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文档简介

19/21电力和能源工程行业技术趋势分析第一部分电力工程的可再生能源利用 2第二部分能源工程中的数字化技术应用 4第三部分网络化电力系统的发展趋势 6第四部分新能源技术对传统能源产业的影响 7第五部分能源存储技术的创新与发展 9第六部分电力系统的智能化运维与管理 11第七部分可再生能源的智能配电与优化控制 13第八部分能源工程的碳排放减缓措施 15第九部分能源供应链管理的优化与智能化 18第十部分电力和能源工程中的物联网技术应用 19

第一部分电力工程的可再生能源利用

电力工程的可再生能源利用一直是电力行业发展中的重要方向。随着全球能源短缺和环境污染问题的日益凸显,可再生能源作为一种清洁、可持续的能源形式,正逐渐受到广泛关注和应用。本文将分析电力工程中可再生能源利用的技术趋势,并探讨其对电力行业发展的影响。

首先,太阳能发电是目前可再生能源利用中发展最为迅猛的技术之一。随着太阳能电池技术的进步以及成本的下降,太阳能发电已经成为许多地区清洁能源发展的重要选择。据统计,2018年全球新增太阳能发电装机容量达到94.5GW,其中中国的贡献占到了28.5GW,位居全球第一。

其次,风能发电也是电力工程中可再生能源利用的重要方向之一。通过风力发电机将风能转化为电能,具有资源丰富、环境友好、成本低廉等优势。根据国际能源署的数据,截至2019年,全球风电装机容量达到了651GW,相当于全球总装机容量的6.1%。特别是在欧洲,风能发电已经成为一种重要的能源来源,北欧国家的风能发电量甚至超过了其总用电量。

除了太阳能和风能,水能、地热能等可再生能源在电力工程中的利用也具有重要意义。水能发电是利用水的动能转化为电能,其具有大规模、稳定可靠的特点。目前,全球水能发电装机容量已经超过1.2万GW,占可再生能源总装机容量的80%以上。地热能作为一种在地表下储存的热能,通过地热发电厂将其转化为电能。根据国际地热能协会的数据,截至2019年,全球地热发电装机容量约为14.9GW。

可再生能源在电力工程中的利用不仅对能源的结构调整产生了积极影响,也为电力行业的可持续发展提供了新的动力。首先,可再生能源的利用能够有效减少化石能源的消耗,降低能源产业对地球环境的影响。其次,可再生能源具有可持续性,能够为电力行业提供长期稳定的能源供应,减少对能源的依赖,提高能源的安全性。此外,可再生能源的发展也推动了电力工程技术的创新和进步,为电力行业注入了新的发展动力。

在电力工程中推广和利用可再生能源也面临着一些挑战。首先是技术挑战,包括太阳能电池转化效率的提高、风能发电的输出调节等问题;其次是经济挑战,包括可再生能源的成本降低、发电价格的竞争力等问题;还有政策和市场挑战,包括能源政策的支持力度、市场化运作机制等问题。解决这些挑战需要政府、企业和科研机构的共同努力,加大投入,加强合作,推动可再生能源的利用和发展。

综上所述,电力工程中可再生能源的利用是当前电力行业发展的重要方向之一。太阳能、风能、水能、地热能等可再生能源的发展和利用,将为电力行业注入新的活力,促进能源的转型和升级。面对技术、经济、政策等方面的挑战,各方应共同努力,加强合作,推动可再生能源的可持续发展,为构建清洁、低碳的能源未来做出贡献。第二部分能源工程中的数字化技术应用

能源工程是指通过合理配置和利用能源资源,提供各行业用能所需的技术体系和设施。随着科技的进步和社会对能源安全、可持续发展的需求不断增加,数字化技术在能源工程领域的应用越来越重要。本文将对能源工程中数字化技术的应用进行全面分析,并探讨其未来发展趋势。

首先,数字化技术在能源工程中的应用范围广泛。作为一种先进的技术手段,数字化技术在能源资源勘探、生产、传输、储存和消费等环节都能发挥重要作用。在能源资源勘探中,数字化技术可以通过高精度的地质勘探技术,帮助开采企业准确确定油气储量、勘探难点等关键信息,提高勘探效率。在能源生产中,数字化技术可以通过智能化控制系统、先进的自动化设备,实现能源生产过程的优化和协调,提高能源利用效率和生产安全性。在能源传输和储存中,数字化技术可以通过智能监测系统、高效输电技术,实现电力的远程传输和储存,提高电网的安全性和稳定性。在能源消费中,数字化技术可以通过智能电表、能源管理系统等,实现能源的智能化监测和优化,提高能源利用效率和节能减排效果。

