專家觀點

全球能源互聯網發展合作組織經研院申洪:智能電網+特高壓電網+清潔能源下的主要關鍵技術創新需求
全球能源互聯網就是智能電網+特高壓電網+清潔能源,其中清潔能源的發展是核心目標,建立了全球能源互聯網根本的出發點就是要促進清潔能源的發展。全球能源互聯網發展合作組織經濟技術研究院技術處處長申洪在2018中國國際能源峰會暨展覽會作“全球能源互聯網關鍵技術創新需求”演講 ,電力頭條APP將對大會進行全程直播,如需了解更多的會議直播,請聯系微信號:13693626116

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全球能源互聯網發展合作組織經濟技術研究院技術處處長 申洪

申洪:首先祝賀2018中國國際能源峰會暨展覽會召開。

全球能源互聯網發展合作組織是2016年在民政部注冊,由國家電網公司發起國內首個能源領域的國際合作組織,合作組織的主席是前國家電網公司董事長X先生,副主席有四個,分別是X,現任國家電網公司董事長,軟銀孫正義,以及俄羅斯的X,合作組織成立兩年來取得了豐碩成果,目前已經在全世界40多個國家征集了大約400多個會員單位,我們也開展了多方面的研究和相關的規劃工作。

今天給各位領導和嘉賓匯報的是近期開展的研究取得的成果,分成兩部分,首先是能源轉型與全球能源互聯網。

全球能源發展合作組織的成立出發點是針對解決人類目前面臨的可持續發展問題,目前人類在工業革命以來,化石能源大量開發和使用,已經造成了極大的問題,首先就是資源緊缺,環境污染,氣候變化等問題。這些問題的根源就是不可持續的問題,一個是資源上不可持續,第二是環境方面的不可持續,再就是氣候方面不可持續。主要來源就是因為化石能源的大量使用,從這個家度來說,發展低碳零碳的能源是解決這個問題的根本方法。2015年巴黎氣候大會上提出了二度減排的目標,從目前我們統計的情況來看,世界各國已經發布的減排的計劃就其總量來說,一直到2020年尚不能達到巴黎協定規定目標的三分之一,應該說目前世界上沒有完全應對氣候變化這一巨大問題的措施,針對這一問題,我們全球能源互聯網發展合作組織應運而生。我們提出的基本理念就是發展清潔能源,來解決氣候變化問題。

全球清就能源十分豐富,據統計,全球清潔能源的風、光、水資源,如果按照資源儲量來算,只要開發萬分之五就可以滿足全世界的需求。像風電和光伏這些發電具有間歇性、波動性,單個小范圍開發存在一些不可接納的問題。只有融入到大電網,在大范圍內才能夠實現它的大發展,這也是全球能源互聯網提出這個理念的出發點,目前全世界各個方面的資源非常豐富,為什么現在不能有效的開發呢,其中一個很大的原因是因為先網條件不滿足,所以提出構建一個全球能源互聯網,它可以實現清潔能源的高效開發、配置和利用,這就是全球能源互聯網的出發點。

全球能源以清潔主導,電為中心,互聯互通,共建共享的現代能源體系,代表了世界能源發展的趨勢和方向,是推進能源變革的重要平臺。全球能源互聯網就是智能電網+特高壓電網+清潔能源,其中清潔能源的發展是我們的核心目標,我們建立了全球能源互聯網根本的出發點就是要促進清潔能源的發展。為了實現這個清潔能源發展我們要用特高壓電網,特高壓技術發展是構建全球清潔能源互聯網的平臺使它成為可能,只有通過特高壓電網才能實現大規模、遠距離的清潔能源的輸送,也能夠實現清潔能源在全球范圍內的優化配置。智能電網的出發點,我們不僅需要能夠傳輸清潔能源,而且還需要能夠用得上清潔能源,智能電網就是解決清潔能源消納的一個有效的手段,這里隱含兩方面的意思,一方面我們不僅要促進大型的清潔能源基地開發,另一方面,也要通過智能電網接納分布式電源,實現的是分布式電源和集中式電源并舉開發的格局。

通過全球能源互聯網我們要實現兩個替代,一個回歸,一個是提高個。清潔能源就是代替常規的化石能源,電能替代,能源消費以電代媒,以電代油,以電代氣,電從遠方來,來的是清潔發電。一個是提高,提高電氣化水平,增大電能在終端能源消費中的比重,回歸,就是化石能源回歸它的基本屬性,主要作用工業原料和材料使用。

