我國能源轉(zhuǎn)型和革命的核心戰(zhàn)略目標(biāo)應(yīng)該是構(gòu)建清潔低碳安全高效的新一代能源系統(tǒng)以實現(xiàn)最大限度地開發(fā)利用可再生能源,最高程度地提高能源利用效率,服務(wù)國家兩個100年建成社會主義現(xiàn)代強國的經(jīng)濟社會發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),并為全球氣候變化做出貢獻。11月1日上午,第十屆中國(無錫)國際新能源大會暨展覽會隆重召開,會上,中國科學(xué)院院士,中國電科院名譽院長、總工程師周孝信帶來能源轉(zhuǎn)型與新一代能源系統(tǒng)主題演講。
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以下為會議實錄:
尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo),各位專家,大家上午好。首先應(yīng)該祝賀這樣一個展會和新能源大會圓滿召開,也感謝組委會讓我來給大家做分享,主要內(nèi)容很簡單:第一個我國能源發(fā)展的現(xiàn)狀、戰(zhàn)略目標(biāo)和主要指標(biāo);第二個新一代能源系統(tǒng)。
發(fā)展現(xiàn)狀大家都知道,從資源來說我們是多煤缺油少汽,這個不細(xì)說了。消費總量我們總量是最大的,占全球的23%,能源強度也是很高的。消費結(jié)構(gòu)我們是以煤為主,油煤占60.4%,天然氣6.6%,原油占19.4%,非水可再生能源僅占3.4%,這個還是比較低的。
從電力結(jié)構(gòu)來說,去年的情況,裝機總量是17.7億千瓦,煤電占58%,從發(fā)電量來說去年用電量是6.3萬億千瓦時,煤電占66%,其他方面,如新能源,水電還比較大占19%,其他的比例就很低了,風(fēng)電太陽能各占5%和2%。
根據(jù)這樣一個能源的生產(chǎn)和消費的情況,習(xí)總書記在2014年6月就提出了推動能源四個革命、一個合作和一個戰(zhàn)略思想,特別是在十九大報告進一步提出了能源生產(chǎn)消費革命,構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系,為我們國家能源發(fā)展改革指明了方向。根據(jù)這樣一個國家戰(zhàn)略思想,我們提出我國能源轉(zhuǎn)型和革命的核心戰(zhàn)略目標(biāo)應(yīng)該是構(gòu)建清潔低碳安全高效的新一代能源系統(tǒng)以實現(xiàn)最大限度地開發(fā)利用可再生能源,最高程度地提高能源利用效率,服務(wù)國家兩個100年建成社會主義現(xiàn)代強國的經(jīng)濟社會發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo),并為全球氣候變化做出貢獻。
剛才周大地主席說了關(guān)于碳排放的事和溫度升高的事,我們能源轉(zhuǎn)型要服務(wù)戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)。根據(jù)十九大之前我們發(fā)布的735電力規(guī)劃和能源規(guī)劃,以及發(fā)布的能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略,2016年到2030年,我們可以看到我們能源發(fā)展的目標(biāo)主要有這么幾個,一是能源消費總量2020年要控制在50億個標(biāo)煤,2030年控在60億標(biāo)煤,非化石能源的占比在2020年控制在15%,2030年控制在20%這樣一個情況,到了2050年我們希望非化石能源占比超過一半,建成現(xiàn)代的能源體系。
新一代能源系統(tǒng),什么叫一代能源系統(tǒng)?我們做中科院的一個咨詢項目,提出這個概念。新一代能源系統(tǒng)是以電力為中心,以電網(wǎng)為主干平臺,構(gòu)筑一次二次能源對生產(chǎn)傳輸使用存儲和轉(zhuǎn)換裝置,以及它們的信息通訊控制和保護裝置,直接或間接的網(wǎng)絡(luò)化物理系統(tǒng)。
它有四個主要的特征,一個是實現(xiàn)可再生能源的優(yōu)先,因地制宜多元能源結(jié)構(gòu)。第二基層分布,定局,相互協(xié)同能源生產(chǎn)和供應(yīng)的模式,第三就是各類能源綜合利用,互學(xué)互動,高效應(yīng)用模式。第四是面向社會的商業(yè)性和用戶服務(wù)性。