其次,数字化技术在能源工程中的应用带来了诸多好处。首先,数字化技术可以提高能源生产的安全性和可靠性。通过智能化监测和远程控制,能源生产过程中的风险和隐患可以被及时发现和解决,提高了生产安全性。其次,数字化技术可以提高能源利用的效率。通过智能监测和优化调度,能源的供需匹配更加精准,减少了能源的浪费和过剩。此外,数字化技术还可以推动能源结构的优化升级,促进能源的清洁化和可持续发展。通过数字化技术的应用,可以更好地整合和利用清洁能源,减少对传统能源的依赖,实现能源结构的升级和转型。

然而,数字化技术在能源工程中的应用面临一些挑战。首先,数字化技术的推广和应用需要大量的投资和技术支持。在能源工程领域,许多企业和机构仍然使用传统的技术和设备,数字化技术的推广和应用需要进行大规模的设备更新和技术培训。其次,数字化技术的应用还面临着数据安全和隐私保护的挑战。在能源工程中,涉及到大量的数据采集、传输和处理,数字化技术的应用需要保障数据的安全性和隐私性,防止数据泄露和被不法分子利用。

未来,数字化技术在能源工程领域的应用将呈现以下趋势。首先,数字化技术将更加深入地融合到能源工程中。随着物联网、云计算等技术的不断发展,数字化技术将更加普及和成熟,为能源工程提供更加强大和高效的支持。其次,数字化技术将推动能源工程的智能化发展。通过智能化监测、控制和优化,能源工程将实现从人工操作向智能决策的转变,提高工程的自主性和智能性。最后,数字化技术将推动能源工程向可持续和绿色发展的方向转变。通过数字化技术的应用,能源工程将更好地整合清洁能源资源,提高能源的利用效率和环保性,促进能源的可持续发展。

综上所述,数字化技术在能源工程中的应用具有广泛的应用领域和重要的意义。数字化技术的应用可以提高能源生产的安全性和可靠性,提高能源利用的效率,推动能源结构的优化和转型。然而,数字化技术在能源工程中的应用面临着挑战,需要解决投资和技术支持、数据安全和隐私保护等问题。未来,数字化技术在能源工程领域的应用将呈现深入融合、智能化发展和可持续发展的趋势。第三部分网络化电力系统的发展趋势

网络化电力系统是电力和能源工程领域的一个重要发展趋势。随着信息和通信技术的进步,电力系统正朝着数字化、智能化和可持续发展方向快速发展。

首先,网络化电力系统将实现更高程度的电力系统自动化。传统的电力系统存在许多人工干预和集中控制的问题,网络化电力系统利用高速通信网络和智能设备实现了电力系统各个环节的自动化。通过实时监测、自动化控制以及智能电网技术的应用,网络化电力系统能够实现电网的智能感知、自适应、自愈能力,提高电力系统的可靠性、安全性和经济性。

其次,网络化电力系统将促进能源的可持续利用。随着可再生能源技术的快速发展,如太阳能、风能等,网络化电力系统能够将分散的可再生能源资源进行有效并网和管理,实现对可再生能源的高效利用。同时,网络化电力系统还能够实现电力系统的能量存储和管理,提高电力系统对可再生能源的接纳能力,推动能源的低碳发展和节能减排。

第三,网络化电力系统将加强电力系统的灵活性和可调度性。传统的电力系统存在供需不平衡、电压稳定等问题,网络化电力系统利用高速通信网络和数据分析技术实现了电力系统各个节点的实时信息交互和协同控制,提高了电力系统的灵活性和可调度性。通过实时的负荷预测和优化调度,网络化电力系统能够更好地应对电力系统的波动性,减少电网事故的发生,并提供更可靠的电力供应。

