在由国家太阳能光热产业技术创新战略联盟、中国工程热物理学会、中国可再生能源学会,中国电机工程学会主办, 常州龙腾光热科技股份有限公司联合主办,北京奥普科星技术有限公司和河北道荣新能源科技有限公司共同协办,北京首航艾启威节能技术股份有限公司、中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司和江苏联储能源科技有限公司等单位支持的第四届中国太阳能热发电大会上,中国科学院周孝信院士应邀进行了题为《能源转型中构建我国新一代电力系统》的主旨报告。在60分钟时间里,周院士全面解读了能源和电力系统转型的指标,新一代电力系统的主要特征,新一代电力系统的关键技术,能源转型的目标任务和路径等内容。本文对他的部分报告内容进行摘录分享:
中国科学院周孝信院士
一、能源和电力系统转型
当前,面临传统化石能源消耗带来的资源、气候变化和环境问题,全球能源供应和消费处于大调整、大变革的转型时期,我国面临的任务更为艰巨。电力居于能源发展的中心地位,电力科技要服务于能源转型的大背景。目前,我国已经进入经济发展新常态、生态文明建设新阶段、能源生产和消费革命新时期,电力发展已进入绿色化、智能化为主要技术特征的新时代,科技创新正成为支撑电力能源发展的助推器、驱动经济社会发展的新引擎。
国家发展改革委、国家能源局于2016年先后发布《电力发展“十三五”规划》、《能源发展“十三五”规划》,《能源生产和消费革命战略 2016-2030)》,提出了能源转型能源革命的一些主要的战略目标,包括一些计划的指标,规划的指标。
在能源转型的背景下,我国电力科技正面临重大挑战。随着化石能源发电量比例由当前的75%逐步下降,可再生能源在电力结构中的比例将会不断提高,局部电网中提高的幅度可能很大。在这样的背景下,电力系统该怎样运行就是当前面临的重大挑战。
二、我国三代电力系统发展过程
大概七八年前我们提出了三代电网这个概念,就把电力系统的发展分成三个阶段。第三代基本从本世纪开始,特征是以可再生能源和清洁能源发电为主,骨干电源和分布式电源结合。
国家电网公司根据新的形势做了一个调整,就是要以新一代电力系统为基础,发展这能源互联网,战略目标是建设具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业,打造广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控的新一代的电力系统。
新一代电力系统有四大主要特征:
1.高比例可再生能源电力系统; 2.高比例电力电子装备电力系统; 3.多能互补的综合能源电力系统;4.信息物理融合的智慧能源电力系统。
关于能源互联网,国家发改委一个的通知中提到了一个概念,互联网+智慧能源(简称能源互联网)是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态。具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。
智能电网是信息技术与物理电网高度集成的电力系统。能源互联网是互联网思维和理念、技术与能源生产传输存储消费以及能源市场深度融合的能源系统和能源产业发展新形态。
对于能源互联网的三个层级,应该说达到比较统一的认识。首先是有物理基础,是多种能源互联互通,从能源的供给,能源的传输包括电网、热网、气网以及能源的需求,用户等等。实现的手段是第二个层级,通过信息物理系统,包括传感、数据、大数据中心进行数据分析,实现对能源这些问题的分析控制和优化。第三个层级是价值实现。怎么样为用户服务,怎么样为交易服务,为市场服务,这个是我们要强调的,一个价值实现,创新商业模式,创新的运营模式,通过交易中心、运营中心,管理平台等等这个是非常重要,我们做能源的人常常忽视,没有好好解决这个问题,能源市场我们这个课题提出建立全国的包括电力在内的能源市场,但是大市场什么时候能实现也是很遥远的事情,要一步一步往前走,从能源互联网来说侧重价值的实现,这个是非常重要的。
总的来说,新一代能源系统将以电力为中心,与信息通信和互联网技术深度融合,是智能电网技术向广泛能源领域的扩展,其主要目标是要解决如何更好地开发利用可再生能源,提高能源利用效率,使用户获得安全可靠和更便捷的能源服务。为了实现这些目标,除研发和采用先进技术外,还要逐步建设能源电力市场,开发新的商业模式,提高经济效益、降低价格。
三、新一代电力系统关键技术
其中,高效低成本太阳能风电发电技术中包括太阳能热发电技术。通过调研发现:目前太阳能热发电的成本还是相对比较高的,如何降低成本是需要解决的。总的来说,主要有两个途径降低成本,一是通过技术创新的途径来解决,二是在生产上进一步降低成本,包括材料的应用及加工的工艺。
四、结语
1. 建设清洁低碳、安全高效的新一代能源系统是我国新一轮能源革命的核心目标,能源转型是实现这一目标的关键步骤;
2. 电力系统由以化石能源为主向低碳可再生能源为主转型,将对能源转型目标的实现起关键作用;
3. 第三代电力系统是100多年来第一、二代电力系统的传承和发展,是推动能源转型发展、构成新一代能源系统核心的新一代电力系统;
4. 高比例可再生能源、高比例电力电子装备接入电网,多能互补综合能源以及信息物理深度融合智能化是新一代电力系统的主要特征;
5. 几类技术的突破有可能对未来能源电力系统各环节的发展形态、系统整体效率、 运行控制方式和运营模式带来全局性、颠覆性影响。
(董清风 整理报道)