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創新成推動電力轉型與能源變革的強大力量

2018-04-26

能源行業已經進入一個變革的時代。在中國能源研究會常務副理事長史玉波看來,能源發展轉型變革主要有五個方面的趨勢。

電力轉型升級是能源革命的關鍵

“安全可靠”“清潔環保”“經濟高效”這幾個詞語在本次電機工程學會年會上出現的頻率很高,這些都是專家們對未來能源系統特性的共同期待,而這也符合每一個能源使用者的心理訴求。

能源行業已經進入一個變革的時代。在中國能源研究會常務副理事長史玉波看來,能源發展轉型變革主要有五個方面的趨勢。

消費增速回落。在我國經濟預期年均增長速度6.5%以上,第三産業比重每年提高一個百分點,鋼鐵、有色建材等高耗能産品需求達到峰值等因素的作用下,預計能源消費增速將降至3%左右。

結構更替加快。煤炭消費將進入峰值平台期,非化石能源繼續保持較快發展態勢,在落實綠色低碳發展理念和加快供給側改革的要求下,煤炭消費比重將進一步降低,非化石能源的比重將顯著提高。

發展動力轉換提速。經濟新常態下,傳統耗能産業增長乏力,新能源汽車、大數據中心、現代制造業、新型服務業等新産業及新城鎮、新農村將成爲用能主要增長點。

系統形態深刻變化。集中開發、遠距離輸送的傳統能源生産輸送模式將有所改變,智能電網、風電和太陽能發電的發展將推動能源系統形態向分布式系統轉變。

國際合作深度拓展。“一帶一路”戰略的深入實施將帶動能源國際合作不斷深入,能源資源開發爲主的合作方式將拓展到基礎設施互聯互通、技術裝備和服務供應,國際合作更多著眼于打造利益共同體,實現區域能源協同安全。

基于以上對能源轉型變革總體趨勢的分析,史玉波認爲,能源發展應向著清潔化、低碳化的方向轉變。

中國電機工程學會理事長鄭寶森指出,創建一個更加安全可靠、清潔環保、經濟高效的智能開放的能源系統,是未來能源發展的必然選擇。鄭寶森強調,電能在能源系統中處于中心地位,電力的轉型升級是能源革命的核心和關鍵。

“十三五”時期是全面建成小康社會和進入創新型國家行列的決勝階段,推進電力轉型升級,電力行業任重道遠。鄭寶森認爲,應以科技創新爲引領,以轉變發展方式和提高發展質量爲中心,以優化結構,提高效率爲重點,加快清潔發展,推進“兩個替代”,在更多關鍵領域取得突破,實現清潔能源的優化配置,從根本上改變電力生産消費的方式和結構,推動能源結構向清潔低碳轉型。

在電力生産環節,積極開展煤炭清潔高效燃燒,降低汙染物排放,要以推動可再生能源大規模開發利用,以及核能安全開發爲主要目標,重點開展700攝氏度等高效超超臨界燃煤發電,整體煤氣化聯合循環發電,超超臨界循環流化床,高性能大容量水電機組,先進核能發電,0.8萬千瓦及以上海上風電機組,逐步減少煤炭消費比重,推動能源生産綠色轉型。

在電力輸出環節,要以逐步提高可再生能源並網比例,優化能源資源配置,提高輸送能力、效率和安全爲主要目標,重點開展全球能源互聯網、大規模可再生能源並網、柔性直流輸電、分布式能源等關鍵技術研發,研究以電網爲載體,油、氣、可再生能源、電力、熱、冷等多種能源相互支持的統籌規劃、協調運行、綜合利用和智能互動技術,支撐轉型後的新一代能源系統發展。

在電力消費環節,要以提高終端用電能效、滿足用戶多元化需求、提升智能化水平爲主要目標,重點開展智能用電終端、電力儲能、電動汽車等技術研發,加強整個能源系統的優化集成,提高電能在終端消費的比重,構建一體化、智能化的能源系統,促進以大數據分析技術、雲計算互聯網爲代表的信息化、數字化技術與能源電力的深度融合,這些也將成爲跨領域技術創新的重點。

以科技創新驅動電力轉型

近年來,我國電力行業積極落實國家戰略部署,踐行“四個革命、一個合作”的能源戰略思想,持續加大科技投入,優化科技資源配置,科技創新能力與整體技術水平不斷提升,在衆多關鍵技術領域實現重大突破,取得了一大批具有自主知識産權和世界先進水平的科技成果,引領了電力行業持續快速發展。

但同時,不少參會專家都指出,行業整體的創新能力與世界先進水平相比,還有很大差距,能源結構問題突出、自主創新能力特別是原創能力仍有不足,關鍵核心技術缺乏、部分關鍵裝備以及材料受制于人,基礎理論研究和原創性技術仍然落後于國際先進水平。

中國科學院科技戰略咨詢研究院院長潘教峰談到科技創新時,倡議制定重要的領域科技發展路線圖,突破瓶頸制約,實現彎道超車。他著重強調要構建支撐和引領美麗中國建設的技術和産業體系,推動能源生産和消費革命,推進資源高效與循環利用。

那麽,我國電力系統未來的發展,究竟需要加強發展哪些技術呢?