根據我們的預測,未來能源電力發展將會持續增長,2050年全球一次能源總量將達到260億噸標準煤,我們還是建立在提高清潔能源比例的基礎上,也就是盡可能發展清潔能源。能源結構不斷優化,清潔能源占比從2016年的22.8%增至2050年的71.6%,全球發電裝機從2016年的61.7億千瓦,增長到2667億千瓦,其中清潔能源發電裝機和發電量占全球總裝機和總發電量的比重都將超過80%,電力成為終端主導能源。在這個基礎上我們也提出未來全球電源裝機的預測,到2050年預計達到267億千瓦,2070年達到319億千瓦,全球清潔能源裝機占比2030恩年前超過化石能源,2050年達到83%,2070年進一步提升到92%。2030年左右,全球煤電裝機將達到峰值,裝機容量到24億千瓦,這是我們預測的全球能源裝機的情況。

全球大型太陽能發電基建主要分布在北非、西亞、中亞、中國西部、美國西部、墨西哥、智利和澳大利亞等地區。風電主要是在北極格陵蘭島、薩哈林島,以及中國的西部,歐洲的北海,美國中部。還有水電基地的規劃,主要分布在中國的金沙江,雅魯藏布江等流域,東南亞湄公河,伊洛瓦底河,南美洲的亞馬遜喝流域,瑞典、芬蘭等等。

全球能源互聯網長什么樣,就是這張圖,我們提前組織200多人的力量,用了將近兩年的時間,通過大量研究提出的規劃方案,在2018年3月份全球能源互聯網大會上正式發布了,長遠來看全球將形成覆蓋全球的九縱九橫能源大通道,廣泛互聯大型清潔能源基地與負荷中心,實現清潔能源全球配置,跨時區、跨季節大規;。有三個特點,一個是高,指的是高比例,清潔能源的比例極高,將達到90%多到2070年。還有就是大,覆蓋范圍特別大,圖上也可以看出來,覆蓋全球各個大洲,基本上主要的國家。還有就是遠,這個就是指的輸送距離遠,單個的回路都在2000公里以上,最遠到6000公里以上,這三個特點決定了我們對未來構建全球能源能源的關鍵的基礎。

下面匯報一下全球能源互聯網主要關鍵技術創新的需求。

首先就是大型可在能能源基地電網友好型技術。因為我們在全球能源互聯網里主要推廣的是清潔能源,提到了波動性和間歇性特點,對電網波動性的影響以及對慣性等方面的影響,安全穩定的影響,都需要對大型可再生能源基地進行很好的研究,目標就是使清潔能源具備與常規能源類似的外部特性,能夠具備可控、可測、可行,使它能夠在高比例介入電網的情況下,使電網保持原有的穩定性,這是我們提出的大型可在能能源基地電網友好型的技術。只有讓清潔能源具備了類似常規能源一樣的特性,我們才能夠提出促進清潔能源大規模發展的條件,從目前我國的情況和世界各國的情況來看,棄風棄光的情況還是存在的,根本沒有達到常規電源的力度,未來如果大型基地可再生能源基地有建造的條件,我們要考慮清潔能源的波動性和動態性對電網的影響。

第二個技術需求就是大范圍網、源、荷、儲互補技術。這個在我們國家已經開展研究,前一段在青海地區連續一周實現百分之百的清潔能源供電,未來如果不能實現自身的互補,滿足電網的需求,一定需要采取額外的措施,保留一定的調節電源,這個調節電源要有一部分的火電、氣電和水電等等,所以很難實現百分之百比例的清潔能源的供電。所以這個技術體現的是大,像德國和葡萄牙也提過百分之百清潔能源供電。在全球范圍內,它對跟大規模的網源荷儲提出了更高的要求。

第三個就是大規模儲能技術,這個今天氫儲能的主題有一點重合,首先,儲能本身并不是電源,只是電能存儲的介質,還是需要一次能源供電,全球能源互聯網高比如介入的情況下,可以滿足電量上的基本配置要求,但是從電力上的配置,還是需要通過儲能作為替代性和調節性的資源,為全球能源互聯網清潔能源接入提供必要條件,所以大規模儲能技術這里提的還是大,一個是容量大,一個是規模大。我們現在還沒有提出這樣的需求,但是從整體上來講,未來全球能源互聯網還需要相當大規模的儲能。