最后,网络化电力系统将推动能源市场的开放和电力市场的竞争。传统的电力系统在能源供应方面存在垄断和集中化的问题,网络化电力系统通过实现电力系统各个节点的实时信息交互和互联互通,促进了能源市场的开放和电力市场的竞争。通过引入多种能源供应商和用户,网络化电力系统能够提供更加多样化和灵活的能源选择,降低能源价格,促进能源的有效利用。

总之,网络化电力系统是电力和能源工程领域的重要技术趋势,它将实现电力系统的自动化、可持续发展、灵活调度和市场竞争。网络化电力系统的发展需要充分利用信息和通信技术的优势,并结合电力系统的特点和需求,推动电力和能源领域的创新与发展,为能源供应提供更高效、可靠和可持续的解决方案。第四部分新能源技术对传统能源产业的影响

电力和能源工程行业的技术趋势一直是业界关注的焦点之一。近年来,随着全球能源消费需求的不断增长和环保意识的提高,新能源技术的发展正对传统能源产业产生着深远的影响。本章节将对新能源技术对传统能源产业的影响进行综合分析和评估。

首先,新能源技术的出现和推广使得传统能源产业面临着巨大的挑战。具体而言,新能源技术的快速发展使得可再生能源的成本逐渐下降,风力发电、太阳能发电等成为越来越具有竞争力的替代能源。相比之下,传统能源产业如煤炭、石油等面临着资源逐渐枯竭和不断增加的生产成本的压力。新能源技术的普及和应用,促使传统能源产业必须进行转型升级以确保其在市场中的竞争力。

其次,新能源技术的推广也直接影响到能源供给结构的调整。传统能源产业以石油、煤炭和天然气为主,而新能源技术主要包括风能、太阳能、水能等可再生能源。新能源技术的应用和普及进一步促进了传统能源产业在能源供给结构中的比重下降,推动了能源消费结构的优化和调整。传统能源产业必须面对这一趋势,积极参与到新能源技术的研发和应用中去。

此外,新能源技术的发展也在一定程度上改变了能源行业的市场格局。传统能源产业一直以国际能源巨头公司为主导,而新能源技术的出现使得新的市场参与者迅速崛起。例如,中国近年来在新能源技术领域取得了巨大的突破和进展,成为全球最大的太阳能发电和风能发电国家,不仅实现了自身能源安全,还成为了全球新能源技术的引领者。这些新的市场参与者的崛起,不仅为能源行业带来了新的竞争格局,也为行业的创新和发展带来了新的动力。

需要指出的是,尽管新能源技术对传统能源产业产生了巨大的冲击和影响,但传统能源仍然在一段时间内是不可或缺的能源来源。特别是在一些发展中国家和地区,传统能源仍然是支撑经济发展的重要基础。因此,传统能源产业在转型升级的同时,仍然需要保持稳定的发展,确保能源的供应安全和经济的可持续发展。

综上所述,新能源技术的快速发展对传统能源产业产生了深远的影响。它推动了传统能源产业的转型升级,改变了能源供给结构和市场格局。然而,传统能源产业仍然是不可或缺的能源来源,其稳定发展依然具有重要意义。因此,新能源技术与传统能源产业需要找到合作共赢的发展路径,实现能源的可持续发展和经济的繁荣。第五部分能源存储技术的创新与发展

能量存储技术的创新与发展在电力和能源工程行业具有重要的意义。能源存储是指将能源暂时转化为其他形式,并在需要时将其重新转换为可用能量的过程。这种技术的发展可以解决能源供应不稳定、能源消耗高峰期的问题,提高电力系统的稳定性和可靠性,促进可再生能源的利用以及电力系统的智能化和可持续发展。

在过去几十年中,能源存储技术取得了长足的进展。传统的能源存储方法包括电池、超级电容器和压缩空气储能等。但这些技术在能量密度、充电时间和寿命等方面存在一定的局限性。因此,为了满足不断增长的电力需求和可再生能源的快速发展,新的能量存储技术被提出和研发。

目前,新型的能量存储技术主要包括燃料电池、电解水制氢、电动汽车电池、超级电容器、太阳能和风力发电的储能等。

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的设备。它通过将氢气与氧气反应产生电能,并以水和热能为副产物。燃料电池具有高效率、环保的特点,可作为移动电源和小型电力系统的备用能源。

电解水制氢是一种将电能转化为氢气的过程。电解水装置通过电流分解水分子,将氢气和氧气分离。这种方法可以将电能以化学能的形式储存,通过氢气燃烧或燃料电池发电再次转化为电能。

