電網具有電能輸送和能量管理的功能，是國家進行能源管理的重要工具。研究電網環節的低碳潛力，對低碳發展的目標具有重要戰略意義。

1.1 低輸電損耗

電網是電能傳輸的載體，電能在傳輸的過程中伴隨著一定的損耗。盡管網損在電能傳輸的過程中并未直接導致碳排放，但其源端的化石燃料為主的電力能源基地因為這部分損耗產生了實際的碳排放。2010年，我國電力系統的供電損耗率為6.49%，損失電量為290.9TWh。這部分損耗相當于約2億噸的CO2排放，超過電力行業碳排放總量的5%。整體來說，通過電網降損實現節能減排的潛力很大。通過合理規劃電網結構、調整運行方式、提高輸配電技術和加強管理等手段來降低電網的能量損耗，即可降低在輸電過程當中導致的碳排放。

1.2 挖掘發電側與負荷側的低碳潛力

電網連接著發電側和用電側。通過電網的建設、管理、運行、機制等方面的引導和激勵，能夠促進發電側和用電側低碳技術的發展和應用，更大程度地發揮發電側和用電側的低碳潛力。電網通過加強網架建設、增加電網儲能設備等方式能夠提高電網接納可再生能源的能力，促進發電側可再生能源發電的發展，提高電源結構中低碳電源的比例；通過低碳調度技術，能夠降低發電環節的總煤耗，提高能源利用效率，減少發電碳排放；通過峰谷分時電價機制等需求側的管理手段，能夠調整負荷曲線，降低網損和發電煤耗，并引導用戶低碳合理用電；通過為電動汽車提供配套服務，可以推廣和普及電動汽車，促進用電方式低碳化。通過電網環節的協調和激勵，能夠最大限度地落實電力系統全行業的低碳潛力。

1.3 實現輸配電環節的直接減排和資源節約

電網中有大量使用六氟化硫（SF6）作為絕緣材料的開關器件。SF6的溫室效應強度約為CO2的23900倍，全球每年排放到大氣中的SF6氣體相當于1.25億噸的CO2，目前我國SF6氣體的年產量約為7000噸，其中一半以上被用于電力工業。因此，減少SF6在電網設備中的使用量與泄漏能夠給電網帶來直接的低碳效益。

除了使用SF6的電氣設備，電網中的其他設備在生產、運輸、運行、回收過程中也會產生大量的溫室氣體排放。因此，電網環節應當采取全生命周期的管理機制，考慮設備全生命周期內的碳排放情況，選擇具有低碳屬性的設備，合理規劃布局，避免輸電線路的冗余，提高電網傳輸容量，從廣義上提高電網的能源利用效率，減少電網在工程建設和設備運行過程中的資源消耗和溫室氣體排放，發揮電網環節自身的低碳潛力。

對應用于電網環節的設備技術和管理方式，只要能夠實現上述的低碳目標，都可納入電網環節的低碳技術體系。針對不同的實施載體，電網環節的低碳化技術措施可以歸納為5個方面。

2.1 電網技術與設備的低碳更新

硬件設備的低碳更新是指應用更高級的輸電技術，使用節能型的材料和設備，降低電網輸電過程中的能量損耗，節約資源，以此實現低碳化發展。電網設備種類眾多，可實現低碳更新的主要手段可歸結如圖2-1所示。

圖2-1 低碳更新的主要手段

2.2 電網低碳運行控制

與電網硬件設備的低碳更新相比，低碳化的運行控制措施能夠在一定限度內更快捷、低成本地減少碳排放。電網的低碳運行控制手段如圖2-2所示。

圖2-2 電網的低碳運行控制手段

低碳電力調度應同時兼顧電能生產與CO2排放，通過分析兩者的相互關系，實現“電平衡”與“碳平衡”的協調與銜接，考慮電廠綜合特性進行有序調度。考慮到中國現有的電源結構和發電技術，引入低碳電力調度可成為在短期內控制電力CO2排放最有效的方式。

2.3 面向低碳的電網規劃

電網投資周期長，投資量巨大，在大規模新能源迅猛發展之時，面向低碳的電網規劃顯得十分重要。規劃中不但要考慮在可再生能源的高速發展的形勢下，如何合理規劃電網結構、增強電網對于可再生能源的接納能力，而且要把低碳指標約束引入電網的規劃發展當中統籌考慮，在網絡結構設計和工程建設過程中減少資源損耗和溫室氣體排放，達成全生命周期下的最少碳排放。電網的低碳規劃如圖2-3。

圖3-3 面向低碳的規劃布局

2.4 建立電網低碳機制體系

在電網的低碳化發展過程中，建立面向低碳的電力市場機制與管理機制也是低碳技術發展途徑中不可忽視的環節。通過采取合理的運行管理機制，能夠引導電網發電側的低碳化發展，促進發電側減排；并且能夠與用電側進行協調互動，提高用戶用電效率，引導用戶科學用電。能夠實現低碳目標的機制體系如圖2-4所示。

