儲(chǔ)能、可再生能源、電動(dòng)汽車、電網(wǎng)等在未來(lái)能源中如何定位
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2018-01-16
核心提示:
目前我國(guó)能源發(fā)展不平衡,發(fā)展分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等新業(yè)態(tài)成為新的關(guān)注點(diǎn)和增長(zhǎng)點(diǎn)。在未來(lái),能源轉(zhuǎn)型從高碳到低碳到無(wú)碳,從低密度到高密度,儲(chǔ)能與可再生能源結(jié)合是必然,新一代電力系統(tǒng)是多能互補(bǔ)、高比例可再生能源的發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)。
目前我國(guó)能源發(fā)展不平衡,發(fā)展分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等新業(yè)態(tài)成為新的關(guān)注點(diǎn)和增長(zhǎng)點(diǎn)。在未來(lái),能源轉(zhuǎn)型從高碳到低碳到無(wú)碳,從低密度到高密度,儲(chǔ)能與可再生能源結(jié)合是必然,新一代電力系統(tǒng)是多能互補(bǔ)、高比例可再生能源的發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)。同時(shí)電動(dòng)汽車如果與可再生能源結(jié)合,足以保障可再生能源充分的發(fā)展。
我國(guó)能源發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)能源發(fā)展不平衡、不充分的現(xiàn)象比較突出,包括能源投資建設(shè)與能源消費(fèi)需求不相協(xié)調(diào),電源建設(shè)與電網(wǎng)建設(shè)不相匹配,煤電建設(shè)與可再生能源發(fā)展不相協(xié)調(diào),體制機(jī)制與能源生產(chǎn)消費(fèi)革命要求不相適應(yīng)等等,能源平衡充分發(fā)展是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的組成部分,也是建設(shè)美麗中國(guó)的必然要求,更是提升人民民生福祉實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的重要內(nèi)容。
中國(guó)能源研究會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)、國(guó)家能源局原副局長(zhǎng)史玉波指出,當(dāng)前,能源領(lǐng)域面臨著全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命,正站在自身變革的起點(diǎn),能源互聯(lián)網(wǎng)理念,先進(jìn)信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合,將成為能源未來(lái)發(fā)展的主要特點(diǎn)。分布式能源、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等能源發(fā)展新業(yè)態(tài)正逐步成為能源領(lǐng)域新的關(guān)注點(diǎn)和增長(zhǎng)點(diǎn)。能源管理體制創(chuàng)新、科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)實(shí)踐創(chuàng)新正為能源發(fā)展創(chuàng)造良好的外部環(huán)境和提供新的驅(qū)動(dòng)力。
能源技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)革命,當(dāng)前全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命加速興起,信息技術(shù)、生物技術(shù)、制造技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、人工智能等等重大顛覆性創(chuàng)新不斷涌現(xiàn),這些創(chuàng)新技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合,能源互聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、分布式能源、大規(guī)模儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車、能源新材料等新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)層出不窮。
未來(lái)儲(chǔ)能與可再生能源結(jié)合是必然
