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中科院院士歐陽明高:電力系統(tǒng)的全鏈條革命

中國電力企業(yè)管理發(fā)布時間:2020-08-18 11:06:20  作者:歐陽明高

  電力是新能源革命的排頭兵,我認為新能源革命等同于能源革命。隨著新技術(shù)革命的發(fā)展和全球政治經(jīng)濟能源格局的變化,這一趨勢越來越明顯。

  為了實現(xiàn)愿景,要堅持以電力作為主要的能源載體,實現(xiàn)全工業(yè)體系的再電氣化。具體來看,我想表達三個觀點。

  第一,要深化全鏈條電力系統(tǒng)的革命。

  從發(fā)電側(cè)來看,需要進一步擴大可再生能源的發(fā)電比例。在中國,可再生能源資源量非常大,保守估計目前的開發(fā)量還不到資源量的1/10;同時可再生能源設(shè)備成本大幅降低,效率不斷提升,可再生能源即將成為一種最便宜、最高效的能源。但現(xiàn)在面臨利益關(guān)系的調(diào)整,也就是改革的機制要健全,這樣才能實施新舊動能的轉(zhuǎn)換。

  從電網(wǎng)側(cè)來看,需要往分布式發(fā)展,形成集中和分布的相結(jié)合。在這個方面,我國的技術(shù)也已經(jīng)發(fā)展得很好,比如以新一代電力電子技術(shù)、微網(wǎng)、綜合能源系統(tǒng)等,并引入人工智能、區(qū)塊鏈等技術(shù)來解決供需平衡、系統(tǒng)平衡以及分配機制問題。在新舊動能轉(zhuǎn)換中利益格局需要重新調(diào)整,但只要我們面向能源革命的目標,面向中國低碳發(fā)展、能源獨立與安全等目標,就會有動力去改變。

  從需求側(cè)來看,需要全面電氣化。需求側(cè)的重點有三個方面,工業(yè)、交通和建筑。在工業(yè)方面,需結(jié)合工業(yè)物聯(lián)網(wǎng),重新改造我國工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和能源基礎(chǔ)設(shè)施;在交通方面,新能源汽車已經(jīng)發(fā)展到了即將進入性價比平衡點的關(guān)鍵時刻,未來新能源汽車取代傳統(tǒng)汽車不是夢;在建筑方面,建筑電力系統(tǒng)的技術(shù)變革方向是直流化,結(jié)合工業(yè)的再電氣化和交通的電動化,三位一體來發(fā)展終端的全方位電氣化。

  第二,要突破其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)的瓶頸。

  雖然要推動全鏈條革命,但要看到鏈條中是有薄弱環(huán)節(jié)和瓶頸的。這個瓶頸在我來看就是儲能。儲能的技術(shù)和成本等還需要進一步突破。

  具體來看,儲能我比較推崇三種形式。第一種是電化學儲能,也就是電池儲能,為什么電動汽車能發(fā)展起來?是因為這10年來電池發(fā)生了革命,電池的成本10年來降低了80%~90%,雖然儲能的成本還是高,但下降速度很快,我們期待在5年之內(nèi)其成本可以普遍降到0.6元/瓦時之內(nèi)。而且中國也是全球電池產(chǎn)業(yè)鏈最強,產(chǎn)能最大,實力靠前的電池生產(chǎn)國,據(jù)預測,2030年全球電池年產(chǎn)量會突破10億千瓦時,這樣的規(guī)模下成本會大幅下降。第二是氫能。電池只是一個短周期、高頻率、分布式的儲能裝置,但如果需要大規(guī)模、集中式、長周期的儲能,全球目前比較有共識的就是氫能。剛剛歐洲發(fā)布了《歐盟氫能戰(zhàn)略》,目標是在2024年之前可再生能源綠色制造氫達到100萬噸,2030年達到1000萬噸,這是一個非??捎^數(shù)字,這說明在各種大規(guī)模、長周期的儲能方式中,氫能相對被看好,而且已經(jīng)要大規(guī)模實施。在這方面,中國的氫能和燃料電池發(fā)展了20年,現(xiàn)在也正處于向規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的階段,未來5年應該會有大規(guī)模的發(fā)展,而且國家的補貼政策也即將開始,這將給氫能發(fā)展帶來很大動力;第三是氫電互補,短周期和長周期、集中式和分布式的結(jié)合,會真正突破儲能的瓶頸。

  第三,要實施全鏈條的閉環(huán)和互動。

  過去大電網(wǎng)輸電從發(fā)電側(cè)到需求側(cè)是單向線性的過程,新能源興起后,第一個變化是電力生產(chǎn)和需求可以一體化,這是一種革命性的變化。尤其是中國能源相對匱乏的東部沿海地區(qū)將有很大的發(fā)展機遇,雖然化石能源匱乏,能源消費比較高,但新能源資源并不少,完全可以實現(xiàn)能源生產(chǎn)消費的變革。

  第二個變化就是消費側(cè)和生產(chǎn)側(cè)要互動,用能源消費革命來帶動能源生產(chǎn)革命,要用市場化的手段從消費倒逼生產(chǎn)的變革,新能源汽車將發(fā)揮重要作用,新能源汽車不僅僅是交通工具,還是能源裝置,可跟電網(wǎng)互動,跟建筑互動等。2035年中國新能源汽車保有量會超過1億輛,這意味著車上的儲能總?cè)萘窟_50億千瓦時以上,通過能源互聯(lián)網(wǎng)將所有新能源汽車連接起來,就形成了移動的互聯(lián)網(wǎng),這將真正推動能源生產(chǎn)革命。

  最后是新基建,新基建是今年政府工作報告的重點,其中提到充換電裝置,我們最近一直在跟中電聯(lián)合作,制定充放電的標準,我們的理念是以直流慢充為主,來進行車網(wǎng)互動,同時高速公路快速補電。這將極大地推動電動車的消費,推動新能源革命盡早到來。

  (本文根據(jù)作者在2020年“中國電力主題日”上的發(fā)言整理)

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