圖2-4 電網的低碳機制體系

2.5 用能方式低碳化

基于用戶需求的能源輸出及能源利用效率的提高，將使能源行業的低碳化發展事半功陪。各類低碳電力技術均需要以低碳高效的用能方式相配合。電網環節的一些措施能推動用電側低碳化發展，引導用電方式的低碳化。目前低碳的用能方式主要在于提高電在終端能源的使用比例，以電動汽車為主。

目前，能源使用方式眾多，電網與用戶側的聯系表面上不如其與發電側的聯系緊密。實際上，在未來的智能電網體系下，將實現用戶與電網的互動，這將推動低碳用能方式的發展。在實時電價體系的引導下，用戶將選擇何時從電網購電或者通過電動汽車、分布式可再生能源發電等途徑向電網售電。低碳的用能方式不但能夠為用戶節約開支，而且能夠輔助電網調整負荷曲線，減少網損和煤耗，創造低碳效益。

低碳化是未來電網發展的主要目標，但限于投資成本、時間約束和電網的其他發展目標的制約，電網企業需要采取的低碳化發展戰略不可能覆蓋所有低碳技術。所以電網企業需要結合自身的實際情況，綜合制定低碳化技術應對手段。

3.1 發展高效輸電技術

高效輸電技術的發展應用能夠提升電網的傳輸容量、降低輸電損耗、提高能源效率，減少電網損耗產生的CO2排放，同時為可再生能源發電的發展提供條件。

特高壓輸電技術。在我國，特高壓是指交流1000kV及以上和直流800kV以上的電壓等級。理論上，采用特高壓輸電可使得現有的輸電損耗下降75%以上，大大減少了由輸電導致的碳排放。特高壓輸電提高了線路輸送容量，節約了線路走廊，同等輸送容量下節省了大量的建設資源與生產能耗。特高壓的遠距離輸電能力能夠有效優化資源配置，為大規模可再生能源發電提供輸電通道，同時減少受端省能源需求壓力。

緊湊型和同塔多回輸電技術。緊湊型輸電技術是指取消常規線路的相間接地構架，將三相輸電線路置于同一塔窗中，縮小了導線的相間距離，增加相導線分裂根數和相導線等效半徑，實現相導線的結構和布置的優化，有效壓縮輸電線路走廊寬度的新型輸電技術。同塔多回輸電是指在一個桿塔上架設2回或2回以上相同電壓等級或不同電壓等級導線的一種新型輸電技術。發展緊湊型和同塔多回輸電技術能夠節省塔材耗量，減少投資成本，節約西電東送線路寶貴的土地資源，預留未來的發展空間。

動態增容技術。輸電線路動態增容是指在導線允許運行溫度不變并保證線路運行安全性的前提下，通過數據監測與傳輸裝置采集導線在線溫度、環境溫度、風速、日照和載流量等數據，根據弧垂判據、溫度判據、應力判據等安全性判據，計算出輸電線路的實時最大載流量，來實時調整輸電線路的傳輸容量。有別于傳統的擴大導線截面，或更換高溫導線的增容方法，動態增容充分利用現有輸電設施和通道狀況，挖掘輸電線路隱性容量從而提高利用效率，是一種廉價、有效、安全的增容技術。動態增容技術可以增加單位線路的傳輸容量，最大限度發揮線路的傳輸容量，提高能源利用效率。

3.2 推廣應用降損技術

我國各省電網的綜合線損率普遍較高，具有很大的降損空間，電網企業需要不斷深入挖掘電網降損潛力，應用降損技術，加強線損管理，實現電網的低碳化發展。

使用新型導線和節能金具。新型導線能夠提升線路的降損空間，目前最新型的導線為碳纖維復合芯鋁絞線，它由輕型的高強度碳纖維復合芯和外層纏繞的高性能梯形成型鋁線組成。由于復合材料不存在鋼絲材料引起的磁損和熱效應，輸送相同電力的條件下，具有更低的運行溫度，可以減少輸電線損6%左右，而且可循環使用。

我國的輸電線路中使用了大量垂線夾、耐張線夾、并溝線夾、防振垂等金具，這些鐵磁材料制成的金具在運行中會因其磁滯損耗和渦流損耗導致電能損失。通過使用低導磁率的材料（如鋁或銅合金或低磁鋼）來制造線路金具能夠避免巨大的電能損失，減少電網的電能損耗。

加強降損措施和線損管理。電網企業在面向低碳化發展模式下，常規的運行降損措施應當進一步完善和加強：合理加設無功補償裝置，防止電網因功率因數下降造成的電能損耗；在不同的負荷情況下合理地調整電網的運行電壓；確定環網的合理運行方式，使電網的功率分布接近于經濟分布；調整負荷曲線、平衡三相負荷；合理安排檢修，避免損耗增加；實行變壓器的經濟運行，使變壓器電能損失最低。

