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中國(guó)為世界貢獻(xiàn)全球清潔能源解決方案

2015-04-07 12:57:35 《中國(guó)電力企業(yè)管理》
        全球能源互聯(lián)網(wǎng)方案作為一個(gè)統(tǒng)攬全球的能源低碳化方案,為世界各國(guó)合作推進(jìn)氣候變化進(jìn)程,從技術(shù)視角提供了一種可能方案。

能源互聯(lián)網(wǎng)是《第三次工業(yè)革命》作者杰里米·里夫金提出的一個(gè)新概念。在他的設(shè)計(jì)中,能源互聯(lián)網(wǎng)把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源相結(jié)合,將全球的電網(wǎng)變成能源共享網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)由集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用的轉(zhuǎn)變。里夫金也論及洲際共享能源的可能性:“當(dāng)?shù)厍虻囊话胩幱诤谝箷r(shí),富余的能源可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)智能地轉(zhuǎn)移到處于白晝的另一個(gè)半球。”在不少人認(rèn)為里夫金的理論是天方夜譚時(shí),中電聯(lián)理事長(zhǎng)、國(guó)家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)劉振亞則計(jì)劃將其付諸實(shí)踐,他在2015年2月出版的新著《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》中,為能源互聯(lián)網(wǎng)概念規(guī)劃了完整的全球藍(lán)圖。他展望,全球能源互聯(lián)網(wǎng)將依托先進(jìn)的特高壓技術(shù)和智能電網(wǎng)技術(shù),形成連接北極地區(qū)風(fēng)電、赤道地區(qū)太陽(yáng)能發(fā)電和各洲大型可再生能源基地與主要負(fù)荷中心的跨國(guó)、跨洲、全球互聯(lián)泛在的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),并計(jì)劃2050年形成全球互聯(lián)格局。

中國(guó)為世界貢獻(xiàn)全球應(yīng)對(duì)氣候變化的清潔能源解決方案

根據(jù)聯(lián)合國(guó)氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(IPCC)于2014年發(fā)布的第五次評(píng)估報(bào)告,如果到2100年時(shí)全球二氧化碳當(dāng)量濃度約為450ppm或更低,則有可能將本世紀(jì)的溫度變化保持低于2攝氏度。在此情景下2050年全球溫室氣體排放要比2010年降低41%~72%,2100年排放水平接近于零,甚至更低。能源系統(tǒng)必須要有大規(guī)模改變,大幅提高低碳能源的供給。IPCC預(yù)測(cè),低碳能源占一次能源的百分比在2030年和2050年要分別達(dá)到24.5%和60%,2100年甚至要高達(dá)90%以上。

IPCC只是對(duì)未來(lái)減排情景進(jìn)行預(yù)估,但并沒(méi)有提出減排的技術(shù)路徑。如何減排由各個(gè)國(guó)家自己提出構(gòu)想,如德國(guó)就制訂《面向2050年能源規(guī)劃綱要》,明確2050年德國(guó)的可再生能源的目標(biāo)是,占總能源消費(fèi)比例達(dá)到60%,占總電力消費(fèi)比例達(dá)到80%。世界各國(guó)都在按照2015年巴黎氣候大會(huì)的談判進(jìn)程需求,積極準(zhǔn)備在上半年發(fā)布各國(guó)的“國(guó)家自主決定貢獻(xiàn)”(INDCs)。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)是個(gè)偉大的規(guī)劃,其偉大之處在于它不僅提出了中國(guó)的清潔能源解決方案,而且為世界貢獻(xiàn)了一套全球應(yīng)對(duì)氣候變化的整體能源解決方案。國(guó)際上對(duì)能源資源的分布、狀況研究很多,有區(qū)域性解決方案,比如撒哈拉沙漠的太陽(yáng)能跨洲向歐洲輸送,但是全球可持續(xù)發(fā)展的能源解決方案很少有人提出。工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)政策司司長(zhǎng)馮飛認(rèn)為《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》是第一個(gè)。根據(jù)該書(shū)描述,依托全球能源互聯(lián)網(wǎng),全球各地的風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等可再生能源可以方便地輸送到全球各地的各類(lèi)用戶,到2050年,清潔能源占一次能源消費(fèi)總量的80%左右,成為主導(dǎo)能源,此時(shí)全球能源碳排放僅為1990的50%左右,可以實(shí)現(xiàn)全球溫升控制在2攝氏度以內(nèi)的目標(biāo)。中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授盧強(qiáng)認(rèn)為它是“站在全球高度提出的,具有可行性的頂層設(shè)計(jì)”。

