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中国大唐党组副书记时家林:建议出台政策推动储电、储氢、储热、储冷等配套产业发展

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国电力报 发布时间:2020-03-12 浏览:
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2014年,习近平总书记就提出了“四个革命,一个合作”的能源安全新战略,为我们加快推进能源革命指明了方向,提出了更高要求。要完成这一重大历史任务,必须加快构建顺应能源革命发展趋势、符合我国发展阶段和能源基本国情的现代能源体系。

目前人类的发展经历了三次能源革命,第一次以蒸汽机的发明和应用为标志,第二次以电的发明和应用为标志。前两次能源革命是以煤炭、石油和天然气等化石能源为主,第三次则是以风光发电为主的新能源的开发和应用,逐步实现“非化石能源对化石能源的替代”。

中国作为全球最大的化石能源消费国,推动第三次能源革命,相比发达国家更具紧迫性和艰巨性。除了生态环保和资源瓶颈问题,预计2020年我国原油和天然气对外依存度将高达70%和50%,在复杂的国际环境下,能源安全不容乐观,实现自给自足、找出一条替代化石能源的路径才是根本。

“新科技”助力第三次能源革命

当前,以新能源、智能化、新材料、物联网等技术为主要驱动力的第四次工业革命正席卷全球,并加速推进第三次能源革命。新能源、智能电网,储能、储热、储冷,以及电动车与氢能产业快速发展,传统能源生产和消费方式将发生革命性变化。

  

风光电为主的新能源量足价低,是替代煤油气的最佳“一次能源”。我国风光资源丰富,内蒙古、青海等西北地区开发六十分之一,即可满足我国当前全部能源需求。2019年我国新能源装机突破4亿千瓦,位居世界第一。实践证明,大规模开发西北地区新能源,通过特高压输送到东部地区,技术和经济性都是可行的。

电是最清洁、最便利的能源利用方式。相比化石能源高温高压、热能、动能、电能的转化过程,新能源可实现风光能在常温常压下向电能的直接转换,过程简单、无碳,具有较好的经济性。因此,风光电为主的新能源是替代煤油气的最佳“一次能源”,将成为第三次能源革命的主角。

新技术的发展,使“风光电为主的新能源替代煤油气为主的化石能源”的条件越来越成熟。当前燃料电池及电解制氢技术快速发展,主要设备和材料逐步国产化,成本快速下降。随着大规模采用新能源制氢,预计到2025年氢能车成本将低于燃油车。如实现北京市“公交、物流重卡全部氢能化”,预计可减少北京市三分之一的燃油消耗,将为我国规模化制氢,以及利用氢能调峰储能,以氢代油探索出新模式。

电动车储能发电。电动车的运行成本已经大幅低于燃油车,未来将是一个海量的储能系统,可以低谷充电、高峰向电网售电,将对储能产业和能源体系带来深刻的变化。

智能化、互联网、大数据、云计算等新技术的出现,将融通电力网、热力网、交通网,形成能源互联网,助力新能源、储能、储热/冷、氢能、电动车等新产业的快速发展,提升能源配置效率,最终实现能源体系从量变到质变。

“两步走”构建现代能源体系

现阶段我国一年的能源消费总量约35亿吨标煤(扣除原料用煤后),一次能源消耗煤炭17亿吨,石油6亿吨,天然气2800亿立方米。折合成电能约12万亿千瓦时,其中电力消耗7万亿千瓦时,石油折算约3万亿千瓦时,天然气及散煤折算约2万亿千瓦时。

要实现风光电为主的非化石能源替代煤油气为主的化石能源,必须满足两大条件,一是风光电为主的新能源充裕且有经济性;二是解决新能源的不稳定性问题。目前,通过在西北部风光资源富集地区大规模开发新能源送至东部地区,与化石能源相比有经济性。下一步,关键要解决新能源不稳定的问题,加速非化石能源对化石能源的替代。

传统电力系统是“发输用”同时完成,发电规模按照最大负荷来配置,发电侧随着用电需求的变化而调节,有多少需要就发多少电;且为满足安全运行,需要预留较大的备用容量,导致目前电力系统的运行效率较低,不超过50%。

新能源的不稳定,源于其出力只能随天气和季节引起的风、光大小而定,不能随负荷大小来变化,与现有的电力系统特性相悖。要解决这个问题,不是单一技术突破就可以解决的。要对现有的电力系统进行变革,由“发输用”同时完成的传统模式,转变为“发输储用”的全新电力系统,系统的负荷大小可以随着发电侧新能源的出力而调整。

