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新能源:战略性新兴产业

日期:2021-03-31    来源:中国能源产业发展年会组委会

国际太阳能光伏网

2021
03/31
09:13
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关键词: 新能源产业 户用光伏 智能电网

中国能源资源禀赋需要重新认识,这个认识本身就引出来新能源的地位。

能源资源观与新能源

中国的能源资源大家都很熟悉,“富煤、缺油、少气”。如果我们视野中的能源只是化石能源的话,这个认知并没有错,但这个认识已经跟不上形势了。中国乃至全球,现在非化石能源已经占到15%以上(图一),而且每年不断增加且增速明显。

2019年全球能源结构图示(图一)

非化石能源能够迅速增长的原因是社会可持续发展的需求,包括应对气候变化。支撑新能源能够支撑非可再生能源快速增长,是从几年之前研究可再生能源时,人们认为可再生能源是微不足道的,通过大家研究并提出后,可再生能源作用实际上是举足轻重的,必将从补充能源变成主流能源。支撑非可再生能源增长的首先是自然资源,如果没有自然资源,没有非化石能源资源,它是不可能增长的。第二个是技术能力,包括非水可再生能源技术和储能技术。另外是成本下降,如果成本不下降,太贵,大家买不起也是不会有市场的。综上,使得新能源快速增长。

我国可再生能源资源在技术可开发的风能约35亿千瓦;太阳能光伏资源约22亿千瓦;再加上海洋能、生物质能、地热、水能、太阳能热利用和固废能源化利用,由此可见我国可再生能源的资源量是足够丰富的。

值得指出的是,可再生能源本身是可再生、可持续且伴随着太阳的存在而存在,产量值的大小和技术开发能力有关,所以技术进步可以更好地开发非化石能源。同时可再生能源资源利用是我国自己可以掌控的,它不依赖国际地缘政治变幻,有利于能源体系的独立性和安全性,在进一步拓宽到非化石能源,则应包括核能和可再生能源。中国目前核电技术与世界先进水平保持同步,未来,地面上的核聚变(轻核聚变)和太阳内的核聚变(太阳能)很可能会成为人类长期可以依靠的能源。

我国能源在化石能源“富煤、缺油、少气”的同时,还拥有非常丰富的非化石能源资源,特别是可再生能源资源。在逐步建成我国以非化石能源为主的低碳资源体系,其资源基础是非常丰厚的。所以重新认识我国的能源资源禀赋是正确认识本国国情的要素,同时也是确保国家长远的能源安全、引导能源转型具有方向性、战略性的意义。

新能源产业的新业态

集中式跟分布式相结合:分布式能源是能源发展的重要方向(图二),其技术进步和应用推广将极大改变传统的能源生产和消费方式、消费模式。这不仅是能源、电力的重大变化,而且有助于城乡一体化能源转型,低碳能源网络。不论是农村还是城市,都可以由集中式的大电网和分散的微网进行互动。

分布式能源图示(图二)

第三代电网:主干的智能电网与局域配电网、微网相结合,也是智能化、高效化、可再生能源友好型这样几个特点。新一代电力系统有四个特点:非化石电力高比例、集中式和分布式相结合、多能互补和储能与智能控制,这就产生虚拟电厂的概念,例如把一个地区、一个小城市或者一个小区的分布式发电,加上储能和大数据信息技术手段,统一管理成为一个局域网或者微网,虚拟电厂也可以拓展到地热、生物质能和固体废弃物的资源化等。虚拟电厂这样一个大管家,管理着源、网、核、储、售、储,它可以发电但又不像一个电厂。今后如有这样一批电厂由分布式能源所组成,就是非常新的产业形态。

分布式低碳能源网络还产生一个概念“能源产销者”,过去大家都是能源的消费者。在我国东部地区消费能源负荷很重,但大家没有意识到自己也能生产能源。现在新能源把这些消费者同时也变成生产者。例如BIPV,把建筑跟光伏结合起来凡是能够装光伏的都装上光伏,这样建筑不仅节能而且可以产能,学校、企业等是能源的消费者,还可以成为能源的产生者。产销者依托互联网和现代信息通信系统,把分布式电源、储能、负荷等分散在电网的各类资源聚合,进行协同化运作控制和市场交易,对电网提供辅助服务。 正泰集团在浙江就已经建了30万户用户分布式光伏电站(图三),都是屋顶太阳能,构成能源产销者。但间歇性的能源要稳定化,一定要和储能相结合。

正泰集团30万户用户分布式光伏电站(图三)

未来电力系统一个必要的组成部分是储能。它可以实现能量的时移应用,平抑风和光的间歇性即用即发,通过削峰填谷实现收益,将电力供需之间的实时耦合改为跨时段耦合,丰富了电力平衡手段。实现低密度、波动性的能源高密度可控性的应用,达到类常规电源效果,成为高竞争力的能源。

在储能中,物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能其中抽水蓄能占比最大;化学储能中多种电池储能技术进步很快,从发展趋势看化学储能后续将为主;制氢储能主要在平抑风和光的间歇性。

储能成本问题:估计在未来五年还会再降低1/3,未来十年再降低66-80%。电化学储能成本已经突破了经济性的拐点。储能带来的电的节省成本会抵消储能设备成本,将会成为能源经济新的增长点。到2025年新能源+储能市场会迈入千亿元的量级。

能源技术与信息技术相结合:近年来,移动互联网、大数据、云计算、物联网等数字信息技术得到迅猛发展,数字经济作为新生业态正在成为经济社会发展的新动力,世界各国和企业纷纷开启数字化转型。数字化技术融入能源产业重塑能源的形态。信息技术把集中式由生产者单向控制的能源系统转变为以分布式为主和消费者可以互动的双向能源系统。

人工智能技术和能源领域也在结合,而能源和信息技术结合反过来要求节能。能源业要成为能源业+能源服务业,不仅提供能源,而且还要服务,而且服务的功能会越来越强。这个恐怕是能源业要意识到的能源产业也好,企业也好,都要意识到不光是提供能源,而且要服务。基于大数据的智能化、信息化,提高多能能源服务效率,降低交易成本。有学者说数据是21世纪的“石油”。

现在提倡新基建能源计算、工业互联网、5G、电动汽车等和非水可再生能源的深度融合。开展数字化的经营管理,数字化的服务,如现在新能源处理有时间预测,每家每户每个单位负荷波动等,这都可以变成数字,来实现更加标准化的高质量发展,高效率利用能源。所以说新能源这个战略性新兴产业将带给我们的不仅是新能源,而且是新经济和美丽中国的基础。

(中国能源产业发展年会组委会编辑整理)

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