100%可再生能源利用該如何實(shí)現(xiàn)？

中國(guó)科學(xué)院電工研究所研究員、北京科諾偉業(yè)科技有限公司董事長(zhǎng)許洪華先生近日以《“十三五”分布式能源規(guī)劃與多能互補(bǔ)科技政策解讀》為題進(jìn)行了主旨演講。許洪華表示，分布式能源特別是分布式可再生能源系統(tǒng)有著廣闊的應(yīng)用前景，其中多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)供是發(fā)展方向，但在技術(shù)、政策和機(jī)制設(shè)計(jì)上還有很多工作要做。

他呼吁，要真正把這些問(wèn)題研究透了再規(guī)模化推廣，以避免造成大的挫折和走太多彎路。

以下是許洪華先生在本次論壇上的發(fā)言實(shí)錄：

我今天主要介紹幾個(gè)內(nèi)容：從未來(lái)能源系統(tǒng)架構(gòu)和發(fā)展路徑入手，介紹一下“十三五”分布式光伏和可再生能源綜合利用;科技部的科技規(guī)劃，以及對(duì)多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)供、分布式能源系統(tǒng)等幾個(gè)問(wèn)題的思考。

未來(lái)的能源系統(tǒng)架構(gòu)和發(fā)展路徑

總體來(lái)說(shuō)，目前全世界特別是我們國(guó)家，還是以化石能源為主的能源架構(gòu)，但可再生能源已經(jīng)開(kāi)始規(guī)模利用。所謂以終為始，未來(lái)是什么時(shí)代?未來(lái)一定是可再生能源時(shí)代，就是以可再生能源為主，甚至100%可再生能源。

但是，中間怎么過(guò)渡?

我覺(jué)得最大的原則，特別是我們國(guó)家，現(xiàn)在的可再生能源要適應(yīng)現(xiàn)有的能源架構(gòu)、電力系統(tǒng)架構(gòu)。而現(xiàn)有的化石能源架構(gòu)、電力系統(tǒng)架構(gòu)，也要適應(yīng)可再生能源的大規(guī)模利用，要適應(yīng)以可再生能源為主的能源架構(gòu)。

所以，中間的過(guò)渡，究竟是可再生能源適應(yīng)現(xiàn)有能源架構(gòu)，還是傳統(tǒng)能源來(lái)適應(yīng)可再生能源?這一正一反中的意義，是完全不一樣的。

要實(shí)現(xiàn)以可再生能源為主、100%的可再生能源的目標(biāo)，最需要的是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。這種創(chuàng)新，不但是技術(shù)上，也包括機(jī)制上，同時(shí)還需要協(xié)調(diào)多種可再生能源跟傳統(tǒng)能源之間的關(guān)系，以及政策方面、部門(mén)之間等方方面面的關(guān)系。

從技術(shù)創(chuàng)新來(lái)說(shuō)，首先，整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)、能源系統(tǒng)架構(gòu)到底是怎么樣的。另外，一些通用技術(shù)的發(fā)展也會(huì)引領(lǐng)或促使能源系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新;再有，整個(gè)能源系統(tǒng)里各個(gè)專項(xiàng)技術(shù)，像風(fēng)電、光電、光熱的發(fā)展，也會(huì)促進(jìn)整個(gè)能源轉(zhuǎn)型的到來(lái)。

關(guān)于未來(lái)的能源架構(gòu)，在德國(guó)能源轉(zhuǎn)型的12個(gè)見(jiàn)解中，第一個(gè)就是風(fēng)能和太陽(yáng)能決定一切，就是未來(lái)是可再生能源時(shí)代，其中風(fēng)能和太陽(yáng)能占比最大。也就是說(shuō)，未來(lái)傳統(tǒng)能源要適應(yīng)大規(guī)模的可再生能源的利用。

從能源互聯(lián)網(wǎng)的角度來(lái)說(shuō)，在今天的分布式能源系統(tǒng)中，冷、熱、電，也包括水，形成多能源互補(bǔ)。未來(lái)的分布式能源系統(tǒng)我相信一定是以可再生能源為主，包括冷、熱、電聯(lián)供，同時(shí)考慮到負(fù)荷響應(yīng)、負(fù)荷預(yù)測(cè)，這是未來(lái)能源架構(gòu)中非常重要的內(nèi)容。

在綜合能源系統(tǒng)方面，我比較贊同我?guī)熜?mdash;天津大學(xué)王成山教授的分級(jí)理論，一個(gè)跨區(qū)級(jí)、一個(gè)區(qū)域級(jí)、一個(gè)用戶級(jí)。我重點(diǎn)說(shuō)說(shuō)區(qū)域級(jí)和用戶級(jí)，供水、供熱、供冷等，包括考慮用戶的負(fù)荷響應(yīng)。

這就是未來(lái)的100%可再生能源架構(gòu)。

現(xiàn)在歐洲有幾百個(gè)城市，比如法蘭克福，自發(fā)的要打造未來(lái)100%可再生能源城市。全部是可再生能源，包括冷、熱、電，還有儲(chǔ)熱和儲(chǔ)電。

那么，未來(lái)需要研究什么樣的能源系統(tǒng)技術(shù)呢?