电动汽车电池也是一种重要的能量存储技术。随着电动汽车的快速发展,电池技术也在不断创新。锂离子电池是目前最常用的电动汽车电池技术,具有较高的能量密度、较长的使用寿命和较低的自放电率。未来,随着新材料和智能控制技术的应用,电动汽车电池的性能将得到进一步提升。

超级电容器是一种具有高能量密度和高功率密度的储能装置。它的能量存储机制是通过电极表面的电荷和双电层来实现的,具有快速充放电、长寿命和良好的温度适应性等优点。超级电容器在频繁充放电和瞬时储能方面具有很大的应用潜力。

此外,太阳能和风力发电的储能技术也是能源存储领域的重要课题。太阳能和风能是间断性能源,其生成的电力需要在低负荷期间储存起来,并在高负荷期间释放出来。目前,常用的储能方法包括抽水蓄能、压缩空气能储能和燃烧储能等。

总体而言,能源存储技术的创新与发展对电力和能源工程行业具有重要的推动作用。新型能量存储技术的不断涌现将改变能源的使用和分配方式,为可再生能源的大规模应用提供支持,提高电力系统的灵活性和可靠性,并促进清洁能源的可持续发展。随着技术的进步和商业化应用的推进,未来能源存储技术有望在电力和能源行业发挥更大的作用。第六部分电力系统的智能化运维与管理

电力系统的智能化运维与管理是电力和能源工程领域中一个重要的技术趋势。随着科技的发展和电力行业的不断进步,智能化技术在电力系统的运维与管理中起到了关键的作用。本章节将从多个方面对电力系统的智能化运维与管理进行分析,包括智能感知与监测、智能数据分析与处理、智能决策与调度以及智能维护与保障等。

首先,智能感知与监测是电力系统智能化运维与管理的基础。通过各种传感器和监测设备,可以对电力系统的运行状况进行实时监测,并获取大量的数据。这些数据可以包括供电质量、电力设备的状态、负荷信息等方面的数据。通过对这些数据的采集和分析,可以实现对电力系统运行情况全面、准确的感知,为后续的智能化运维与管理提供可靠的数据支持。

其次,智能数据分析与处理是电力系统智能化运维与管理的核心。利用大数据分析和人工智能等技术,可以对海量的电力系统数据进行挖掘和分析,从而提取出有用的信息和知识。通过数据分析模型和算法的应用,可以实现对电力系统运行状态、故障诊断、故障预测等方面的分析和判断。这些分析结果可以用于优化电力系统的运行方式,提高供电效率和可靠性,降低能耗和损耗。

第三,智能决策与调度是电力系统智能化运维与管理的关键内容。基于对电力系统运行状况的感知和对数据的分析,可以实现对电力系统的智能决策和调度。例如,在负荷预测方面,可以根据历史数据和实时监测数据,结合人工智能算法,预测未来负荷的变化趋势,从而合理安排发电设备的出力,并优化电力系统的运行策略。这样可以提高电力系统的灵活性和响应能力,为电力系统的可持续发展提供支持。

最后,智能维护与保障是电力系统智能化运维与管理的重要环节。通过智能设备和监测系统的应用,可以实现对电力设备的远程监控和诊断。一旦发现设备出现故障或异常,可以即时采取措施进行维修和保养。同时,利用数据分析和预测技术,可以预测设备的寿命和维护需求,提前制定维护计划,避免设备突发故障造成的电力中断和损失。这样可以提高电力系统的可靠性和稳定性,保证电力的供应质量和安全性。

综上所述,电力系统的智能化运维与管理是一个综合性的工作,涉及多个方面的技术和应用。通过智能感知与监测、智能数据分析与处理、智能决策与调度以及智能维护与保障等手段,可以实现对电力系统的全面、准确的分析和管理。这将为电力系统的高效运行和可持续发展提供强有力的支持,并对电力和能源行业的发展产生积极的影响。第七部分可再生能源的智能配电与优化控制

可再生能源的智能配电与优化控制

一、引言

随着能源问题的日益突出和环境意识的增强,可再生能源的利用已成为电力和能源工程领域的重点研究方向之一。智能配电与优化控制作为可再生能源的重要应用领域,不仅可以提高能源利用效率,缓解供需矛盾,还可以降低能源成本,减少对传统能源的依赖,实现可持续发展。本章将从技术趋势的角度对可再生能源的智能配电与优化控制进行深入分析。

