儲能、可再生能源、電動汽車、電網(wǎng)等在未來能源中如何定位
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2018-01-16
核心提示:
目前我國能源發(fā)展不平衡,發(fā)展分布式能源、儲能、電動汽車等新業(yè)態(tài)成為新的關(guān)注點(diǎn)和增長點(diǎn)。在未來,能源轉(zhuǎn)型從高碳到低碳到無碳,從低密度到高密度,儲能與可再生能源結(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)。
目前我國能源發(fā)展不平衡,發(fā)展分布式能源、儲能、電動汽車等新業(yè)態(tài)成為新的關(guān)注點(diǎn)和增長點(diǎn)。在未來,能源轉(zhuǎn)型從高碳到低碳到無碳,從低密度到高密度,儲能與可再生能源結(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)。同時電動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。
我國能源發(fā)展現(xiàn)狀
我國能源發(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)美麗中國的必然要求,更是提升人民民生福祉實現(xiàn)中國夢的重要內(nèi)容。
中國能源研究會常務(wù)副理事長、國家能源局原副局長史玉波指出,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,將成為能源未來發(fā)展的主要特點(diǎn)。分布式能源、儲能、電動汽車等能源發(fā)展新業(yè)態(tài)正逐步成為能源領(lǐng)域新的關(guān)注點(diǎn)和增長點(diǎn)。能源管理體制創(chuàng)新、科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)實踐創(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)動力。
能源技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)推動了產(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)模儲能、電動汽車、能源新材料等新產(chǎn)業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)層出不窮。
未來儲能與可再生能源結(jié)合是必然
1月1號的德國可再生能源滿足全天的需要,可再生電力滿足德國全天的需要,這是非常具有指標(biāo)性的數(shù)據(jù)。同樣一個指標(biāo),大概10月份,英國第一天完全沒有煤電,英國完全沒有煤電,英國是煤炭工業(yè)革命的始祖,煤炭時代是由它引領(lǐng)的。對于中國而言,能源結(jié)構(gòu)在所有大國里面歷史上都沒經(jīng)歷過,中國海油能源研究院原首席研究員陳衛(wèi)東先生指出,中國退不出煤電,退不出用煤,也進(jìn)不去油氣時代。將來2030或者2050年前后,中國一個排放和能源結(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,就是新能源時代到來之日。能源轉(zhuǎn)型從高碳到低碳到無碳,從低密度到高密度這樣的一個軌跡,清晰可見,技術(shù)進(jìn)步是能源轉(zhuǎn)型的根本動力。
回顧人類文明的整個發(fā)展過程,從某種意義上講,人類文明進(jìn)步和我們?nèi)祟惖倪@個儲存技術(shù)是同步的,從狩獵到游牧,從采食葉果、植物到農(nóng)耕,某種意義上是一個儲存進(jìn)步,從鮮肉到咸肉到熏肉到干果也是儲存的進(jìn)步,那是農(nóng)業(yè)社會。到了工業(yè)社會的儲存進(jìn)步就是大規(guī)模的冷藏,現(xiàn)在我們到了IT,到了電子時代,可再生能源它不可連續(xù)和低密度,通過儲能能把不可連續(xù)變成可連續(xù),把低密度變成高密度,儲電是必然的,儲能是必然的。
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,對中國來說還是主力,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,一個叫源端基地綜合能源電力系統(tǒng)區(qū)域,第二,將來這么多的可再生能源不能全靠電網(wǎng)來輸送,還要就地消納,就地轉(zhuǎn)化,把它變成可儲存、可運(yùn)輸這樣的一些能量?,F(xiàn)在這個問題靠常規(guī)的儲能是解決不了,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)營管理水平,大幅度提高接收波動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)營商業(yè)模式和服務(wù)業(yè)態(tài),向用戶提供便捷互動的能源電力信息綜合平臺。
電動汽車在未來能源結(jié)構(gòu)中的地位
高效低成本長壽命儲能技術(shù),進(jìn)步很快,但是總的不理想。目前來說電動汽車的儲能和我們電力電網(wǎng)的儲能它的要求不盡相同,中國電動車百人會理事長陳清泰先生提到,我們要求低,需要長壽命多次,而且價格要便宜,不需要太強(qiáng)的電力動能,但是總的來說電動汽車的資源應(yīng)該充分利用。
十年來,汽車的電動技術(shù)與可再生能源技術(shù)雙雙快速發(fā)展,電動車做到綠色減排,依托的是可再生能源的貢獻(xiàn),而較大規(guī)模可再生能源則有賴于消納和存儲間歇性能源的普遍能力。車載電池,它是一個個移動微儲能電站,也是一個個可移動的微電源,通過能源互聯(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,電動車的性價比將超過燃油車,太陽能和風(fēng)能發(fā)電成本也將超過化石能源。到那時市場教育強(qiáng)大的力量推動電動汽車發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型。
陳清泰先生預(yù)測,到2030年,我國生產(chǎn)電動汽車1500萬輛,電動汽車保有量將達(dá)到8000萬輛,而大多數(shù)企業(yè)停駛的時間是在90%以上,如果每個電動車搭載50千瓦的電池,平均有四分之一的汽車在閑置的時候插在電網(wǎng)上,那么電網(wǎng)處于補(bǔ)電的時候,它們充電,處于封電的時候它們反饋,這個時候總計就有大約10億千瓦時電容量參與平衡可再生能源。
另外,試想車載電池使用十年,儲電屏儲電能力達(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電能量。汽車和越來越多的行走機(jī)械的動力由燃油轉(zhuǎn)向電力已經(jīng)沒有懸念,如果電動車的電力來自于煤電,那么它沒有太大意義,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。這是一個牽動全局,影響未來的巨大系統(tǒng)工程。
能源技術(shù)的突破方向
中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院院長潘教峰指出,當(dāng)前世界各國在能源領(lǐng)域的競爭已經(jīng)轉(zhuǎn)向能源技術(shù)的競爭,未來能源技術(shù)有四個突破方向:
一是傳統(tǒng)能源的清潔化,是環(huán)境改善的重要手段,近年來煤炭轉(zhuǎn)向天然氣,這也導(dǎo)致我國對天然氣一個能源需求的迅速增長。
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,尤其是對未來電力工業(yè)體系形成重要的作用,實現(xiàn)各類分布式可再生能源,儲能設(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)袌觯龠M(jìn)全世界能源基礎(chǔ)的升級提高。
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)展分布式能源越來越具優(yōu)勢,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,太陽能發(fā)電等。