我認(rèn)為，一是研究以可再生能源為主的能源架構(gòu)體系到底是什么樣的;二是區(qū)域100%可再生能源的系統(tǒng)技術(shù)是什么;三是化石能源作在過(guò)渡期如何與可再生能源共存，這涉及到可再生能源和化石能源系統(tǒng)的協(xié)同技術(shù)。

我覺(jué)得，這是目前我們應(yīng)該面對(duì)、解決或者說(shuō)花更多精力來(lái)研究的技術(shù)。

從形態(tài)上來(lái)說(shuō)，最重要的研究，應(yīng)該是多種能源之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)問(wèn)題，冷、熱、電多種能源的互補(bǔ)，冷、熱、電聯(lián)供的技術(shù)。另外，還有可再生能源、智能電網(wǎng)、儲(chǔ)能、大數(shù)據(jù)，等等。

未來(lái)能源的發(fā)展路徑，將從現(xiàn)在的化石能源為主加可再生能源的大規(guī)模利用，到化石能源要適應(yīng)可再生能源的高比例應(yīng)用，最終發(fā)展為可再生能源為主、甚至100%可再生能源時(shí)代的到來(lái)。

未來(lái)的能源架構(gòu)，我認(rèn)為，最主要的就是可再生能源+智能電網(wǎng)，另外就是多能源互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)供，這是未來(lái)的能源架構(gòu)。

“十三五”可再生能源綜合利用的科技規(guī)劃

“十三五”科技部有一個(gè)可再生能源與氫能技術(shù)的科技專項(xiàng)，能源領(lǐng)域設(shè)立了四個(gè)方向，其中一個(gè)就是可再生能源與氫能技術(shù)專項(xiàng)。

大家有沒(méi)有思考過(guò)一個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在的光伏、風(fēng)電，與現(xiàn)有的能源系統(tǒng)特別是電源之間，最大的區(qū)別是什么?

其實(shí)，就是分布式，就是它可大可小，可隨意組合式。光伏利用的特點(diǎn)，大點(diǎn)也好小點(diǎn)也罷，在不同的應(yīng)用模式下，最優(yōu)的模塊是不同的，要把這種模塊研究清楚。另外，在不同的應(yīng)用場(chǎng)景、氣候條件下，對(duì)系統(tǒng)技術(shù)可能也有一些不同的特有要求。

所以，“十三五”期間，要重視光伏系統(tǒng)以及平衡部件在不同地區(qū)、不同氣候條件下的模塊化的系統(tǒng)技術(shù)的研究，以及適應(yīng)不同應(yīng)用模式、不同氣候條件的技術(shù)裝備的研制。同時(shí)，針對(duì)這種不同環(huán)境、不同模式，還要做一些實(shí)證性研究。

這就是“十三五”光伏科技方面的一些主要考慮。其中包括針對(duì)屋頂、園區(qū)、居民樓，包括與建筑的結(jié)合等不同的應(yīng)用模式的研究。

100%可再生能源利用要怎么實(shí)現(xiàn)

關(guān)于可再生能源的綜合利用，現(xiàn)在能源領(lǐng)域的爭(zhēng)論很多，對(duì)于未來(lái)以可再生能源為主、100%可再生能源的方向，甚至能源圈內(nèi)也有很多人認(rèn)為這是胡扯，是天方夜譚，是不可能的事，包括美國(guó)新任總統(tǒng)特朗普也說(shuō)要搞煤電。

我覺(jué)得我們不用去爭(zhēng)論，因?yàn)榭稍偕茉吹睦檬谴髣?shì)所趨。

對(duì)于西部以可再生能源為主的示范省，我覺(jué)得，不應(yīng)該是考慮他輸出了多少可再生能源，而應(yīng)是在當(dāng)?shù)叵牡哪茉粗饕獊?lái)自可再生能源，甚至100%來(lái)自可再生能源。

但是，這要怎么做才能實(shí)現(xiàn)?