在2014年9月24日的聯(lián)合國(guó)氣候首腦峰會(huì)上,中國(guó)國(guó)務(wù)院副總理張高麗作為習(xí)近平主席的特使在發(fā)言中強(qiáng)調(diào),“中國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó),將以更大力度和更好效果應(yīng)對(duì)氣候變化,主動(dòng)承擔(dān)國(guó)際義務(wù)”。對(duì)中國(guó)而言,積極參與全球氣候談判是積極參與國(guó)際治理的重要平臺(tái)。中國(guó)的責(zé)任不僅是國(guó)內(nèi)的減排,還包括與世界各國(guó)共同提出全球應(yīng)對(duì)氣候變化的技術(shù)解決方案,并以中國(guó)強(qiáng)大的政府行政能力、強(qiáng)大的技術(shù)創(chuàng)新能力、強(qiáng)大的制造業(yè)擴(kuò)展能力,建設(shè)全球的清潔能源體系。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)方案作為一個(gè)統(tǒng)攬全球的能源低碳化方案,為世界各國(guó)合作推進(jìn)氣候變化進(jìn)程,從技術(shù)視角提供了一種可能方案。國(guó)際氣候治理本身也是政治和經(jīng)濟(jì)和科技的互動(dòng)過(guò)程,中國(guó)的這個(gè)技術(shù)構(gòu)想無(wú)疑具有重要意義,它對(duì)于引導(dǎo)各國(guó)未來(lái)的減排行動(dòng)提供了一種新思路,對(duì)于目前氣候談判中屢屢陷入僵局的低碳技術(shù)轉(zhuǎn)移問(wèn)題提供了一種新的技術(shù)合作思路。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)的意義還不僅在于遠(yuǎn)距離輸送清潔能源,它還強(qiáng)調(diào)“國(guó)家泛在智能電網(wǎng)適應(yīng)風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等間歇式電源以及各種分布式電源的友好接入和各種用能設(shè)備即接即用,并與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動(dòng)終端相互融合”。這將使得清潔電源的發(fā)電行為、消費(fèi)側(cè)的用電行為等信息得到廣泛采集,這將對(duì)溫室氣體核算提供技術(shù)支撐,對(duì)于形成具有全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的碳減排MRV(可衡量、可報(bào)告、可驗(yàn)證)提供了一種潛在的可能性。另一方面,分布式發(fā)電和分布式儲(chǔ)能依托能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集成,它保障了分布式減排項(xiàng)目數(shù)據(jù)的可采集性和真實(shí)性,大大降低了項(xiàng)目核證成本,使分布式減排項(xiàng)目組合為CDM減排項(xiàng)目或中國(guó)的CCER減排項(xiàng)目提供了技術(shù)可能性,為繁榮碳市場(chǎng)乃至推進(jìn)全球碳市場(chǎng)的建立提供了新的技術(shù)可行性。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)目標(biāo)、兩個(gè)基本點(diǎn)

對(duì)全球互聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō),其核心目標(biāo)是以輸送清潔能源為主導(dǎo)。特高壓技術(shù)是國(guó)家電網(wǎng)近年來(lái)重要的技術(shù)創(chuàng)新成果,劉振亞將其貢獻(xiàn)給能源互聯(lián)網(wǎng)概念,把里夫金所構(gòu)想的能源互聯(lián)網(wǎng)在全球尺度上規(guī)劃了發(fā)展藍(lán)圖。特高壓輸電技術(shù)和能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這兩項(xiàng)技術(shù)共同構(gòu)成了全球能源互聯(lián)網(wǎng)的兩個(gè)基本點(diǎn),兩者互不可缺。