第四就是光伏光熱聯合發電技術。未來全球能源互聯網情況下,風電、光伏大比例接入以后,我們需要提高電網的電量,光熱是近期發展比較好的利用方式,前期我們也進行了一些研究,目前存在的問題,一個是光熱的規模小,由于溫度的問題,不可能做到超高臨界的技術,另外還由于光熱的造價比較高,目前隨著光伏造價下降,一方面可以提高太陽能的利用率,另一方面也可以為電網保證一定的電量。

第五就是特高壓柔性直流電網技術。對于清潔能源發電而言,接入電網的特性還沒有特別優化,它應該說主要還是體現出弱系統的特點,也就是說電源自身調整能力不夠,另外清潔能源富集地區本身電網條件比較薄弱,用常規直流輸送不能滿足電網配送的要求,特高壓柔性直流將會成為未來全球能源互聯網需要的技術。

第六是特高壓海底直流電纜技術,我們規劃的全球能源互聯網很多是跨海的,像地中海,中日韓、印尼、東南亞以及澳大利亞的接入,加勒比海地區等等都需要跨海輸電,從目前的情況來看,海纜可以做到600潛伏,輸送容量到200萬,這與全球能源互聯網規模的需求還是有差距的,未來進一步需要發展正負800到正負1000潛伏的超大容量的電纜。

第七是超導直流輸電技術,在某些地區如果用超大直流輸電技術可以發揮特別好的作用,目前因為超導直流研究現狀還不是很理想,不能達到我們工程用的階段,但是我們考慮在未來,2070年以后,對于超遠的地區,在6000到7000公里以上的地區,這取決于到技術的需求,需要完善技術的可靠性。

第八是大電網調控技術,對大電網是不是具備駕馭的能力,目前我們國家電網公司在大電網的協調控制方面已經開展了大量的研究,取得了豐碩的成果,但是對于更大規模的電網是不是具備調控能力,目前還不可知,所以未來對于大規?稍偕鍧嵞茉磪R集,遠距離傳輸,電網配置,都需要大規模的電網控制技術。

第九就是交直流混合電網穩定控制技術,穩定控制技術是全球能源互聯網工作中的重要一環,F在我們從電力系統安全維護的角度來說,中國用的比較多的控制技術,在其他國家還比較強調一次系統替代二次系統,一般不需要混合措施,但是在這么大電網的情況下,對于穩定控制的措施是必須的,即提出交直流混合電網必須有穩定控制技術作為支撐。

第十就是寬頻振蕩抑制技術,主要針對高比例的清潔能源高比例的電子電化,主要是小尺度微秒級到尺度毫秒級的振蕩形式,這個在我國西北地區已經體現出了明顯的振蕩技術,在九泉發生過這種振蕩,形式上有比較款的振蕩范圍,這是一個比較新的特點,所以我們認為寬頻振蕩一技技術也是特別需要的技術。

十一就是電能替代技術,包括電采暖,地熱泵,工業電鍋爐,電動汽車等等,這個就是提高電能在終端消費的比例,未來也是迫切需要的。

十二電力電子技術。這個是戰略性的技術,對于電網高比例電力電子化起到重要的支撐作用。將來的發展趨勢是向更加緊湊,密度更大的方向發展。

十三就是人工智能認知技術,可以預見到這么大的電網,高比例的清潔能源接入,必然會使電網的運行特性產生非常復雜的變化,通過人工控制這樣的電網基本不可能,所以我們迫切需要人工智能的認知技術,去提高對大規模全球能源互聯網駕馭的能力,所以人工智能認知能力也是未來必須要具備的條件。

構建全球能源互聯網是全球大規模清潔能源發電開發與利用的解決方案,全球能源互聯網發展合作組織愿與世界各國有關方面一道,凝聚廣泛共識,深化務實合作,共同推動全球能源互聯網加強,打造清潔能源在全球范圍大規模開發、輸送、使用的基礎平臺。

最后,預祝2018中國國際能源峰會取得圓滿成功,謝謝大家。
(本文轉自電力頭條APP,如有版權問題,請聯系小編)
來源 | 電力頭條APP     時間 | 2018-07-26
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