东部自己发一度电的成本比西电东送的成本低，有经济性就可以发展下去。中东部要发展分布式低碳能源网络，即能源的产消者，自发自用，寓电于民，也可与集中式电网互动。
同时，要加快构建新能源占比逐步提高的新型电力系统，安全稳妥地实现电力行业的净零排放。要加快煤电灵活性改造，实现存量煤电安全有序地清洁利用，平稳过渡到存量替代阶段。充分发挥市场作用消纳新能源，发展各种商业化的储能技术。
我国自然资源、技术能力、成本下降也支撑着可再生能源快速增长，使其从微不足道到目前的举足轻重，将来还会走向担当大任。
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数智赋能新型能源体系建设论坛
建设新型电力系统保障国家能源安全
21世纪以来，一场以大力开发利用新能源为主题的能源革命在世界范围兴起。我国能源转型的总体思路包括：发展煤炭等化石能源清洁高效开发利用技术，降低化石能源消费量和占比；发展可再生能源和先进核能技术，大幅提高非化石能源占比；提高电能在终端能源消费中的比重，突破电网、储能、氢能等综合能源技术。
实现能源转型需要坚持以电力为中心、以提高电气化水平为目标。随着大规模新能源电力接入电网，电力系统的结构形态、运行控制方式及规划建设与管理均发生根本性变革，将形成以新能源电力生产、传输、消费为主体的新一代电力系统，即新型电力系统。
只有加快构建清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力系统，才能更好推动能源生产和消费革命，保障国家能源安全。
新型电力系统的基本特征可概括为16个字——“多源互补、源网协同、供需互动、灵活智能”。
关于多源互补，要充分认识多种能源不同的特性和禀赋，来实现互补。这里面包括风、光、水、火、储、氢等。
关于源网协同，过去我们把电力系统分为电源、电网和配网供给侧，面对新型电力系统和高比例新能源，我们要重新把源、网作为一个整体。协同是包括源源协同、源网协同、网网协同等，这里边包括源网荷储，电力系统当中每一个组成部分都要承担起功率平衡和动态平衡稳定的职责。
关于供需互动，电力系统很简单，叫“一个扁担两个筐”，一条是供应侧、一条是需求侧，中间是电网，实现平衡就行，既可以调这边，也可以调那边，就看调哪边经济可靠。
关于灵活智能，这样的系统绝不是传统的把电力系统修一修、补一补就可以，它要结合我们现在的现代信息技术手段，首先是一个物理系统，同时也是一个信息系统，进而是个社会系统，包括人的行为在内的，所以它是一个社会信息物理系统。这个系统高度数字化、信息化、智能化，这些技术也才能使得我们这个系统得以建立对它进行分析、控制与管理。
新型电力系统就是要构建起化石能源清洁化、清洁能源规模化和多种能源综合化的新型电力系统，这既是三大任务、又是一个整体。因此，我们要特别关注关于煤炭、可再生能源、新型核能、智能电网、储能、氢能以及能源消费和需求侧的这些重点任务。我们要保障能源安全，要发挥煤炭的支撑保障作用，要大力发展新能源，要坚持“先立后破”的方针，要提高能源利用的效率，要发展能源科技。同时，我们要加强国际合作，要主动合作、积极合作，用开放的心态去合作。
保障供给、降碳、提高能效等是电力行业面临的挑战。
煤与煤层气共采论坛
探索煤炭清洁高效发电新路径
煤层气俗称“瓦斯”，是指储存在煤层中，以甲烷为主要成分，以吸附在煤基质颗粒表面为主，部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。山西煤层气资源总量约占全国的1/3，在中国乃至国际煤层气领域具有举足轻重的作用。2022年，山西省煤层气产量96.1亿立方米，约占全国同期煤层气产量的83.2%，2023年上半年累计抽采煤层气52.4亿立方米，创历史同期煤层气产量新高。
实践表明，煤与煤层气共采能有效遏制煤矿瓦斯灾害发生，大幅提升高瓦斯矿井安全生产水平。同时，煤层气利用既可以减少采煤时甲烷的排放，降低温室效应，还补充了绿色气体能源，可谓一举多得。
要将煤层气资源变成产业，必须做到经济开采，其中，煤层气富集区靶区的选取至关重要。但是，传统地质方法很难对煤层气富集区块进行有效预测。煤层气作为吸附气体，不能借用常规的天然气探测理论与技术。因此，必须根据中国煤地质特征，建立起我国煤层气富集区探测的地球物理识别和预测方法。
由于煤层气是吸附气体，难以直接确定确切数量。要重点针对煤层厚度、煤层结构、煤层中裂隙的地球物理特征进行研究。于是，我们使用了煤层结构精细描述技术、煤层气多波地震探测技术和煤层气AVO预测技术。