如果離開(kāi)了能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),僅僅是利用特高壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)洲際聯(lián)網(wǎng),只能被稱為全球特高壓電網(wǎng);如果特高壓電網(wǎng)輸送的電力主要是大型燃煤發(fā)電廠發(fā)的電,而不是主要輸送風(fēng)電光伏等清潔能源,那它就與里夫金所說(shuō)的能源互聯(lián)網(wǎng)并無(wú)關(guān)系。真正的能源互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使可再生能源成為主導(dǎo)能源。用特高壓把全球的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接起來(lái),真正實(shí)現(xiàn)全球可再生能源的共享,就真正形成了全球能源互聯(lián)網(wǎng)。

這樣就必須要回答三個(gè)問(wèn)題:第一是微型的能源互聯(lián)網(wǎng)是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)接納較大比例的可再生能源;第二是特高壓輸電技術(shù)是否確認(rèn)了遠(yuǎn)距離大規(guī)模輸電的可行性;第三是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是否能夠幫助特高壓大規(guī)模輸送波動(dòng)性的風(fēng)電光伏。

微型能源互聯(lián)網(wǎng)是以清潔能源為主的電力體系

里夫金所構(gòu)想的能源互聯(lián)網(wǎng)是分散化的信息通信技術(shù)和分布式的可再生能源融合,可再生能源在能源體系中占據(jù)主導(dǎo)地位。然而,讓電力系統(tǒng)接受更多波動(dòng)性很強(qiáng)的風(fēng)電和光伏是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。在這方面,西歐各國(guó)的探索進(jìn)展最大。丹麥的電力結(jié)構(gòu)中,風(fēng)電已經(jīng)占到30%多。但丹麥畢竟只是一個(gè)國(guó)土面積僅4.3萬(wàn)平方千米,人口僅500多萬(wàn)的小國(guó)。而德國(guó)作為全球GDP第四的大國(guó),在減排目標(biāo)和行動(dòng)上都是歐盟的領(lǐng)頭羊,其對(duì)于新型能源體系的探索更令世界矚目。2011年德國(guó)政府宣布2022年前關(guān)閉全部核反應(yīng)堆,2014年12月在利馬氣候大會(huì)上,德國(guó)宣布將在未來(lái)五六年關(guān)閉一些燃煤發(fā)電廠,以實(shí)現(xiàn)2020年前減排40%的目標(biāo)。棄核減煤的德國(guó)靠可再生能源能夠保障能源供給嗎?德國(guó)的努力確實(shí)卓有成效:可再生能源占德國(guó)發(fā)電量的比率2010年為16.4%,2014年已經(jīng)達(dá)到約25%,預(yù)計(jì)到2020年將上升到35%。德國(guó)正在創(chuàng)造一個(gè)有可能引領(lǐng)世界潮流的新型能源體系。

德國(guó)希望能通過(guò)技術(shù)革新來(lái)滿足未來(lái)分布式能源供應(yīng)的需求。德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部與環(huán)境部于2008年在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上推出名為E-Energy的技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)計(jì)劃,提出打造新型能源網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)。E-Energy為滿足未來(lái)以分布式能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)的電力系統(tǒng)的需求,充分利用信息和通信技術(shù)開(kāi)發(fā)新的解決方案,在整個(gè)能源供應(yīng)體系中實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)字化互聯(lián)以及計(jì)算機(jī)控制和監(jiān)測(cè),最后達(dá)到的狀態(tài)是“以電力生產(chǎn)決定消耗”,最大限度地利用風(fēng)電和光伏。

它將實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與電器之間的相互通信和協(xié)調(diào),例如,當(dāng)風(fēng)力特別強(qiáng)時(shí),電力就會(huì)過(guò)剩,因而非常便宜,消費(fèi)者便能適時(shí)開(kāi)啟電器,如電冰箱、洗衣機(jī)、洗碗機(jī)。電動(dòng)車(chē)與電力系統(tǒng)的雙向互動(dòng)功能尤其強(qiáng)大,車(chē)主能夠?yàn)槠?chē)下達(dá)指令,以最低的成本為電池充電,或者只用“綠色電力”為電池充電。E-Energy系統(tǒng)甚至可以從電池汲取剩余電力,反饋至電網(wǎng),在用電需求高峰時(shí)提供補(bǔ)充。當(dāng)進(jìn)入用電負(fù)荷高峰時(shí),ICT網(wǎng)關(guān)能夠協(xié)調(diào)小型熱電聯(lián)產(chǎn)廠的循環(huán),或使蓄電系統(tǒng)提供補(bǔ)給。E-Energy將可能形成一個(gè)全新的電子能源市場(chǎng),客戶自己能夠作為小型電力供應(yīng)商(例如通過(guò)太陽(yáng)能電池板)發(fā)揮更積極的角色。這個(gè)市場(chǎng)中將出現(xiàn)全新的服務(wù),比如“允許推遲接通時(shí)間”、“在用電需求高峰時(shí)向電網(wǎng)返還電力”、“只在陽(yáng)光強(qiáng)烈或強(qiáng)風(fēng)時(shí)使用”等。在市場(chǎng)中,能源生產(chǎn)者和消費(fèi)者能夠因?yàn)榇俪闪税踩?、符合成本效益和環(huán)保的電力供應(yīng)而受到獎(jiǎng)勵(lì)。

