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储能+可再生能源+电动汽车+电网 未来能源圈如何定位


作者:www.tyn100.com 来源:www.tyn100.com 日期:2018/1/16 13:20:03 点击率:

目前我国能源发展不平衡,发展分布式能源、储能、电动汽车等新业态成为新的关注点和增长点。在未来,能源转型从高碳到低碳到无碳,从低密度到高密度,储能与可再生能源结合是必然,新一代电力系统是多能互补、高比例可再生能源的发展能源互联网。同时电动汽车如果与可再生能源结合,足以保障可再生能源充分的发展。

我国能源发展现状

我国能源发展不平衡、不充分的现象比较突出,包括能源投资建设与能源消费需求不相协调,电源建设与电网建设不相匹配,煤电建设与可再生能源发展不相协调,体制机制与能源生产消费革命要求不相适应等等,能源平衡充分发展是建设现代化经济体系的组成部分,也是建设美丽中国的必然要求,更是提升人民民生福祉实现中国梦的重要内容。

中国能源研究会常务副理事长、国家能源局原副局长史玉波指出,当前,能源领域面临着全球新一轮科技革命和产业革命,正站在自身变革的起点,能源互联网理念,先进信息技术与能源产业深度融合,将成为能源未来发展的主要特点。分布式能源、储能、电动汽车等能源发展新业态正逐步成为能源领域新的关注点和增长点。能源管理体制创新、科技创新和产业实践创新正为能源发展创造良好的外部环境和提供新的驱动力。

能源技术创新引领推动了产业革命,当前全球新一轮科技革命和产业革命加速兴起,信息技术、生物技术、制造技术、新材料技术、新能源技术、人工智能等等重大颠覆性创新不断涌现,这些创新技术与能源产业深度融合,能源互联网、智能电网、分布式能源、大规模储能、电动汽车、能源新材料等新产业、新模式、新业态层出不穷。

未来储能与可再生能源结合是必然

1月1号的德国可再生能源满足全天的需要,可再生电力满足德国全天的需要,这是非常具有指标性的数据。同样一个指标,大概10月份,英国第一天完全没有煤电,英国完全没有煤电,英国是煤炭工业革命的始祖,煤炭时代是由它引领的。对于中国而言,能源结构在所有大国里面历史上都没经历过,中国海油能源研究院原首席研究员陈卫东先生指出,中国退不出煤电,退不出用煤,也进不去油气时代。将来2030或者2050年前后,中国一个排放和能源结构消费平衡的应该是各三分之一左右。下一轮能源技术重大突破之时,就是新能源时代到来之日。能源转型从高碳到低碳到无碳,从低密度到高密度这样的一个轨迹,清晰可见,技术进步是能源转型的根本动力。

回顾人类文明的整个发展过程,从某种意义上讲,人类文明进步和我们人类的这个储存技术是同步的,从狩猎到游牧,从采食叶果、植物到农耕,某种意义上是一个储存进步,从鲜肉到咸肉到熏肉到干果也是储存的进步,那是农业社会。到了工业社会的储存进步就是大规模的冷藏,现在我们到了IT,到了电子时代,可再生能源它不可连续和低密度,通过储能能把不可连续变成可连续,把低密度变成高密度,储电是必然的,储能是必然的。

新一代电力系统下的能源要求

新一代电力系统,是一个基于可再生能源和清洁能源,是一种可再生发展的综合电力的发展模式,应该是可再生能源和石油源发电为主,中国科学院院士,IEEE院士周孝信先生指出2020年希望可再生能源和石油源发电达到70-80%。同时新一代电力系统网络应该是骨干电网和局部的电网和微电网的结合,电源就是主力电源,对中国来说还是主力,分布式电源要结合。

周孝信先生总结了新一代电力系统下的四个技术特点:

第一,高比例可再生能源电力系统。

第二,高比例电力电子装备电力系统。

第三,多能互补的综合能源电力系统。这里特别注意是我们用户侧用电用能要综合利用,降低能源消费,电力系统要提供综合能源服务。其中综合能源系统可以分成两部分,一个叫源端基地综合能源电力系统区域,第二,将来这么多的可再生能源不能全靠电网来输送,还要就地消纳,就地转化,把它变成可储存、可运输这样的一些能量。现在这个问题靠常规的储能是解决不了,要靠运输氢,首先要生产氢,要用多余的电力,甚至不只是多余地电力,做风能、太阳能就是为了转化。