我們根據(jù)有關(guān)資料和一些判斷和估計做出來我們國家能源系統(tǒng)抑制能源消費總量的一個變化的趨勢,演化的趨勢從2010年到2050年??梢钥吹侥茉聪M總量從目前的40幾億噸一直上升到2020年的50億噸,到2030年接近60
億噸,50幾億噸之后緩慢下降。其他曲線一個是煤,一個是油氣一個是非化石能源,大家看到非化石能源占的比重逐步提高,從目前的百分之十幾增加到2050年的50%,煤電消費量是從目前的60%逐步下降,下降到2050年20%。
剛才主要的指標(biāo)里面有一個非化石能源在一次能源消費層的占比,這個是哪來的?什么地方提供非化石能源?按照我們這個分析認(rèn)為是非化石能源在一次能源消費中占比,主要來自于一次電力,就可再生能源發(fā)電加核電,這個是主要的。
下面這個表里面列了2015年、2016年、2017年我們根據(jù)這三年的數(shù)據(jù)算下來,電量轉(zhuǎn)化成一次能源,算下來就是和實際非化石能源消費占比就差一個百分點左右,也就是90%以上的非化石能源來自于可再生能源的電力和核電等等。因此我們就根據(jù)這樣一個目標(biāo)我們做了進一步的一些分析和演算和估算,主要是四個指標(biāo),一個是關(guān)于未來,根據(jù)我們國家發(fā)展的目標(biāo)、未來電力的裝機和發(fā)電到底是多少,這個是我們做一個很簡單的估算,有一個很簡單的模型,這是第一個。
第二個能源系統(tǒng),能源利用效率的估算,剛才講能源轉(zhuǎn)型要提高能源利用效率,這個效率是怎么算的?我們有一個算法。這個是能源系統(tǒng)的效率,而不是我們現(xiàn)在用的能源消費總量和經(jīng)濟量的比較。能源強度的概念,是能源真正的效率是多少。
第三,全國能源系統(tǒng)的二氧化碳排放量,也做一個估算。因為我們講能源轉(zhuǎn)型,以電力為中心,這個二氧化碳的排放是必須考慮的。
第四個就是終端消費里面電能占多大的比重,這個我們認(rèn)為也是非常重要
的指標(biāo),隨著能源轉(zhuǎn)型的實現(xiàn),隨著可再生能源比重的提高,終端消費中,電能比重是逐步增加的,而且隨著節(jié)能,特別是用戶節(jié)能措施實施,我們可以大幅度提高它的比重。
這個就是二氧化碳排放,綠顏色曲線是多少一噸,我們看到2025年到2030年這個期間是達(dá)到一個峰值。這個是能源系統(tǒng)的效率、演化的情況。紅顏色的曲線看到,從目前的30%左右提高,2050年可以到47%、48%,這個效率主要來自于哪里呢?綠顏色的曲線來自于我們可再生能源比重的增加,自然就會提高能源利用效率。項目劑量的劑差,是用戶的節(jié)能措施和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型,結(jié)構(gòu)的變化和采取節(jié)能措施以后,這個潛力是最大的。
2020年非化石能源占比15%,人均用電5000度每年。2030年的電源條件能源消費總量60億噸,非化石占比22%,國家規(guī)劃提出是20%,人均用電6250度,規(guī)劃提的是6000度,我們提的6250度。20250能源消費總量55億噸,非化石能源占比50%,人均用電量按9000度來算。
2050年非化石能源發(fā)電裝機占84%,發(fā)電量占比78%,扣除核電11%,剩下的那就是可再生能源占67%,這個比例應(yīng)該說還是很高的,能不能實現(xiàn),大家得努力。這個是剛才說的電參數(shù)演化的情況,這個就不細(xì)說了。
這些目標(biāo)怎么實現(xiàn)?我們設(shè)想了六條關(guān)鍵路徑:
第一就是積極推進電源結(jié)構(gòu)清潔轉(zhuǎn)型,構(gòu)建新一代電力系統(tǒng)。所謂新一帶電力系統(tǒng),沒有電源結(jié)構(gòu)的清潔轉(zhuǎn)型,或者說可再生能源很高的比例,就不是新一代電力系統(tǒng)。你輸電網(wǎng)絡(luò)做的再好,各種通信、控制、智能化做的再好也不是新一代。第一條我認(rèn)為是最根本的。
第二構(gòu)建遠(yuǎn)端激勵和終端消費綜合能源系統(tǒng),這就是提高能源利用效率。
第三加速推進各類儲能技術(shù)研發(fā)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。要想實現(xiàn)第一條清潔轉(zhuǎn)型沒有儲能技術(shù)的配合是不可能實現(xiàn)的。
第四個加快輸配電技術(shù)的研發(fā),建設(shè)新型電能和綜合能源參數(shù),就是輸電網(wǎng)絡(luò)的改進。