清華大學教授、中國科學院院士盧強談到了未來電力系統的關鍵技術。首先他談到智慧能源互聯網群的概念。他認爲,除繼續保持高壓和交直流特高壓的大電力系統的良好發展勢頭之外,宜著力發展接近需求側的智能能源互聯網及智能能源互聯網群。智能能源互聯網必須具備以下幾大特征:至少有一種主要能源爲清潔能源;必須有足夠容量的儲能設備;在網內傳輸的不僅是電能,亦應有其他形態的能源等。其次,要發展大功率模塊化壓縮空氣儲能。盧強提到,清華大學在國家電網公司的支持下,開發了一種零排放、高密度、長壽命的儲能系統,原理是把棄風、棄光加以利用並存儲起來。

公司顧問、中國工程院院士黃其勵在論壇上指出,可再生能源是人類社會發展和能源時代變遷的引擎。未來,隨著能源變革的推進,可再生能源將成爲主流能源和主導能源,所以未來電力系統應注重可再生能源的高效綜合利用。

黃其勵認爲,應以清潔能源大規模利用爲宗旨,改變傳統電力規劃、生産、傳輸、調度和用電方式。按照電源—電網—儲能—用電全産業鏈條綜合發展的原則,對風、光等可再生能源發電和各級電網進行統一規劃、設計、建設,實現包括全電力行業在內的全社會高效、經濟和市場化運行。

黃其勵指出,目前可再生能源發展面臨著電量占比較低、發電“三棄”問題嚴重、裝備性能和效率有待提升、利用方式較爲單一等問題。爲此,必須大力攻關可再生能源清潔高效利用技術:提升可再生能源效率,降低成本;盤活風電存量,創新風電增量;實現可再生能源與常規電源協調互補運行;加強儲能的研發與應用;實現電源互補——可再生能源部分替代廠用電和熱電聯合;實現配合可再生能源的火力發電彈性運行;建立智能電網支撐下的電力市場,支持實時電力市場,智能判斷棄風、棄光工況,調節並發布實時電價等;實現適應可再生能源發電的智能用能;建設清潔能源大基地和發展分布式發電;加強電力與氣象行業間數據交流與科研合作,提升電網對天氣氣象的適應能力。

防化研究院研究員、中國工程院院士楊裕生強調,電力發展需要新型規模儲能電池。發展可再生能源,必須配以大規模儲能以提高效率。大規模儲能電池應該具有高安全性、長壽命、低價格、高能效、易維護、環境友好等特性。他認爲,當前,儲能電池應先與分布式、微電網相結合,但未來應向現在的抽水蓄能發展規模看齊。

推動能源變革有效落地

推動能源變革和電力轉型發展,相關企業和組織做了大量有益實踐。

國家電網公司黨組成員、副總經理栾軍在年會開幕式上表示,習近平總書記在G20杭州峰會上提出推動全球基礎設施互聯互通,實現能源配置全球化,促進能源可持續發展。公司將始終創新作爲推動發展著力點,堅持以現代技術構建面向未來的基礎設施,推動全球基礎設施互聯互通。

栾軍還強調,“十三五”期間,公司將圍繞核心領域,加大重大科技攻關力度,著力突破核心關鍵技術,提升核心裝備制造能力,爲服務經濟社會發展、推動能源綠色轉型提供技術支撐和保障。

在推動能源變革的地方性實踐上,國網江蘇電力作了典型示範。

國網江蘇電力總經理尹積軍在年會的電力創新與能源變革分論壇上表示,國網江蘇電力認真落實公司戰略部署,積極探索實踐能源轉型變革途徑,以推進“兩個替代”爲關鍵點,推動能源變革及全球能源互聯網在省級電網落地。

尹積軍提出,2015年,江蘇省地區生産總值超過7萬億元,約占全國GDP總量的10%。江蘇是用能大省,也是資源匮乏小省,本地一次能源資源匮乏。保障江蘇經濟社會平穩較快發展,必須充分發揮電網的作用,大規模引入區外電力,推動能源資源大範圍優化配置。實施電能替代,實現“電從遠方來,來的是清潔電”,是江蘇省能源供給革命的必然選擇。據尹積軍介紹,目前江蘇省已替代電鍋爐2800余個,已建成電動汽車充換電站470座、充電樁5000余個,已建成全國首套高壓岸電系統,已建設岸電設施4000余套。

此外,國網江蘇電力還與蘇州市政府共同建設國際能源變革發展典範城市,不斷推進能源供應清潔化、能源消費電氣化、能源配置智能化和能源服務共享化,努力將蘇州打造成爲引領能源供給、消費革命的先行樣板,和公司推動能源變革發展的“世界名片”。

開展全球能源互聯網相關技術及裝備的研發,對于推動全球能源互聯網發展、推進能源變革意義重大。全球能源互聯網發展合作組織(GEIDCO)結合全球能源互聯需求及裝備研發特征,開展了全球能源互聯網技術裝備的頂層設計,共設置特高壓及新型輸電技術裝備、智能電網技術裝備、清潔能源技術裝備、互聯電網運行控制技術裝備四大方向,規劃在特高壓智能電網、大電網安全、大規模儲能、新能源開發、新材料應用等關鍵技術領域突破。

據國網電力科學研究院副院長鄭玉平介紹,作爲公司開展科研創新的重要單位,南瑞集團圍繞特高壓、智能電網、清潔能源三大領域,在特高壓及柔性輸電、大電網運行控制、新能源發電機消納等關鍵技術開展攻關和重大裝備研制工作,推進能源科技創新。

當前,我國經濟發展步入新常態,也進入了能源生産和能源技術革命的新時代。能源生産革命要求大力推進煤炭清潔高效利用,著力發展可再生能源,實施清潔替代和電能替代,走能源可持續發展之路;能源技術革命將以分布式發電、用戶儲能、需求響應、微電網、智能電網和能源互聯網等關鍵技術,推進新能源和分布式能源的大規模發展和能源互聯網建設。

時代賦予了能源行業進行變革的必然使命,而只有銳意改革、堅持創新,才能讓我國能源行業在這個轉型發展的時代浪潮中攻堅克難、占得先機。對于所有的能源企業和從業者來說,道路或將艱辛而坎坷,但前景一定無限光明。

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