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杜祥琬:非化石能源将是“十四五”能源增量的主体
来源:角马能源 编辑: 时间:2020-08-26 13:17:31

8月20—21日,中国工程院院士杜祥琬在中国新能源电力圆桌暨2020年风光储创新发展论坛发表演讲。杜祥琬表示非化石能源将是“十四五”能源增量的主体,进一步走向存量替代。高比例的非化石能源将提供绿电、绿氢、低碳供暖供冷,使大家国家能源更安全、更韧性,并以更经济的方式实现更高水平的绿色发展。

随着平价时代的来临,国内新能源发展开始从量变到质变,与未来能源配套的电力市场也开始在多省建立。“新能源+储能”被认为是能源革命的方向,作为储能技术研发和应用最活跃的领域,大规模电化学储能正在助力新一代电力系统发展,加速能源生产与消费的革命进程,为能源革命提供有力的支撑。

杜祥琬还指出,储能是未来电力系统必要的组成部分,是不可少的。储能可以实现能量的时移应用,平抑风、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,丰富电力平衡的手段,实现低密度、波动性能源的高密度、可控性应用,达到类常规电源效果,成为高竞争力的能源。

以下为杜祥琬发言全文,有删节:

能源转型和储能发展非常重要,通过能源革命让中国的能源向绿色、低碳、安全、高效转型,实现电气化、智能化、网络化、低碳化,这是总的方向,其中一个重要方向就是大力发展可再生能源,特别是光、风。

可再生能源发展的必要性

首先是能源供给安全的要素。因长期以来中国的能源组成,提及供给安全大家会想到煤油气,但随着可再生能源占比的逐年递增,它对供给安全的贡献越来越大,中国的能源供给安全里面不能不考虑可再生能源。

其次,能源产业诸多环境问题。可再生能源是能源环境安全的一个重要要素。同时,要让气候安全就要大力发展高比例的可再生能源。

再次,须重新认识中国的能源资源禀赋。因为长期以来人们习惯于用六个字谈中国能源资源禀赋——富煤、缺油、少气,但是这个说法现在已经跟不上形势的发展了。第一、中国有丰富的可再生能源资源应该成为中国能源资源禀赋的重要组成部分。就现在全国已经开发的太阳能、风能来说,已经开发的资源还不到技术可开发资源量的1/10,潜力巨大。第二技术可行性,这无需赘述,已经成为现实,市场已经接受,多项技术配合。最后是经济可行性,开发成本有了大幅下降。

值得强调的是可再生能源资源的利用是我国可以掌控的,不依赖于国际地缘政治的变幻,越高比例的可再生能源就有利于能源体系的独立性、安全性和韧性。

进一步拓展,把核能包括进来,叫做非化石能源。2018年非化石能源装机电力已经达到了40.8%,发电量超过了30%,这两个比例都在上升当中。在一次能源的结构当中,今年非化石能源占比达15%,这是国家定的。2025年,在现在正在制定的“十四五”规划中我建议范围是18%—20%,但是这是对国际宣布的,留有余地的。我认为2030年可达到20%到25%之间,到2050年将大于50%,与我国出台的《2030能源发展战略》中“2050年非化石能源占比要超过50%”相一致。

非化石能源将是“十四五”能源增量的主体,进一步走向存量替代。高比例的非化石能源将提供绿电、绿氢、低碳供暖供冷,使大家国家能源更安全、更韧性,并以更经济的方式实现更高水平的绿色发展。

可再生能源的自身要不断推动创新,拓宽行业增长的边界。同时,要与能源计算、工业互联网、智能制造、电动汽车、5G技术等新基建深度融合,开展数字化经营管理,推动数字化服务。现在发展的很快,但是在整个能源和电力比例里还是一个小量,要做好这样的思想准备,大家要能够担当能源转型的大任,就要实现更为标准化的,更高质量的发展,这是可再生能源自身的部分。

“身边取”与“远方来”