德國(guó)的E-Energy計(jì)劃目前正在六個(gè)地區(qū)試點(diǎn),每個(gè)地區(qū)都有不同的能源互聯(lián)網(wǎng)試驗(yàn)主題。比如哈茨地區(qū)的RegMod項(xiàng)目,哈茨位于德國(guó)中部的山區(qū)地帶,風(fēng)力和水力等可再生能源資源豐富。RegMod項(xiàng)目是一個(gè)綜合性的能源互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目,其核心示范內(nèi)容是整合儲(chǔ)能設(shè)施、電動(dòng)汽車(chē)、可再生能源和智能家用電器的虛擬電站。當(dāng)可再生能源發(fā)電有富余的時(shí)候,抽水蓄能電站和電動(dòng)汽車(chē)可以儲(chǔ)存多余的電力,智能家用電器,比如智能洗衣機(jī)、智能洗碗機(jī)、智能熱水器等,也會(huì)及時(shí)開(kāi)啟消費(fèi)多余電力;在電力需求攀升的時(shí)候,這些儲(chǔ)能設(shè)施可以和智能用電器一起構(gòu)成虛擬電站,通過(guò)釋放所存儲(chǔ)的電力以及減少智能電器的用電量來(lái)滿足緊張的電力消費(fèi)需求。RegMod項(xiàng)目包含了很多能源互聯(lián)網(wǎng)元素,包括電動(dòng)汽車(chē)、分布式可再生能源、智能用電器、儲(chǔ)能設(shè)施等,是能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形。

特高壓技術(shù)的遠(yuǎn)距離輸電能力得到檢驗(yàn)

現(xiàn)在的能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)上已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)小區(qū)域內(nèi)電力系統(tǒng)容納較高比例的可再生能源,然而,遠(yuǎn)距離的電力輸送仍然是必要的。像北京這樣的負(fù)荷中心,即使把全部屋頂都鋪上太陽(yáng)能光伏板,也遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)能源自給,必須要從外地調(diào)入大量電力,而新疆自治區(qū)、蒙古國(guó)的風(fēng)力和太陽(yáng)能資源也無(wú)法在當(dāng)?shù)叵?,需要轉(zhuǎn)成電力外送華北等地的負(fù)荷中心。分布式能源的發(fā)展仍然需要特高壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電。

2014年1月27日,哈密南—鄭州±800千伏特高壓直流工程正式投運(yùn),這是目前世界輸送容量最大的直流工程,也是國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)的輸電距離最長(zhǎng)的特高壓工程。線路起點(diǎn)在新疆哈密南部能源基地,落點(diǎn)鄭州,線路全長(zhǎng)2210千米。該工程是國(guó)家實(shí)施“疆電外送”戰(zhàn)略的第一個(gè)特高壓輸電工程。據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù)報(bào)道,新疆2014年度外送電力175億千瓦時(shí),其中哈鄭直流特高壓是主要輸電通道(此外還有750千伏通道對(duì)西北電網(wǎng)送電)。據(jù)了解,新疆計(jì)劃2015年度外送電力359億千瓦時(shí),比2014年翻一番。哈鄭特高壓外送電量未來(lái)最高可達(dá)500億千瓦時(shí)。哈鄭特高壓技術(shù)已經(jīng)表明,2000~3000千米的遠(yuǎn)距離輸電在技術(shù)和成本上是可行的。而且哈鄭特高壓在吸納風(fēng)電光電方面也成績(jī)卓著,2014年疆電外送電量中風(fēng)電光電達(dá)到22.43億千瓦時(shí),占全部疆電外送約17%。原電力部部長(zhǎng)史大楨認(rèn)為,“國(guó)家電網(wǎng)公司累計(jì)建成的‘三交四直’特高壓輸電工程,全面驗(yàn)證了特高壓輸電的可能性、先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性”。