二、智能配电系统

智能配电系统是一种将电力信息技术与配电网结合的新型配电系统。它通过引入智能化监测设备和通信技术,实现对电力设备运行状态的实时监测与分析,并通过智能调度和优化控制,实现对电力网络的高效管理和优化配置。智能配电系统可以针对可再生能源的发电特点和电力网络的运行需求,实现对可再生能源的智能分配和优化利用。

三、可再生能源的智能配电

可再生能源发电特点

可再生能源发电具有不稳定性、间歇性和分散性等特点。光伏发电受日照条件影响,风力发电受风速和风向等因素影响,而潮汐发电和生物质发电等还存在自身特殊的限制因素。针对这些特点,智能配电系统可以通过实时监测和智能分析,预测可再生能源的发电能力和发电周期,从而实现对可再生能源的智能分配和优化利用。

智能分配与优化利用

智能配电系统可以根据实时的电力需求和可再生能源的发电情况,实现对电力的智能分配和优化利用。通过智能调度算法,可以将可再生能源的发电峰谷进行平滑,实现电力的平衡供应。同时,还可以据需控制部分负荷的工作状态,降低电力消耗。智能配电系统可以通过优化配电网的配置和运行,提高电力的利用效率,并减少能源的浪费。

四、智能配电与优化控制的技术趋势

多源能量管理和优化控制

随着可再生能源种类的增多和规模的扩大,多源能量管理和优化控制成为智能配电系统的发展趋势。通过多源能量管理系统,可以实现对不同能源的统一调度和协同运行,最大限度地提高能源利用效率,并降低对传统能源的依赖。

基于大数据和人工智能的智能优化控制

随着大数据和人工智能技术的不断发展,将其应用于智能配电与优化控制,可以进一步提高智能配电系统的效能和安全性。通过大数据分析和人工智能算法,可以实现对电力数据的智能处理和预测分析,优化电力的分配和调度,提高电力系统的负载均衡和供电可靠性。

智能配电与电动车充电桩的集成

随着电动车的普及和发展,智能配电系统与电动车充电桩的集成成为一种重要的发展趋势。通过智能配电系统与充电桩的互联互通,可以实现对充电需求和能源供给的智能调度和优化控制,提高电动车的充电效率和供电可靠性。

五、结论

可再生能源的智能配电与优化控制是电力和能源工程领域重要的技术趋势之一。智能配电系统可以实现对可再生能源的智能分配和优化利用,通过多源能量管理和优化控制、基于大数据和人工智能的智能优化控制以及与电动车充电桩的集成等新技术的应用,进一步提高智能配电系统的效能和安全性。未来,随着技术的不断创新和发展,可再生能源的智能配电与优化控制将在实践中得到更加广泛的应用,为推动可再生能源的可持续发展做出重要贡献。第八部分能源工程的碳排放减缓措施

能源工程的碳排放减缓措施是指通过改进能源生产和利用过程中的技术、政策和管理措施,以减少二氧化碳等温室气体的排放,从而实现能源消费的可持续发展和环境保护。在当前全球温室效应日益严重的背景下,能源工程领域的碳排放减缓措施显得尤为重要和紧迫。本章节将针对电力和能源工程行业的技术趋势,对能源工程的碳排放减缓措施进行综合分析与阐述。

一、能源生产环节的碳排放减缓措施

(一)提高能源转化效率:通过采用更加高效的能源转化系统,例如燃气轮机、燃煤电厂超临界技术等,可显著提高燃料能源的利用效率,减少单位能源产出所需的碳排放量。

(二)开发利用清洁能源:加大清洁能源开发和利用力度,如风能、太阳能、水能等可再生能源,可以替代传统的化石能源,减少碳排放和环境污染。

(三)实施煤改气、煤改电等战略:将传统的燃煤能源替代为清洁的天然气或电力,可显著减少碳排放。同时,推动煤炭行业的深度去产能和优化结构,并推广煤炭气化和清洁燃煤技术,进一步降低碳排放。