十九大报告指出,中国发展不平衡不充分,这个不平衡也包括能源,东西部能源供给格局是西部能源东部负荷,是这样一种不平衡的状态,所以在这种情况下如何让它尽可能地走向比较平衡,就是西部要发展经济、增加就业,提高能源负荷和消纳,而东部则要发展能源供给。东部的能源负荷很重,对此我提了一个“身边取”和“远方来”相结合,大家非常看好西电东送,但是现在应该特别强调将“身边取”的电源先用起来。

其次是分布式和集中式相结合,大家长期习惯于集中式的大电网,以后要更多发展分布式发电,二者相结合,特别强调前者。东部的能源、电源发展起来,让能源负荷者也承担能源生产的责任,成为产销者,自发自用寓电于民,也可与集中式电网互动。培养大批产消者,如将BIPV列入建筑标准,对中国意义非常重大,如果这一条能够做到,很多消费者就可以变成生产者,形成自产自销的良性循环。例如正泰集团,拥有户用分布式屋顶光伏20万户。将分布式光伏与储能、大数据相结合,利用大数据作为大管家,则形成了虚拟电厂。一大批虚拟电厂如果发展起来,就可以减轻集中电网的负担。

天津大学与华北电力大学两个专家组分别论证了东部身边发电与西电东送的成本,论证表明东部自发电的成本比西电东送的成本低,即自发电大力发展不仅技术可行,而且经济划算。如果这样一大批分布式电源发展起来,中东部包括南部的能源做到高比例自给,则减缓西电东送和北煤南运的压力。大家在兰考做了一个试点,在这样一个太阳能风能资源并不丰富的中部小城市,依靠分散式风电、分布式太阳能、生物质能和垃圾发电及储能,可再生能源比例从三年前的7%跃升为现在的60%,变化巨大。中东部大比产消者和VPP如果成长起来的话,会创造中国电力系统的新形态,中国能源的局面将会发生革命性的变化。

实现能源格局的转变,首先需要转变观念,即转变对中国电网格局的认知,将身边的能源用起来,将分布式能源发展起来。在中国,分布式能源占比很低,大家在思想上依赖于西电东送。为此就要认真论证技术可能、经济可能和资源可能。要规划全国和中东部各个地区的电力系统和能源战略,包括源、网、荷、储、用、管、服等方面,要做好规划。能源结构的优化和大力发展可再生能源,是空间格局的优化及东西部战略关系,这两个优化相耦合,共同推动中国的能源转型。

储能技术的重要地位

储能是未来电力系统必要的组成部分,不可或缺。储能可以实现能量的时移应用,平抑风、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,丰富了电力平衡的手段,实现低密度、波动性能源的高密度、可控性应用,达到类常规电源效果,成为高竞争力的能源。

储能有几个方面呢?首先是物理储能,现如抽水蓄能、压缩空气等,其中抽水蓄能目前所占比例最大。第二是化学储能,多种电池储能技术进步很快,从发展趋势来看,化学储能占比会越来越大,或将成为主力。还有制氢储能,它可以将可再生能源制氢,起到平抑风、光间歇性的作用。而成本方面,据估计,电化学储能成本已突破经济拐点,未来五年预计可以降本1/3,未来十年可以再降本66%-80%。我在一些会上也听到同志说地储能很好。

就经济性方面,储能带来的节电成本将抵消储能设备本身的成本,安装时一次性投入,但是后期带来的电能的节省,将成为能源经济新的增长点。这一点也是它的经济性,不能单一考虑储能设备的投入成本。据估计到2025年新能源加储能市场将迈入千亿级。

电网储能有很多种模式,电网侧储能、工商业级用户储能、5G基站储能、数据中心储能等都包含了源、网、荷、储、用、管、服等几个方面。以吐鲁番新能源小区为例,以太阳能、地热能配电化学储能的模式,配合大数据管理优化,实现了光、地、储、管一体化模式,五六万住户可再生能源100%自给自足。这就是用户侧储能模式的可行性方案。

中国能源转型具有长期性、艰巨性,但方向是清晰的,在中国在世界都是清晰的,这是国家的目标,也是老百姓的诉求,更是全球的大势所趋。储能技术将对中国能源革命发挥重要的推动作用。

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