適逢治理華北地區(qū)嚴(yán)重霧霾的背景,特高壓建設(shè)驟然提速。2014年6月國(guó)家能源局下發(fā)的《關(guān)于加快推進(jìn)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃12條重點(diǎn)輸電通道建設(shè)的通知》中就包括9條特高壓項(xiàng)目,含國(guó)家電網(wǎng)公司8條特高壓工程,以及南方電網(wǎng)公司1條特高壓工程。同月,習(xí)近平總書(shū)記在中央財(cái)經(jīng)領(lǐng)導(dǎo)小組第六次會(huì)議上闡述能源革命的時(shí)候,明確要“發(fā)展特高壓大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)”。

至2015年,特高壓又成為支撐“一帶一路”戰(zhàn)略的重要戰(zhàn)略技術(shù)。國(guó)家電網(wǎng)特高壓在2015年將著手建設(shè)我國(guó)到中亞五國(guó)的輸電通道,以及俄羅斯、蒙古向我國(guó)的特高壓線路,支持我國(guó)“一帶一路”戰(zhàn)略。俄羅斯葉爾科夫齊—河北霸州±800千伏特高壓直流工程等多條線路2015年開(kāi)始開(kāi)展前期工作,其中哈薩克斯坦?;退箞D茲—南陽(yáng)±1100千伏特高壓直流工程的距離大約3000多千米,將成為全球輸電距離最長(zhǎng)的特高壓線路。這些工程都表明了特高壓超遠(yuǎn)距離輸電的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性,以及大規(guī)模發(fā)展的前景。

特高壓未來(lái)應(yīng)以輸送清潔能源為主

目前的特高壓項(xiàng)目已經(jīng)顯現(xiàn)了洲際電能輸送的能力。但里夫金所構(gòu)想的洲際電網(wǎng)是輸送可再生能源,而目前的特高壓則是以輸送煤電為主、風(fēng)光電為輔。2014年度新疆外送電力中風(fēng)光電僅占17%,主要運(yùn)送的是哈密能源基地的煤電。煤電的遠(yuǎn)距離輸送雖然保障了華北地區(qū)的能源供應(yīng),有助于緩解華北地區(qū)的霧霾問(wèn)題,但污染物的總量并沒(méi)有減低,只是在華北還是新疆排放的差別。目前規(guī)劃的國(guó)際特高壓項(xiàng)目中,葉爾科夫齊—河北霸州±800千伏特高壓直流工程的送端電源主要是俄羅斯阿穆?tīng)栔轃置旱娜~爾科夫齊火電站,哈薩克斯坦埃基巴斯圖茲—南陽(yáng)±1100千伏特高壓直流工程的送端電源也是煤電。

在全球能源互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)期規(guī)劃中,中國(guó)利用特高壓從哈薩克等中亞國(guó)家輸入的應(yīng)該是光伏和風(fēng)電,從俄羅斯遠(yuǎn)東輸入的應(yīng)該是水電和北極的風(fēng)電。要想通過(guò)特高壓對(duì)風(fēng)電光伏進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,就需要依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)配套遠(yuǎn)距離、大容量的需求側(cè)響應(yīng)能力。這時(shí),特高壓電網(wǎng)不僅是電能輸送載體,而是通過(guò)“與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動(dòng)終端等相融合,成為我國(guó)未來(lái)的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)清潔能源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用”。

能源互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量的需求側(cè)響應(yīng)

能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心目的是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),促進(jìn)以電力系統(tǒng)為核心的大能源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各類(lèi)設(shè)備的信息交互,實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)與消耗的實(shí)時(shí)平衡。海量分布式設(shè)備的廣域協(xié)調(diào)和未來(lái)即插即用能夠?qū)崿F(xiàn)雙向互動(dòng)的分布式儲(chǔ)能,能夠提供遠(yuǎn)距離、大容量的需求側(cè)響應(yīng)能力。電動(dòng)車(chē)、家庭儲(chǔ)能、樓宇儲(chǔ)能、天然氣發(fā)電及電轉(zhuǎn)氣技術(shù)都將發(fā)揮積極作用。