1月1號(hào)的德國(guó)可再生能源滿足全天的需要,可再生電力滿足德國(guó)全天的需要,這是非常具有指標(biāo)性的數(shù)據(jù)。同樣一個(gè)指標(biāo),大概10月份,英國(guó)第一天完全沒(méi)有煤電,英國(guó)完全沒(méi)有煤電,英國(guó)是煤炭工業(yè)革命的始祖,煤炭時(shí)代是由它引領(lǐng)的。對(duì)于中國(guó)而言,能源結(jié)構(gòu)在所有大國(guó)里面歷史上都沒(méi)經(jīng)歷過(guò),中國(guó)海油能源研究院原首席研究員陳衛(wèi)東先生指出,中國(guó)退不出煤電,退不出用煤,也進(jìn)不去油氣時(shí)代。將來(lái)2030或者2050年前后,中國(guó)一個(gè)排放和能源結(jié)構(gòu)消費(fèi)平衡的應(yīng)該是各三分之一左右。下一輪能源技術(shù)重大突破之時(shí),就是新能源時(shí)代到來(lái)之日。能源轉(zhuǎn)型從高碳到低碳到無(wú)碳,從低密度到高密度這樣的一個(gè)軌跡,清晰可見(jiàn),技術(shù)進(jìn)步是能源轉(zhuǎn)型的根本動(dòng)力。
回顧人類文明的整個(gè)發(fā)展過(guò)程,從某種意義上講,人類文明進(jìn)步和我們?nèi)祟惖倪@個(gè)儲(chǔ)存技術(shù)是同步的,從狩獵到游牧,從采食葉果、植物到農(nóng)耕,某種意義上是一個(gè)儲(chǔ)存進(jìn)步,從鮮肉到咸肉到熏肉到干果也是儲(chǔ)存的進(jìn)步,那是農(nóng)業(yè)社會(huì)。到了工業(yè)社會(huì)的儲(chǔ)存進(jìn)步就是大規(guī)模的冷藏,現(xiàn)在我們到了IT,到了電子時(shí)代,可再生能源它不可連續(xù)和低密度,通過(guò)儲(chǔ)能能把不可連續(xù)變成可連續(xù),把低密度變成高密度,儲(chǔ)電是必然的,儲(chǔ)能是必然的。
新一代電力系統(tǒng)下的能源要求
新一代電力系統(tǒng),是一個(gè)基于可再生能源和清潔能源,是一種可再生發(fā)展的綜合電力的發(fā)展模式,應(yīng)該是可再生能源和石油源發(fā)電為主,中國(guó)科學(xué)院院士,IEEE院士周孝信先生指出2020年希望可再生能源和石油源發(fā)電達(dá)到70-80%。同時(shí)新一代電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是骨干電網(wǎng)和局部的電網(wǎng)和微電網(wǎng)的結(jié)合,電源就是主力電源,對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)還是主力,分布式電源要結(jié)合。
周孝信先生總結(jié)了新一代電力系統(tǒng)下的四個(gè)技術(shù)特點(diǎn):
第一,高比例可再生能源電力系統(tǒng)。
第二,高比例電力電子裝備電力系統(tǒng)。
第三,多能互補(bǔ)的綜合能源電力系統(tǒng)。這里特別注意是我們用戶側(cè)用電用能要綜合利用,降低能源消費(fèi),電力系統(tǒng)要提供綜合能源服務(wù)。其中綜合能源系統(tǒng)可以分成兩部分,一個(gè)叫源端基地綜合能源電力系統(tǒng)區(qū)域,第二,將來(lái)這么多的可再生能源不能全靠電網(wǎng)來(lái)輸送,還要就地消納,就地轉(zhuǎn)化,把它變成可儲(chǔ)存、可運(yùn)輸這樣的一些能量?,F(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題靠常規(guī)的儲(chǔ)能是解決不了,要靠運(yùn)輸氫,首先要生產(chǎn)氫,要用多余的電力,甚至不只是多余地電力,做風(fēng)能、太陽(yáng)能就是為了轉(zhuǎn)化。
第四,信息物理融合的智能電力系統(tǒng),又叫發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)。
關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的理解,周孝信院士指出三點(diǎn):
第一:是以電力系統(tǒng)為核心和紐帶,多種能源互聯(lián)互通的能源網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)多能協(xié)同互補(bǔ),大幅度提高能源綜合利用效率。
第二,是能源系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合的信息物理系統(tǒng)。以互聯(lián)思維和技術(shù)改造傳統(tǒng)電力系統(tǒng),廣泛應(yīng)用網(wǎng)戀、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、大幅度提升能源電力系統(tǒng)的靈活性、適應(yīng)性、智能化和運(yùn)營(yíng)管理水平,大幅度提高接收波動(dòng)性可再生能源的能力,助力能源轉(zhuǎn)型。
第三,是以用戶為中心的能源電力運(yùn)營(yíng)商業(yè)模式和服務(wù)業(yè)態(tài),向用戶提供便捷互動(dòng)的能源電力信息綜合平臺(tái)。
電動(dòng)汽車在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)中的地位
高效低成本長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能技術(shù),進(jìn)步很快,但是總的不理想。目前來(lái)說(shuō)電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能和我們電力電網(wǎng)的儲(chǔ)能它的要求不盡相同,中國(guó)電動(dòng)車百人會(huì)理事長(zhǎng)陳清泰先生提到,我們要求低,需要長(zhǎng)壽命多次,而且價(jià)格要便宜,不需要太強(qiáng)的電力動(dòng)能,但是總的來(lái)說(shuō)電動(dòng)汽車的資源應(yīng)該充分利用。