線損的降低不僅需要應用技術手段，也需要完善的管理措施的支持。如南方電網公司于2008年試點實施了線損分壓、分區、分線、分臺區的“四分”管理機制。廣東電網結合自身實際情況和需求制定有效的線損管理體系，完善落實“四分”線損精細化管理工作，提高計量管理水平，加強計量管理的統計、分析工作，保證線損統計的準確性，合理指導降損技術的應用，最大限度地減少輸電線損。

3.3 開展低碳電力調度

充分利用省內的清潔能源發電資源，開展低碳電力調度，通過對各類發電機組按能耗排序，優化聯合經濟調度，以優化電網潮流與清潔能源的利用與消納。此外還需要深入研究各類元件的電–碳關系和技術特性，挖掘發、輸、配、用環節中的CO2減排潛力，在調度運行中最大限度地減少CO2排放。

開展低碳電力調度能夠在短期內有效降低電力系統的CO2排放，實現對現有電源結構的優化配置，并激勵電源進行低碳改革。

3.4 采用新型變壓器

在廣義電力系統（包括發、供、用電）運行中，變壓器的數量巨大，其總的電能損失約占發電量的10%。這意味著每年全國所有變壓器損耗的電能達到上千億kWh，產生上億噸的碳排放。電網企業需要考慮電力系統的變電損耗情況，逐步淘汰陳舊老化、標準低、損耗高的變壓器，加快推廣具有節能效果的新型變壓器。新型的變壓器具有更大的節能空間，目前我國正在推廣的S11系列油浸式變壓器空載損耗較S9系列下降30%~40%，空載電流降低70%~80%。

而新型的非晶合金變壓器的空載損耗可降低60%~80%，有顯著的節能效果。除節能變壓器外，推廣自耦變壓器的應用也能夠為電網帶來顯著的低碳效益。與普通變壓器相比，在相同輸送容量下，自耦變壓器的電磁容量和外形尺寸都有所減小，減少了運行過程中的有功和無功損耗，節約了制造過程中耗用的銅鐵材料，減輕了運輸壓力和安裝難度，減少了設備在生產、運輸過程中的碳排放，還可以減少無功補償設備容量，在全生命周期范圍內實現低碳效益。

3.5 加強SF6的回收管理

SF6作為電網中各類開關器件的絕緣材料被廣泛應用，而SF6是溫室氣體的一種，其全球暖潛能（Global Warming Potential，GWP）值高達23900（造成溫室效應的強度，以CO2為參考值），而且排放在大氣中的SF6氣體壽命可達3400年。在電力行業中，SF6氣體屬于電網環節中特有的耗材，因此電網企業對于SF6氣體的減排與管理有著重要的責任，若電網環節能實現SF6氣體的減排甚至替代，所產生的低碳效益將非常可觀，對電網的低碳化發展將有著重要的意義。

電網應建立了針對SF6減排的具體管理措施，未來應當進一步增加科研力量研究SF6泄漏監測技術和回收再利用技術，尋找可以替代SF6氣體的絕緣介質，選擇適用于電網的SF6氣體回收、凈化并再利用的儀器設備，開發SF6減排監測管理系統，建立SF6回收與凈化再利用操作規范，最大限度減少SF6的排放。

3.6 為電動汽車提供配套服務

電動汽車是指以高效率充電電池、燃料電池等車載電源為動力源的汽車，發展電動汽車是世界共識和潮流。深圳市和廣州市作為我國推廣節能與新能源汽車的試點城市，將率先推廣電動汽車的使用。針對未來規模化發展的電動汽車產業，電網需要在規劃、建設和管理上要做好準備，應對電動汽車的用電需求，為電動汽車提供快捷方便的充放電交互服務。

應采取的措施包括：加快研究電動汽車充電站網絡布點規劃方法，建設分布廣泛的充電站和充電樁；研究出臺電動汽車充電站技術標準，制定相應的技術規范；分析探討電動汽車大規模聯網充電對于電網的安全穩定和電能質量的影響；研究如何利用電動汽車的儲能裝置調整電網負荷曲線、進行削峰填谷，提高電網可靠性。

3.7 加強新型低碳技術的研究

低碳電力技術的進步能夠推動電網低碳化的發展，電網在推廣現有成熟的電網低碳技術應用的同時，還應該關注和支持新型低碳技術的研究和發展，并積極研究其應用前景。電網的新型低碳技術包括復合材料輸電桿塔、直流配電技術、電網儲能技術、智能電表技術等。復合材料輸電桿塔由纖維增強樹脂基復合材料制造，能夠替代傳統的鐵塔和混凝土桿。復合材料輸電桿塔在全生命周期下更具低碳效益，目前我國已有相關的研究和試點。直流配電技術省去了變壓環節，損耗更小，而且為分布式電源提供了并網條件，目前正處于研究中。電網儲能技術能夠在大規模間歇式能源并網時保證電網的可靠性，目前儲能裝置在電網中的應用并不廣泛，儲能電池等裝置還需要進一步的研究。智能電表技術是智能電網技術的重要組成之一，是實現分時電價政策、實現用戶互動、引導用戶科學用電的技術保證。