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欧阳明高:电力系统的全链条革命

作者: 欧阳明高,清华大学教授、中国科学院院士 发布日期:2020-09-28
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电力是新能源革命的排头兵,我认为新能源革命等同于能源革命。随着新技术革命的发展和全球政治经济能源格局的变化,这一趋势越来越明显。

为了实现愿景,要坚持以电力作为主要的能源载体,实现全工业体系的再电气化。具体来看,我想表达三个观点。

第一,要深化全链条电力系统的革命。

从发电侧来看,需要进一步扩大可再生能源的发电比例。在中国,可再生能源资源量非常大,保守估计目前的开发量还不到资源量的1/10;同时可再生能源设备成本大幅降低,效率不断提升,可再生能源即将成为一种最便宜、最高效的能源。但现在面临利益关系的调整,也就是改革的机制要健全,这样才能实施新旧动能的转换。

从电网侧来看,需要往分布式发展,形成集中和分布的相结合。在这个方面,我国的技术也已经发展得很好,比如以新一代电力电子技术、微网、综合能源系统等,并引入人工智能、区块链等技术来解决供需平衡、系统平衡以及分配机制问题。在新旧动能转换中利益格局需要重新调整,但只要我们面向能源革命的目标,面向中国低碳发展、能源独立与安全等目标,就会有动力去改变。

从需求侧来看,需要全面电气化。需求侧的重点有三个方面,工业、交通和建筑。在工业方面,需结合工业物联网,重新改造我国工业基础设施和能源基础设施;在交通方面,新能源汽车已经发展到了即将进入性价比平衡点的关键时刻,未来新能源汽车取代传统汽车不是梦;在建筑方面,建筑电力系统的技术变革方向是直流化,结合工业的再电气化和交通的电动化,三位一体来发展终端的全方位电气化。

第二,要突破其中关键环节的瓶颈。

虽然要推动全链条革命,但要看到链条中是有薄弱环节和瓶颈的。这个瓶颈在我来看就是储能。储能的技术和成本等还需要进一步突破。

具体来看,储能我比较推崇三种形式。第一种是电化学储能,也就是电池储能,为什么电动汽车能发展起来?是因为这10年来电池发生了革命,电池的成本10年来降低了80%~90%,虽然储能的成本还是高,但下降速度很快,我们期待在5年之内其成本可以普遍降到0.6元/瓦时之内。而且中国也是全球电池产业链最强,产能最大,实力靠前的电池生产国,据预测,2030年全球电池年产量会突破10亿千瓦时,这样的规模下成本会大幅下降。第二是氢能。电池只是一个短周期、高频率、分布式的储能装置,但如果需要大规模、集中式、长周期的储能,全球目前比较有共识的就是氢能。刚刚欧洲发布了《欧盟氢能战略》,目标是在2024年之前可再生能源绿色制造氢达到100万吨,2030年达到1000万吨,这是一个非常可观数字,这说明在各种大规模、长周期的储能方式中,氢能相对被看好,而且已经要大规模实施。在这方面,中国的氢能和燃料电池发展了20年,现在也正处于向规模产业化发展的阶段,未来5年应该会有大规模的发展,而且国家的补贴政策也即将开始,这将给氢能发展带来很大动力;第三是氢电互补,短周期和长周期、集中式和分布式的结合,会真正突破储能的瓶颈。

第三,要实施全链条的闭环和互动。

过去大电网输电从发电侧到需求侧是单向线性的过程,新能源兴起后,第一个变化是电力生产和需求可以一体化,这是一种革命性的变化。尤其是中国能源相对匮乏的东部沿海地区将有很大的发展机遇,虽然化石能源匮乏,能源消费比较高,但新能源资源并不少,完全可以实现能源生产消费的变革。

第二个变化就是消费侧和生产侧要互动,用能源消费革命来带动能源生产革命,要用市场化的手段从消费倒逼生产的变革,新能源汽车将发挥重要作用,新能源汽车不仅仅是交通工具,还是能源装置,可跟电网互动,跟建筑互动等。2035年中国新能源汽车保有量会超过1亿辆,这意味着车上的储能总容量达50亿千瓦时以上,通过能源互联网将所有新能源汽车连接起来,就形成了移动的互联网,这将真正推动能源生产革命。

最后是新基建,新基建是今年政府工作报告的重点,其中提到充换电装置,我们最近一直在跟中电联合作,制定充放电的标准,我们的理念是以直流慢充为主,来进行车网互动,同时高速公路快速补电。这将极大地推动电动车的消费,推动新能源革命尽早到来。

来源:《中国电力企业管理》 发表时间:2020年8月13日