煤层结构精细描述技术。传统的地质和测井地质方法，能对煤层的厚度和结构从纵向上进行精确描述，但横向上对比难度大，精度低；地震探测因采集数据的密度很大（10×10米面元），在横向上分辨率高，但在纵向上分辨率低。若能将稀疏的钻井数据和密集的地震数据有机结合起来，将有助于提高井间和外推区域煤层的预测精度。因此，我们采用地质、测井、地震探测等多手段，建立起煤层厚度、结构精确描述的新方法。我们研究了不同煤体结构的地球物理测井响应和含煤岩系岩石物性响应；依据基于模型的地震反演方法，研究了煤层结构及其顶底板岩性的精细描述方法；反演出国内外首张煤层精细结构图，使煤层横向预测的精度大大提高。通过大量岩样测试发现，不同岩石物性响应存在差别。通过地震反演研究，精确地描述除了煤层的结构特征、空间形态分布特征，为煤层气开发井的布置提供可靠的地质保障。
煤层气多波地震探测。三维地震勘探主要是利用纵波信息。而多波地震勘探是在纵波的基础上，又利用了横波信息，是纵横波联合勘探；横波是一种球面波 (体波），它由快横波和慢横波组成；横波信息对识别流体和地质裂隙特别有效。煤层气多波地震探测方式，就是采用数值分析与物理模拟相结合、理论研究与工业试验相结合、吸收外来经验与自主研发相结合的方法。其主要研究内容包括：研究了含裂隙煤层的多波地震响应，为后期裂隙参数反演提供了理论基础；建立了三维三分量地震勘探的基础理论和方法，开发了相关处理软件，完成了实际地震资料的处理、解释和反演。
煤层气AVO预测。AVO是地震振幅随偏移距变化的一种属性，能反映地质体的结构特征和流体属性特征。利用AVO探测煤层气的有利条件包括：煤层位置已知，煤层反射的AVO异常剔除煤厚和顶底板岩性等影响后即为煤层气的AVO异常；煤层为强反射，易发现AVO异常；煤田勘探深度较浅，易做到保真处理；淮南矿区地表平坦，地下目的层构造简单，倾角不大，有利于开展AVO研究。于是，我们建立了煤层气富集区块预测的AVO响应特征，开发出新的三参数AVO预测方法。主要研究不同煤体结构的AVO响应和煤层气富集和突出煤层与非富集煤层的AVO响应；开发出一种直接获得介质弹性参数密度、体积模量和剪切模量三参数的AVO反演方法，进行实际应用后，成功预测出煤层气富集区块。
基于多波裂隙反演结果、三参数A-VO反演结果和控制煤层气富集的相关地质参数的反演结果，进行多信息融合的煤层气富集区预测，就能探索出煤层气富集区综合预测方法和技术流程。
清洁能源合作暨大宗固废综合利用论坛
完整准确理解我国能源资源禀赋
党的二十大报告指出，积极稳妥推进碳达峰碳中和。实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。要立足我国能源资源禀赋，坚持先立后破，有计划分步骤实施碳达峰行动。
如何认识我国能源资源禀赋，需要根据最新实践和研究数据，完整准确地理解，为我国能源转型奠定准确的基础认知。
说到能源资源禀赋，常常提到六个字：富煤、缺油、少气，如果我们视野中的能源只是化石能源的话，这个认识并不错，但现在这样的认识已经跟不上时代发展了。它没有准确描述中国能源资源禀赋，忽略了我国可再生能源资源丰富的特点。
目前，我国水电、风电、光伏、生物质发电装机规模稳居世界第一。2022年，全国可再生能源装机超过12亿千瓦，占全国发电总装机的47.3%，而发电量大约达到了2.7万亿千瓦时，是全社会用电量的31.6%。
这些数据表明：丰富的可再生能源资源是我国能源资源禀赋的重要组成部分。我国已开发的可再生能源不到技术可开发资源量的十分之一，国家现在提出了能源低碳转型，这个提法的资源基础是丰厚的。由于对能源资源禀赋认识的局限性，一些能源负荷很重的地区，长期以来认为自己“负荷重、资源缺”，却没有认识到自己身边就有丰富的可再生能源资源可以开发，形成了对外来电、外来煤的依赖。这是一个影响我国能源政策和能源战略的实际问题。
中东部地区提高能源自给率是完全可以做到的，这就要能源“身边取”和“远方来”相结合，但首先要做好“身边取”。研究表明，中东部自己发一度电的成本比西电东送的成本低，有经济性就可以发展下去。中东部要发展分布式低碳能源网络，即能源的产消者，自发自用，寓电于民，也可与集中式电网互动。
同时，要加快构建新能源占比逐步提高的新型电力系统，安全稳妥地实现电力行业的净零排放。要加快煤电灵活性改造，实现存量煤电安全有序地清洁利用，平稳过渡到存量替代阶段。充分发挥市场作用消纳新能源，发展各种商业化的储能技术。
我国自然资源、技术能力、成本下降也支撑着可再生能源快速增长，使其从微不足道到目前的举足轻重，将来还会走向担当大任。
（下转15版）
