9月22日，清華大學正式成立碳中和研究院。碳中和研究院的成立，是貫徹落實習近平總書記重要講話精神的重要行動，是將服務國家重大需求與充分發(fā)揮清華多學科優(yōu)勢緊密結合的重大舉措，是為人類可持續(xù)發(fā)展貢獻智慧與力量的主動擔當。
清華大學推出“碳中和大家談”系列訪談，邀請專家學者圍繞碳中和領域熱點議題，進行前瞻性、引領性的思考和討論。本期訪談邀請清華大學電機系主任、清華大學能源互聯(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的戰(zhàn)略意義，闡述碳中和愿景下電力系統(tǒng)的轉型與創(chuàng)新。
康重慶
康重慶，1997年清華大學博士畢業(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、負荷預測、電力市場?，F(xiàn)任清華大學電機系教授、系主任，清華大學能源互聯(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、北京電機工程學會副理事長；IEEE Fellow，lETFellow，中國電機工程學會會士。國家杰出青年科學基金獲得者，國家萬人計劃科技創(chuàng)新領軍人才。主持國家自然科學基金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者榜單。獲2018年度中國電力科學技術杰出貢獻獎，2021年獲IEEE PES電力系統(tǒng)可靠性獎。
實現(xiàn)“雙碳”目標需“全國一盤棋”
記者：“雙碳”目標與以往的低碳相關概念有何不同？
康重慶：總書記提出的“雙碳”目標，最根本的特征體現(xiàn)在四個方面：一是時間緊任務重，天然的資源結構問題給我國實現(xiàn)“雙碳”目標帶來巨大挑戰(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)等應承擔社會責任，作出積極貢獻，帶動其他行業(yè)努力實現(xiàn)“雙碳”目標。四是要全社會動員，從政策激勵、技術研發(fā)、教育培養(yǎng)、宣傳科普等方面引導全社會行動起來。
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，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，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、隨手關燈，只是靠人的自覺行動，現(xiàn)在可以通過智能電網(wǎng)技術創(chuàng)新打造智能家庭，檢測到房間沒人時便自動關燈。在逐步實現(xiàn)“雙碳”目標的過程中，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：清華大學碳中和研究院具備怎樣的優(yōu)勢？
康重慶：在科學研究、技術創(chuàng)新、多學科交叉、產(chǎn)學研融合等方面，清華都具有突出優(yōu)勢，在能源板塊的學科實力雄厚。希望通過碳中和研究院這一平臺，打通學科壁壘，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)多院系多學科聯(lián)合創(chuàng)新，電力領域在其中扮演怎樣的角色？
康重慶：電力系統(tǒng)和電氣工程學科是一個樞紐，清華各院系的相關成果都可以通過電力網(wǎng)絡集成在一起，例如，車輛與運載學院研發(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)；地學系研發(fā)的高精度天氣預報使我們在預測風電光伏出力、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??；建筑學院研究的零碳建筑離不開大電力系統(tǒng)的配合；能動系關注的火電轉型與構建新型電力系統(tǒng)更是密不可分……在清華，如果各院系、各學科齊心協(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方面有哪些重要貢獻？
康重慶：我國的電力系統(tǒng)相關技術在國際上也是領先的，特高壓輸電、智能電網(wǎng)、新能源利用等技術都是我國的名片，這些技術的發(fā)展中，電機系都作出過自己的努力和貢獻。
清華大學在研究低碳電力技術方面起步早，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)布的關鍵技術與裝備應用成果，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。
電機系在雙碳領域的技術儲備有很多，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，標志著我國新型儲能技術的研發(fā)和應用取得重大進展。韓英鐸院士和陸超、魏應冬等所研究的貫通式同相供電技術，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技術使得電力系統(tǒng)從器件、裝備到整個系統(tǒng)實現(xiàn)了技術革新。孫宏斌教授團隊研發(fā)的自動電壓控制技術，未來在新能源為主體的電力領域應用前景廣闊。慈松研究員團隊研發(fā)動態(tài)電池網(wǎng)絡管控技術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)事件驅動的電力電子仿真技術，被業(yè)內(nèi)譽為電力電子仿真界的一場革命。
構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”：新結構、新形態(tài)、新技術、新機制。其中新結構是根本，指的是新型電力系統(tǒng)的核心是從以煤炭為主轉變成以新能源為主的發(fā)電結構。新結構對技術提出挑戰(zhàn)，我們要持之以恒攻克技術難題，探索技術發(fā)展方向，提出科學解決方案，為實現(xiàn)“雙碳”目標作出貢獻。
記者：構建新型電力系統(tǒng)對實現(xiàn)“雙碳”目標有何意義？
康重慶：新型電力系統(tǒng)與“雙碳”目標結合得非常緊密。從我國整體碳排放結構來看，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，從電力能源來看，必須構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，進一步解決電池儲能的安全性、經(jīng)濟性問題，建設新型儲能電站，促進技術成果轉化。
二是研發(fā)新型電氣裝備，提升輸電能力，增強電網(wǎng)應對極端天氣的能力。
三是升級電網(wǎng)控制技術，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，努力實現(xiàn)電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉型。
記者：呂婷
學生記者：葛瑞