巨量智能家居設(shè)備形成的分布式能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在能源互聯(lián)網(wǎng)中,家庭中的冰箱、空調(diào)、家庭儲(chǔ)能裝置所構(gòu)成的巨量智能家居形成規(guī)模龐大的分布式能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。試想,如果北京的數(shù)百萬(wàn)個(gè)家庭的冰箱和空調(diào)以主動(dòng)或被動(dòng)的方式納入電力調(diào)度體系,其所構(gòu)成的需求側(cè)響應(yīng)能力是驚人的。

巨量電動(dòng)車(chē)形成的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)。交通行業(yè)是除發(fā)電行業(yè)之外的另一化石能源消耗大戶。2010年,交通運(yùn)輸行業(yè)占最終能源使用的27%。交通行業(yè)的最大減排潛力將是以電動(dòng)汽車(chē)為核心的電氣化交通體系。電動(dòng)汽車(chē)可以用作備用電源和移動(dòng)存儲(chǔ)器,在用電較少的時(shí)段進(jìn)行充電,在用電高峰時(shí)將電力反哺到電網(wǎng)。當(dāng)百萬(wàn)輛計(jì)的電動(dòng)車(chē)構(gòu)成的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)高度一體化時(shí),將不但使電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電網(wǎng)的影響降到最低,還能形成規(guī)模巨大的虛擬電廠,具有很強(qiáng)的需求響應(yīng)能力。

天然氣網(wǎng)絡(luò)與電網(wǎng)耦合形成強(qiáng)大的調(diào)峰能力。天然氣在電力系統(tǒng)的比重正在迅速上升。美國(guó)2013年宣布新建電廠的碳排放標(biāo)準(zhǔn)后,新建火力發(fā)電廠均為燃?xì)怆姀S。燃?xì)怆姀S具有很好的調(diào)峰功能,尤其是中小功率燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組。最近出現(xiàn)的電轉(zhuǎn)氣技術(shù)頗引人關(guān)注,它可將水電解后產(chǎn)生氫氣與氧氣,再將氫氣與二氧化碳混合產(chǎn)生甲烷。電轉(zhuǎn)氣的轉(zhuǎn)化效率可達(dá)60%~70%,德國(guó)目前已經(jīng)在進(jìn)行商業(yè)示范。電轉(zhuǎn)氣技術(shù)將可再生能源機(jī)組的多余出力轉(zhuǎn)化為甲烷,可以直接注入天然氣網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行運(yùn)輸和儲(chǔ)存,這使得未來(lái)的電力系統(tǒng)與天然氣網(wǎng)絡(luò)之間的能量流動(dòng)將由單向變?yōu)殡p向。廣泛分布于發(fā)電端和用戶端的小型燃?xì)獍l(fā)電和電轉(zhuǎn)氣設(shè)施,將形成功能強(qiáng)大的分布式儲(chǔ)能體系。

大規(guī)模分布式儲(chǔ)能裝備要想在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中高效運(yùn)行,最不可少的制度支撐是動(dòng)態(tài)電價(jià)和全球電力市場(chǎng)。足夠大的峰谷電價(jià)差可以吸引投資者和普通家庭積極進(jìn)入電力市場(chǎng)。依托發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),消費(fèi)者能夠根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)自動(dòng)調(diào)整用電消費(fèi)行為和儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。李克強(qiáng)總理在2015年政府工作報(bào)告中提出要制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃。“互聯(lián)網(wǎng)+能源革命”,可以理解為就是能源互聯(lián)網(wǎng)。2015年將出臺(tái)的新電力體制改革方案,應(yīng)實(shí)質(zhì)性納入“形成市場(chǎng)決定電價(jià)的機(jī)制”和“構(gòu)建電力市場(chǎng)體系”,以落實(shí)李克強(qiáng)總理的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃,推動(dòng)中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),推動(dòng)中國(guó)乃至世界的能源革命。(本文刊載于《中國(guó)電力企業(yè)管理》(綜合)2015年4期,作者系清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究所博士后)




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標(biāo)簽:能源互聯(lián)網(wǎng),分布式儲(chǔ)能