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中科院电工研究所许洪华:100%可再生能源利用 应把技术研究透彻再大规模推广

放大字体  缩小字体 时间:2017-01-11  来源:太阳能发电网  浏览:587
核心提示:中国科学院电工研究所研究员、北京科诺伟业科技有限公司董事长许洪华先生在本次论坛上以《十三五分布式能源规划与多能互补科技政
中国科学院电工研究所研究员、北京科诺伟业科技有限公司董事长许洪华先生在本次论坛上以《“十三五”分布式能源规划与多能互补科技政策解读》为题进行了主旨演讲。

许洪华表示,分布式能源特别是分布式可再生能源系统有着广阔的应用前景,其中多能互补、冷热电联供是发展方向,但在技术、政策和机制设计上还有很多工作要做。

他呼吁,要真正把这些问题研究透了再规模化推广,以避免造成大的挫折和走太多弯路。


以下是许洪华先生在本次论坛上的发言实录:

我今天主要介绍几个内容:从未来能源系统架构和发展路径入手,介绍一下“十三五”分布式光伏和可再生能源综合利用;科技部的科技规划,以及对多能互补、冷热电联供、分布式能源系统等几个问题的思考。

未来的能源系统架构和发展路径

总体来说,目前全世界特别是我们国家,还是以化石能源为主的能源架构,但可再生能源已经开始规模利用。所谓以终为始,未来是什么时代?未来一定是可再生能源时代,就是以可再生能源为主,甚至100%可再生能源。

但是,中间怎么过渡?

我觉得最大的原则,特别是我们国家,现在的可再生能源要适应现有的能源架构、电力系统架构。而现有的化石能源架构、电力系统架构,也要适应可再生能源的大规模利用,要适应以可再生能源为主的能源架构。

所以,中间的过渡,究竟是可再生能源适应现有能源架构,还是传统能源来适应可再生能源?这一正一反中的意义,是完全不一样的。

要实现以可再生能源为主、100%的可再生能源的目标,最需要的是创新驱动。这种创新,不但是技术上,也包括机制上,同时还需要协调多种可再生能源跟传统能源之间的关系,以及政策方面、部门之间等方方面面的关系。

从技术创新来说,首先,整个系统技术、能源系统架构到底是怎么样的。另外,一些通用技术的发展也会引领或促使能源系统的技术创新;再有,整个能源系统里各个专项技术,像风电、光电、光热的发展,也会促进整个能源转型的到来。

关于未来的能源架构,在德国能源转型的12个见解中,第一个就是风能和太阳能决定一切,就是未来是可再生能源时代,其中风能和太阳能占比最大。也就是说,未来传统能源要适应大规模的可再生能源的利用。

从能源互联网的角度来说,在今天的分布式能源系统中,冷、热、电,也包括水,形成多能源互补。未来的分布式能源系统我相信一定是以可再生能源为主,包括冷、热、电联供,同时考虑到负荷响应、负荷预测,这是未来能源架构中非常重要的内容。

在综合能源系统方面,我比较赞同我师兄—天津大学王成山教授的分级理论,一个跨区级、一个区域级、一个用户级。我重点说说区域级和用户级,供水、供热、供冷等,包括考虑用户的负荷响应。

这就是未来的100%可再生能源架构。

现在欧洲有几百个城市,比如法兰克福,自发的要打造未来100%可再生能源城市。全部是可再生能源,包括冷、热、电,还有储热和储电。

那么,未来需要研究什么样的能源系统技术呢?

我认为,一是研究以可再生能源为主的能源架构体系到底是什么样的;二是区域100%可再生能源的系统技术是什么;三是化石能源作在过渡期如何与可再生能源共存,这涉及到可再生能源和化石能源系统的协同技术。

我觉得,这是目前我们应该面对、解决或者说花更多精力来研究的技术。

从形态上来说,最重要的研究,应该是多种能源之间的统一协调问题,冷、热、电多种能源的互补,冷、热、电联供的技术。另外,还有可再生能源、智能电网、储能、大数据,等等。

未来能源的发展路径,将从现在的化石能源为主加可再生能源的大规模利用,到化石能源要适应可再生能源的高比例应用,最终发展为可再生能源为主、甚至100%可再生能源时代的到来。

未来的能源架构,我认为,最主要的就是可再生能源+智能电网,另外就是多能源互补、冷热电联供,这是未来的能源架构。

“十三五”可再生能源综合利用的科技规划

“十三五”科技部有一个可再生能源与氢能技术的科技专项,能源领域设立了四个方向,其中一个就是可再生能源与氢能技术专项。

大家有没有思考过一个问题,现在的光伏、风电,与现有的能源系统特别是电源之间,最大的区别是什么?