第五個構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)深度融合的互聯(lián)網(wǎng),研發(fā)應(yīng)用新一代人工智能技術(shù),就是新技術(shù)的應(yīng)用。
第六個建立以電力市場為中心的全國統(tǒng)一能源電力市場,推動能源電力服務(wù)商業(yè)模式的創(chuàng)新。
我們在八年前就提出了電網(wǎng)從世界來看,它是分為三代的,現(xiàn)在是150年的進程,前100年是第一代和第二代,現(xiàn)在是新世紀(jì)開始到2025年,所謂第三代可再生能源和清潔能源發(fā)電為主,當(dāng)年提的60%。
主干電網(wǎng)與局域網(wǎng)和配網(wǎng)、微網(wǎng)要結(jié)合,這個就是我們現(xiàn)在對電網(wǎng)進一步發(fā)展的看法,應(yīng)該是這樣。接下來是可持續(xù)發(fā)展的,第二代大機組超高壓,這個模式主要是高度依賴化石能源,所以我認(rèn)為是不可持續(xù)的模式。
所謂新一代電力系統(tǒng)從技術(shù)上來說特征一個是高比例可再生能源,第二高比例電力電子裝備,第三個多能互補的綜合能源系統(tǒng),第四個信息物理融合的智慧能源電力系統(tǒng)。講綜合能源系統(tǒng)源端和消費端都應(yīng)該做綜合能源,源端包括西部的能源基地,將來西部能源基地除了發(fā)電以外,要動送,要加強本地的消納,要加強本地的多能互補,包括風(fēng)能、光能、水電本身的互補。
另外一個除了發(fā)電以外,還有開發(fā),把這個電變成其他的能源形勢,用電來制氫,來制甲烷等等,變成可移動的能源形勢,供全國來使用。終端消費能源系統(tǒng)這個大家談的很多,各類用戶的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)和清潔能源的危亡,將來會有很多這方面的內(nèi)容。
這個是儲能,儲能確實非常重要,沒有儲能就沒有未來新一代電力系統(tǒng),也就沒有國家能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的實現(xiàn),這個要求儲能電池,最近發(fā)展很快,目標(biāo)還是一個高效、長壽命、低成本這樣的要求,包括太陽能熱發(fā)電等等。
關(guān)鍵技術(shù),剛才講的是六條路徑,一個高效、低成本、太陽能風(fēng)能發(fā)電技術(shù),這個就包括剛才院士介紹的原材料的發(fā)展,要高效,同時要低成本,也包括各種各樣的工藝提高和產(chǎn)品質(zhì)量的提高等等。
第二條是高效低成本長壽命的儲能技術(shù),這個非常重要,目前發(fā)展勢頭很好。
第三條高可靠性、電力電子技術(shù),這個就是儲能系統(tǒng)入網(wǎng),以及大規(guī)模新能源的輸送都要用到直流輸電等等,都要用到電力電子,這個是我們期待新一代電力電子材料和元器件的發(fā)展,來進一步提高效率,提高可靠性等等。
還有一個新核輸電和超導(dǎo)綜合輸能技術(shù)這個也是一個輸能,輸電的一個未來的發(fā)展。第五就是安全高效低成本,氫能生產(chǎn)儲能和應(yīng)約技術(shù),氫能社會上也都很熱,各種類型的能源他們都希望往氫能方向走。我們做電的也應(yīng)該這里面去發(fā)揮它的作用,比如說我們西部我們現(xiàn)在有棄風(fēng),棄光可以直接拿來支撐。即便未來棄風(fēng)、棄光已經(jīng)限制到很小的比例,我們甚至可以專門開發(fā)這樣太陽能直接拿來,這些作用一個將來高頻率可再生能源的一個保證措施,你一旦有什么我這個用氫可以做一個補充,來提高它的供能供電的可靠性,這個是未來考慮的一個問題。
再就是能源互聯(lián)網(wǎng)新和新一代人工智能技術(shù)。2018年鋰電池技術(shù)進步和成本不斷下降,首次主促進循環(huán)5000次系統(tǒng)成本依靠5每瓦時給商業(yè)化應(yīng)用的拐點,下一步將可能實現(xiàn)等等,更進一步的目標(biāo)。這個在最近一些工程里面,希望能夠得到國家能源局的支持,做個示范工程,他提到的指標(biāo)基本上就是上面這個指標(biāo)。
這個就是剛才講的超導(dǎo)輸能,超導(dǎo)輸電這個我們大家都知道,超到輸能這些,過去美國人提的概念,輸電加輸氫,輸氫用氫的冷卻溫度來冷卻超導(dǎo)體,低溫超導(dǎo)?,F(xiàn)在咱們專家提出輸電可以和輸液態(tài)的天然氣結(jié)合,超導(dǎo)還是拿來輸電,冷卻類超導(dǎo)是用液化天然氣的問題,可以110度K這個溫度是可以實現(xiàn)的,現(xiàn)在正在做實驗。這樣成功的話,將來我們西電東輸,西能東輸也可有一種新的方法。這個就是剛才講的氫能,這個不細(xì)說了,大家都很關(guān)心,它當(dāng)然也是一種二次能源,它的生產(chǎn)儲存和應(yīng)用各方面都有很大的進展,但是也遇到一些關(guān)鍵的技術(shù)問題需要進一步突破。