首先，我們可以做一個(gè)關(guān)于規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路徑或技術(shù)路線圖的研究，針對(duì)某個(gè)區(qū)域，以可再生能源為主、甚至100%可再生能源為目標(biāo)，從大的技術(shù)路徑以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)方案等方面去做研究，看看有沒(méi)有這樣一條路。

另外，可再生能源綜合利用的特點(diǎn)跟光伏一樣，也是模塊式的典型應(yīng)用，可以在一個(gè)城市、一個(gè)公共建筑、一個(gè)居民區(qū)、工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)等因地制宜的應(yīng)用，我們可以從技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性的角度去研究。

如果證明從技術(shù)方面到技術(shù)模塊都可行，經(jīng)濟(jì)性也可行，這樣的話，單元技術(shù)有了，未來(lái)的大路徑也有了，這條路就能走通了。

所以，對(duì)西部以可再生能源為主的系統(tǒng)研究、東部城市以可再生能源為主的系統(tǒng)研究，意思是一樣的。還包括一些以可再生能源為主的獨(dú)立微能源系統(tǒng)，張家口的多能互補(bǔ)利用今年也添加了可再生能源與化石能源融合技術(shù)方面的研究?jī)?nèi)容。

關(guān)于多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)供、分布式能源等方面，目前各方面對(duì)此都很重視，但還處于方向和趨勢(shì)的階段，還沒(méi)有明確的鼓勵(lì)政策，還不好做經(jīng)濟(jì)性方面的研究。

因此，我只從技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)說(shuō)是否具備規(guī)模推廣的前景。

其實(shí)，這其中不少分項(xiàng)技術(shù)都是能夠單獨(dú)直接應(yīng)用的，把如果它們應(yīng)用到多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中，還是各顧各的，這就不叫互補(bǔ)。至少到目前，我還沒(méi)有在國(guó)內(nèi)看到真正成功的多能互補(bǔ)系統(tǒng)的案例。

為什么沒(méi)有?

我覺(jué)得，首先，在技術(shù)上還有很多工作需要做。因?yàn)榉植际降奶攸c(diǎn)是因地制宜，每個(gè)地方的技術(shù)解決方案都不一樣，如果要與多種能源融合，則需要新的技術(shù)的支持，目前還沒(méi)有形成可真正推廣的這種成熟的成套技術(shù)。

其次，還是要回到經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題上來(lái)，這些分項(xiàng)技術(shù)組合到一起能夠規(guī)模推廣嗎?有些單向技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性上是沒(méi)問(wèn)題的，但一旦組合到一起，可能就有問(wèn)題。

再者，政策上也有巨大的障礙。電、氣、水、熱，全是不同的管理部門(mén)，這么多部門(mén)怎么融合?現(xiàn)在對(duì)付一個(gè)電網(wǎng)就已經(jīng)夠難的了。所以，我不是給大家潑冷水，我們只有面對(duì)現(xiàn)實(shí)，才有可能真正做下去。

我的建議，還是要加大研發(fā)示范的力度，要加強(qiáng)系統(tǒng)規(guī)劃與發(fā)展路線圖的研究，并且與模塊技術(shù)結(jié)合。

對(duì)于區(qū)域級(jí)、用戶級(jí)的綜合能源系統(tǒng)的研究推廣方面，現(xiàn)在有一些地方政府和企業(yè)非常積極。加上現(xiàn)在鼓勵(lì)獨(dú)立的供電商、獨(dú)立的能源供應(yīng)商。這可能是一種過(guò)渡，我覺(jué)得這是下一步規(guī)模推廣的基礎(chǔ)。

再說(shuō)儲(chǔ)能。其中，儲(chǔ)熱比儲(chǔ)電便宜，可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)，又可以作為集合電源。因此，從政策激勵(lì)的角度，我覺(jué)得應(yīng)該鼓勵(lì)它實(shí)實(shí)在在發(fā)揮作用，鼓勵(lì)它往對(duì)電網(wǎng)調(diào)節(jié)有利的方向去發(fā)展。

在用戶側(cè)的大規(guī)模的儲(chǔ)能，要從對(duì)系統(tǒng)、對(duì)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)作用來(lái)考慮制定相應(yīng)政策，來(lái)鼓勵(lì)相應(yīng)的多能互補(bǔ)的分布式能源模式。我建議下一步的政策制訂，應(yīng)該往這些方面去考慮。

我認(rèn)為，分布式能源特別是分布式的可再生能源系統(tǒng)，有著廣闊的應(yīng)用前景。其中，因地制宜、多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)供，將是發(fā)展方向。但是，在技術(shù)上、在政策和機(jī)制設(shè)計(jì)上，還有很多工作需要做。

因此，我在這里強(qiáng)烈呼吁，要按規(guī)律辦事，要真正研究示范，真正看透了，再規(guī)模化推廣，以避免造成大的挫折和走太多彎路。