十年來(lái),汽車的電動(dòng)技術(shù)與可再生能源技術(shù)雙雙快速發(fā)展,電動(dòng)車做到綠色減排,依托的是可再生能源的貢獻(xiàn),而較大規(guī)??稍偕茉磩t有賴于消納和存儲(chǔ)間歇性能源的普遍能力。車載電池,它是一個(gè)個(gè)移動(dòng)微儲(chǔ)能電站,也是一個(gè)個(gè)可移動(dòng)的微電源,通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)與可再生能源可以構(gòu)成最佳搭配。目前雖然有各種儲(chǔ)能手段,但從靈活性、規(guī)模、成本等方面看,車載電池是一條非常重要的途徑,可以預(yù)期到2025年前后,電動(dòng)車的性價(jià)比將超過(guò)燃油車,太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電成本也將超過(guò)化石能源。到那時(shí)市場(chǎng)教育強(qiáng)大的力量推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。
陳清泰先生預(yù)測(cè),到2030年,我國(guó)生產(chǎn)電動(dòng)汽車1500萬(wàn)輛,電動(dòng)汽車保有量將達(dá)到8000萬(wàn)輛,而大多數(shù)企業(yè)停駛的時(shí)間是在90%以上,如果每個(gè)電動(dòng)車搭載50千瓦的電池,平均有四分之一的汽車在閑置的時(shí)候插在電網(wǎng)上,那么電網(wǎng)處于補(bǔ)電的時(shí)候,它們充電,處于封電的時(shí)候它們反饋,這個(gè)時(shí)候總計(jì)就有大約10億千瓦時(shí)電容量參與平衡可再生能源。
另外,試想車載電池使用十年,儲(chǔ)電屏儲(chǔ)電能力達(dá)到80%退役,足以保障可再生能源充分的發(fā)展。難能可貴的是,這是基本不增加額外投資而獲得的巨大儲(chǔ)電能量。汽車和越來(lái)越多的行走機(jī)械的動(dòng)力由燃油轉(zhuǎn)向電力已經(jīng)沒(méi)有懸念,如果電動(dòng)車的電力來(lái)自于煤電,那么它沒(méi)有太大意義,如果能與可再生能源結(jié)合,那就可能以想象不到的程度造福社會(huì)。這是一個(gè)牽動(dòng)全局,影響未來(lái)的巨大系統(tǒng)工程。
能源技術(shù)的突破方向
中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院院長(zhǎng)潘教峰指出,當(dāng)前世界各國(guó)在能源領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)轉(zhuǎn)向能源技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),未來(lái)能源技術(shù)有四個(gè)突破方向:
一是傳統(tǒng)能源的清潔化,是環(huán)境改善的重要手段,近年來(lái)煤炭轉(zhuǎn)向天然氣,這也導(dǎo)致我國(guó)對(duì)天然氣一個(gè)能源需求的迅速增長(zhǎng)。
二是以柔性消納以主要特點(diǎn)的電網(wǎng),也是解決存在多年的氣風(fēng)氣光問(wèn)題的主要抓手,而提高消納能源的核心在于電網(wǎng)的智能化,接入可再生能源智能化電網(wǎng)的關(guān)鍵和發(fā)電綠色系統(tǒng),要做到準(zhǔn)確把握才能及時(shí)達(dá)到有效的調(diào)控措施,保證電網(wǎng)的穩(wěn)步運(yùn)行。
三是以互聯(lián)網(wǎng)為支撐的能源產(chǎn)品、能源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化,能源互聯(lián)網(wǎng)作為第三次工業(yè)革命的核心內(nèi)容,尤其是對(duì)未來(lái)電力工業(yè)體系形成重要的作用,實(shí)現(xiàn)各類分布式可再生能源,儲(chǔ)能設(shè)備以及可控負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化控制。圍繞全球能源互聯(lián)網(wǎng)的體現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生一系列的技術(shù)突破,產(chǎn)業(yè)生態(tài)運(yùn)行中配套的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng),促進(jìn)全世界能源基礎(chǔ)的升級(jí)提高。
四是分布式集中供應(yīng)消納融合的自由能源,工業(yè)時(shí)代能源供應(yīng)雖然以大規(guī)模集中網(wǎng)絡(luò)式供應(yīng)為主,但是隨著能源發(fā)展的效率提高,在局部地區(qū)利用本地資源發(fā)展分布式能源越來(lái)越具優(yōu)勢(shì),分布式能源供應(yīng)與大規(guī)模供應(yīng)并不沖突,而是相為調(diào)劑,互相補(bǔ)充,可以降低輸送的損耗,分布式能源可以與資源循環(huán)利用、環(huán)境保護(hù)相結(jié)合,比如污水發(fā)電,各類小風(fēng)電,太陽(yáng)能發(fā)電等。