新型“发输储用”电力系统中,电制氢、电制热/冷、电动车充放电,不仅是替代煤油气为主化石能源的过程,更重要的是起到储能和系统负荷调节的功能。当电力系统处于低谷阶段或风光等新能源充裕时,启动上述“储能”负荷;当系统负荷处于高峰时段或风光等新能源出力较低时,暂停这部分负荷。从代油、代气、代煤的电量看,系统可以满足调节需求,这样完全改变了现有电力系统“即用即发”的特性,可以适应风光等新能源的出力特点,彻底解决其间歇性、不稳定的问题。同时,上述模式的“储能”使得电力系统更加安全,备用容量大幅减少,系统效率大幅提升,持续增加电力在终端消费的比重,促进风光电为主的非化石能源消纳。这个过程可以分两步走。

第一步,推动消费侧储能,提高现有电力系统效率,实现电能代油代气。目前,我国电力装机20亿千瓦,日间最大负荷约12亿千瓦,夜间最低负荷仅有6亿千瓦,电力系统整体效率只有50%。如果把氢、热、冷组织在电网低谷时段生产,可大大提高电力系统效率。当效率从50%提高到80%时,相当于可以增发4万亿千瓦时电能,可以通过挖掘存量潜力、不改变现有电力系统,实现油气化石能源的替代。这样既完成了电能向不同能源形态的转换和储存,实现了电能的“时间转移”,也大幅提高了电力系统的运行效率和新能源的消纳比例。另外,氢能车、电动车也可以在负荷高峰时段或电网特殊需要时,向电网发电,发挥调峰等作用。

第二步,代油、代气、代煤同步推进,实现对化石能源的全面替代。随着储能技术的进步,在上述制氢、制热/冷等储能实施代油代气的基础上,逐步解决成本问题,化学储能将会大规模部署在电力系统,并完全实现对化石能源的替代。

“促合力”保证能源安全

风光为主的非化石能源替代化石能源,不是一蹴而就的,是一个巨大的系统性工程,不仅需要技术的进步,也需要商业模式的创新和政策的扶持。

一是进一步拉大峰谷电价差。现阶段电制氢、制热/冷等代油代气,尚处于替代的“临界点”。当电价在0.2—0.3元/千瓦时内,电能替代油气才有经济性。完善峰谷电价政策,尤其是降低低谷电价,鼓励和支持谷电及新能源制氢、制热、制冷、充电等商业模式;出台政策,推动储电、储氢、储热、储冷等配套产业的发展。

二是鼓励技术创新和商业模式创新。这是一次庞大的能源体系变革,不仅需要新能源、储能、氢能、特高压等能源自身技术的进步,还需要能够支撑新型能源体系的其他技术创新,比如智慧控制技术、区块链技术等。同时,还要创新商业模式,优化电动车分时充放电,提高充电桩布局密度,布局更多加氢站等,充分利用现有的电力系统挖掘潜力,减少投资,提高效率,推动新兴产业的发展。

三是加大西部新能源的开发及政策支持力度。加快西部大规模风光等新能源基地开发及特高压通道建设,充分开发利用我国独特的资源禀赋和优势,统一规划,统一实施,把西、北部的高原、荒漠变成“新能源电气田”,替代传统的“油田、气田、煤田”,把新能源产业打造成我国保增长、扩内需,转型发展的新的增长极。

四是打造“电为核心能源体系”区域示范。鼓励和复制北京宝之谷、延庆冬奥“谷电供热/冷,谷电制氢”的商业模式,推广化石能源替代示范。

现阶段构建这样一个“电为核心的现代能源体系”,技术上是可行的,也是有经济性的。前两次能源革命都是成倍推高能源成本,而这次能源革命可实现不推高成本且持续下降。

我国具有资源优势、市场优势,特别是“集中力量办大事”的体制优势,也有环境保护、能源安全的紧迫压力。在以习近平同志为核心的党中央领导下,我们要发挥中国人的创新力和资源整合力,一定能引领第三次能源革命的进程,加速构建现代能源体系”,加速对化石能源的全面替代,实现国家能源自足、能源安全,为全球应对气候变化和人类文明进步作出更大贡献。

关键字:储能政策 储能项目

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