第四,信息物理融合的智能电力系统,又叫发展能源互联网。

关于能源互联网的理解,周孝信院士指出三点:

第一:是以电力系统为核心和纽带,多种能源互联互通的能源网络。通过多能协同互补,大幅度提高能源综合利用效率。

第二,是能源系统与互联网技术深度融合的信息物理系统。以互联思维和技术改造传统电力系统,广泛应用网恋、大数据、云计算、大幅度提升能源电力系统的灵活性、适应性、智能化和运营管理水平,大幅度提高接收波动性可再生能源的能力,助力能源转型。

第三,是以用户为中心的能源电力运营商业模式和服务业态,向用户提供便捷互动的能源电力信息综合平台。

电动汽车在未来能源结构中的地位

高效低成本长寿命储能技术,进步很快,但是总的不理想。目前来说电动汽车的储能和我们电力电网的储能它的要求不尽相同,中国电动车百人会理事长陈清泰先生提到,我们要求低,需要长寿命多次,而且价格要便宜,不需要太强的电力动能,但是总的来说电动汽车的资源应该充分利用。

十年来,汽车的电动技术与可再生能源技术双双快速发展,电动车做到绿色减排,依托的是可再生能源的贡献,而较大规模可再生能源则有赖于消纳和存储间歇性能源的普遍能力。车载电池,它是一个个移动微储能电站,也是一个个可移动的微电源,通过能源互联网与可再生能源可以构成最佳搭配。目前虽然有各种储能手段,但从灵活性、规模、成本等方面看,车载电池是一条非常重要的途径,可以预期到2025年前后,电动车的性价比将超过燃油车,太阳能和风能发电成本也将超过化石能源。到那时市场教育强大的力量推动电动汽车发展和能源结构的转型。

陈清泰先生预测,到2030年,我国生产电动汽车1500万辆,电动汽车保有量将达到8000万辆,而大多数企业停驶的时间是在90%以上,如果每个电动车搭载50千瓦的电池,平均有四分之一的汽车在闲置的时候插在电网上,那么电网处于补电的时候,它们充电,处于封电的时候它们反馈,这个时候总计就有大约10亿千瓦时电容量参与平衡可再生能源。

另外,试想车载电池使用十年,储电屏储电能力达到80%退役,足以保障可再生能源充分的发展。难能可贵的是,这是基本不增加额外投资而获得的巨大储电能量。汽车和越来越多的行走机械的动力由燃油转向电力已经没有悬念,如果电动车的电力来自于煤电,那么它没有太大意义,如果能与可再生能源结合,那就可能以想象不到的程度造福社会。这是一个牵动全局,影响未来的巨大系统工程。

能源技术的突破方向

中国科学院科技战略咨询研究院院长潘教峰指出,当前世界各国在能源领域的竞争已经转向能源技术的竞争,未来能源技术有四个突破方向:

一是传统能源的清洁化,是环境改善的重要手段,近年来煤炭转向天然气,这也导致我国对天然气一个能源需求的迅速增长。

二是以柔性消纳以主要特点的电网,也是解决存在多年的气风气光问题的主要抓手,而提高消纳能源的核心在于电网的智能化,接入可再生能源智能化电网的关键和发电绿色系统,要做到准确把握才能及时达到有效的调控措施,保证电网的稳步运行。

三是以互联网为支撑的能源产品、能源系统网络化,能源互联网作为第三次工业革命的核心内容,尤其是对未来电力工业体系形成重要的作用,实现各类分布式可再生能源,储能设备以及可控负荷之间的协调优化控制。围绕全球能源互联网的体现会产生一系列的技术突破,产业生态运行中配套的产业链市场,促进全世界能源基础的升级提高。

四是分布式集中供应消纳融合的自由能源,工业时代能源供应虽然以大规模集中网络式供应为主,但是随着能源发展的效率提高,在局部地区利用本地资源发展分布式能源越来越具优势,分布式能源供应与大规模供应并不冲突,而是相为调剂,互相补充,可以降低输送的损耗,分布式能源可以与资源循环利用、环境保护相结合,比如污水发电,各类小风电,太阳能发电等。

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