二、能源利用环节的碳排放减缓措施

(一)推广能效改造和节能技术:通过推广高效节能设备和技术,改造传统能源使用设施,减少能源在利用环节的损耗和浪费,提高能源利用效率,从而减少碳排放。

(二)加强电力系统调度和优化运行:通过优化电力系统的供需匹配、提高电网输电效率和降低损耗,减少电能传输和供应过程中的能源损耗和碳排放。

(三)推广清洁燃烧技术:采用先进的燃烧设备和技术,如燃煤电厂的脱硫、脱硝和除尘技术,减少燃烧产生的污染物和温室气体排放。

三、碳排放管理与控制措施

(一)建立碳排放核算和监管体系:建立统一的碳排放核算标准和监管体系,明确企业和行业的碳排放权,推动碳排放权交易市场的建立和发展,通过市场机制实现碳排放的有效控制和减缓。

(二)加强能源管理和节能监测:建立全面、科学的能源管理制度,加强对能源消费的监测、统计和分析,发现能源消费异常和浪费现象,采取相应的调控和措施,降低碳排放。

(三)积极参与国际合作与技术交流:加强与国际组织和国际合作伙伴的合作,借鉴国际先进经验和技术,加速能源工程领域的技术创新和进步,推动碳排放减缓措施的实施。

四、政策与经济手段的碳排放减缓措施

(一)建立健全的能源和环境政策体系:制定和完善能源和环境政策,如能源定价、补贴政策等,引导和激励企业和个人采取低碳生产和消费方式,推动能源工程的碳排放减缓。

(二)推广碳税和排放交易机制:建立碳税和碳交易制度,引导企业和个人减少碳排放,加大对碳排放高的企业和行业的惩罚力度,推动碳排放减缓措施的实施和落地。

(三)加大投资和资金支持:增加对能源工程的投资和资金支持,鼓励和支持技术研发和示范项目,加速碳排放减缓技术的应用和推广,促进能源工程的可持续发展。

总之,能源工程的碳排放减缓措施是保障能源供应安全、推动经济可持续发展、应对气候变化的重要举措。通过改进能源生产和利用环节的技术措施、加强碳排放管理与控制、采取政策和经济手段的支持,我们可以实现能源工程领域碳排放的减缓,促进绿色低碳能源的发展与利用,为可持续能源未来奠定坚实基础。第九部分能源供应链管理的优化与智能化

能源供应链管理的优化与智能化是电力和能源工程领域中一个重要的技术趋势。随着能源需求的不断增长和能源供应的日益复杂化,优化供应链管理和引入智能化技术已成为提高能源供给效率和降低成本的关键手段。

首先,优化能源供应链管理可以提高能源供应的可靠性和可持续性。能源供应链涉及到能源的产出、输送、储存和消费等环节,通过合理规划、协调和管理这些环节,可以确保能源的稳定供应。优化供应链管理可以帮助电力和能源公司更好地掌握能源的需求和供给变化,提前采取有效的应对措施,从而保证能源供应的连续性和可靠性。同时,优化供应链管理还可以提高能源资源的利用效率,减少能源的浪费。

其次,智能化技术在能源供应链管理中的应用将进一步提升供应链的效率和可控性。智能化技术,如物联网、大数据分析、机器学习等,可以实现能源供应链的实时监测、预测和优化控制。通过传感器和智能设备的广泛应用,可以实时监测能源的产出、输送和消费状况,快速反应能源供需变化,并做出相应的调整。大数据分析和机器学习等技术可以利用历史数据和模型预测能源供需的变化趋势,帮助电力和能源公司做出合理决策,并优化供应链。

此外,智能化技术还可以提升能源供应链的可追溯性和安全性。在电力和能源领域,信息的准确性和安全性至关重要。通过智能化技术,可以建立起完善的数据跟踪系统,确保能源供应链各环节的数据准确可靠。同时,智能化技术可以加强对能源供应链的监控和安全防护,在数据传输、存储和处理等方面实施安全措施,防止潜在的信息安全风险。

最后,优化能源供应链管理和引入智能化技术也可以促进清洁能源的推广和应用。在能源结构调整的背景下,清洁能源的开发和利用已成为电力和能源行业的重要目标。优化供应链管理和智能化技术的应用可以提高清洁能源的生产效率和供应可持续性,提高清洁能源在能源供应中的占比,更好地满足社会对绿色环保能源的需求。

综上所

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