其实,就是分布式,就是它可大可小,可随意组合式。光伏利用的特点,大点也好小点也罢,在不同的应用模式下,最优的模块是不同的,要把这种模块研究清楚。另外,在不同的应用场景、气候条件下,对系统技术可能也有一些不同的特有要求。

所以,“十三五”期间,要重视光伏系统以及平衡部件在不同地区、不同气候条件下的模块化的系统技术的研究,以及适应不同应用模式、不同气候条件的技术装备的研制。同时,针对这种不同环境、不同模式,还要做一些实证性研究。

这就是“十三五”光伏科技方面的一些主要考虑。其中包括针对屋顶、园区、居民楼,包括与建筑的结合等不同的应用模式的研究。

100%可再生能源利用要怎么实现

关于可再生能源的综合利用,现在能源领域的争论很多,对于未来以可再生能源为主、100%可再生能源的方向,甚至能源圈内也有很多人认为这是胡扯,是天方夜谭,是不可能的事,包括美国新任总统特朗普也说要搞煤电。

我觉得我们不用去争论,因为可再生能源的利用是大势所趋。

对于西部以可再生能源为主的示范省,我觉得,不应该是考虑他输出了多少可再生能源,而应是在当地消耗的能源主要来自可再生能源,甚至100%来自可再生能源。

但是,这要怎么做才能实现?

首先,我们可以做一个关于规划和实现的技术路径或技术路线图的研究,针对某个区域,以可再生能源为主、甚至100%可再生能源为目标,从大的技术路径以及技术经济性、技术方案等方面去做研究,看看有没有这样一条路。

另外,可再生能源综合利用的特点跟光伏一样,也是模块式的典型应用,可以在一个城市、一个公共建筑、一个居民区、工业开发区等因地制宜的应用,我们可以从技术经济可行性的角度去研究。

如果证明从技术方面到技术模块都可行,经济性也可行,这样的话,单元技术有了,未来的大路径也有了,这条路就能走通了。

所以,对西部以可再生能源为主的系统研究、东部城市以可再生能源为主的系统研究,意思是一样的。还包括一些以可再生能源为主的独立微能源系统,张家口的多能互补利用今年也添加了可再生能源与化石能源融合技术方面的研究内容。

关于多能互补、冷热电联供、分布式能源等方面,目前各方面对此都很重视,但还处于方向和趋势的阶段,还没有明确的鼓励政策,还不好做经济性方面的研究。

因此,我只从技术的角度来说说是否具备规模推广的前景。

其实,这其中不少分项技术都是能够单独直接应用的,把如果它们应用到多能互补、冷热电联供系统中,还是各顾各的,这就不叫互补。至少到目前,我还没有在国内看到真正成功的多能互补系统的案例。

为什么没有?

我觉得,首先,在技术上还有很多工作需要做。因为分布式的特点是因地制宜,每个地方的技术解决方案都不一样,如果要与多种能源融合,则需要新的技术的支持,目前还没有形成可真正推广的这种成熟的成套技术。

其次,还是要回到经济性问题上来,这些分项技术组合到一起能够规模推广吗?有些单向技术在经济性上是没问题的,但一旦组合到一起,可能就有问题。

再者,政策上也有巨大的障碍。电、气、水、热,全是不同的管理部门,这么多部门怎么融合?现在对付一个电网就已经够难的了。所以,我不是给大家泼冷水,我们只有面对现实,才有可能真正做下去。

我的建议,还是要加大研发示范的力度,要加强系统规划与发展路线图的研究,并且与模块技术结合。

对于区域级、用户级的综合能源系统的研究推广方面,现在有一些地方政府和企业非常积极。加上现在鼓励独立的供电商、独立的能源供应商。这可能是一种过渡,我觉得这是下一步规模推广的基础。

再说储能。其中,储热比储电便宜,可以调节电网,又可以作为集合电源。因此,从政策激励的角度,我觉得应该鼓励它实实在在发挥作用,鼓励它往对电网调节有利的方向去发展。

在用户侧的大规模的储能,要从对系统、对电网的调节作用来考虑制定相应政策,来鼓励相应的多能互补的分布式能源模式。我建议下一步的政策制订,应该往这些方面去考虑。

我认为,分布式能源特别是分布式的可再生能源系统,有着广阔的应用前景。其中,因地制宜、多能互补、冷热电联供,将是发展方向。但是,在技术上、在政策和机制设计上,还有很多工作需要做。

因此,我在这里强烈呼吁,要按规律办事,要真正研究示范,真正看透了,再规模化推广,以避免造成大的挫折和走太多弯路。 
 

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