能源互聯(lián)網(wǎng),我們將來要實現(xiàn)新一代能源系統(tǒng)離不開能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,實際上這個能源互聯(lián)網(wǎng)是智能電網(wǎng)進一步的發(fā)展,我們看是信息技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成的一種智能電力系統(tǒng),變成智能電網(wǎng),變成智能互聯(lián)網(wǎng)呢?它就是一個互聯(lián)網(wǎng)思維和概念和技術(shù)與能源的生產(chǎn)傳輸,存儲消費以及能源市場深度融合的智能能源系統(tǒng)。今天大家提到物聯(lián)網(wǎng),什么叫能源物聯(lián)網(wǎng)?我的理解是這樣,物聯(lián)網(wǎng)首先是實現(xiàn)萬物互聯(lián),就是右邊這個IOT,是基于互聯(lián)網(wǎng)傳輸電信網(wǎng)等信息載體實現(xiàn)所有能夠被獨立尋址普通物理對象之間,互聯(lián)互通實現(xiàn)這個。在這個基礎(chǔ)上通過全面的感知,通過可靠傳輸最后做處理,來實現(xiàn)智能化。所以我那個公式就是,能源物聯(lián)網(wǎng)等于能源互聯(lián)網(wǎng)加上能源系統(tǒng)的萬物互聯(lián),加數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能化,這個對不對不知道,這是我個人歸納的,現(xiàn)在有的很不清楚,根莖是什么很不清晰,但是我這樣一說是不是可以清晰一點。
安全高效的新一代能源系統(tǒng),實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,應(yīng)該是實現(xiàn)能源革命第一步,是我國新能源革命戰(zhàn)斗目標(biāo),也是一個首要的第一步的目標(biāo)??稍偕茉礊橹鞯亩嘣茉唇Y(jié)構(gòu),安全可靠的能源生產(chǎn)供應(yīng)模式,供需互動的高效用能模式,面向全社會的平臺性、商業(yè)服務(wù)性,是新一代能源系統(tǒng)的四個主要特征。
還有六項指標(biāo),一個是一次能源消費總量,非化石能源在一次能源消費中的占比,非化石能源在全社會電能中的比重等等六項指標(biāo)不斷改進與優(yōu)化是建設(shè)新一代能源系統(tǒng)的主要指標(biāo)。
關(guān)鍵路徑,推動電力系統(tǒng)向低碳可再生能源轉(zhuǎn)型構(gòu)建新一代能源系統(tǒng)等六項舉措是實現(xiàn)新一代能源系統(tǒng)的關(guān)鍵路徑。
重點研發(fā)高效低成本太陽能風(fēng)能發(fā)電技術(shù)等等六類關(guān)鍵技術(shù),將對未來能源電力各環(huán)節(jié)的發(fā)展形態(tài)、系統(tǒng)整體效率、運行控制和運營模式,帶來全局性影響。
能源互聯(lián)網(wǎng)是在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上,互聯(lián)網(wǎng)思維理念和技術(shù)與能源生產(chǎn)、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源系統(tǒng),首先是一個能源系統(tǒng)和能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài),也是一種產(chǎn)業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài),是新一代能源系統(tǒng)重要發(fā)展方向,界定的能源互聯(lián)網(wǎng)在能源系統(tǒng)的地位和作用,這就是我們一條結(jié)論。
謝謝大家,請大家批評指正。
(一起光伏APP根據(jù)現(xiàn)場速記發(fā)布,未經(jīng)嘉賓審閱)
(審核編輯: Doris)
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