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电力能源转型升级发展要实现两个替代

来源:中机院时间:2016-11-22 点击:3286

电力转型必须以价值为引导，要在保证国家能源安全的条件下，推动绿色发展、提高经济性。中国电力转型，要以电力为中心，实现两个替代——将一次能源转化为电能，加大终端能源消费中以电代煤、以电代油力度。

电力转型要实现两个替代

        中国非化石能源比重提高的速度和煤电效率提高的速度举世罕见。从发电量来看， 2015 年与2010 年相比，非化石能源发电占比提高 7.7%，这源于电力投资比重的变化；现在火电机组的节能效率，全国平均已达了 39%， 5 年间就提高了 2 个百分点。

       碳减排成效，除了水电、风能和核电的发展外，主要是煤电效力的提高。因此，减排不能单纯看一个方面，而要看能源系统整体优化。此外，中国燃煤电厂大气污染物减排成效也很显著。2015 年烟尘排放量与 1980 年的峰值相比下降了 90%，这是在火电增长了 16.9 倍的前提下。 2015年氮氧化物与 2011 年的峰值相比下降了 82%。不过，可再生能源发电比重的快速提升，煤电调峰能力显著增强的同时，影响了机组的安全经济性，百万千瓦机组因调峰需要而不能运行在最佳状态。

       电力转型必须以价值为引导，要在保证国家能源安全的条件下，推动绿色发展、提高经济性。对于能源转型，中机院专家认为，一是可持续供应是能源转型的核心目标；二是能源转型成功的标志是能源安全、绿色和经济等要素下的有序转型，而不是以实现单要素为目标的转型；三是能源转型对中国来说不会一蹴而就，实现初步转型成功可分为三个阶段， 2020 年、 2030 年、 2050 年。电力转型的路径及措施：治理雾霾是近期的主要任务；能源多元化是解决主要矛盾的主要手段和方法；不同发电能源要从可获得性、在能源系统中的功能、能量质量、成本等方面考量，实现结构优化调整。

       中国电力转型，要以电力为中心，实现两个替代——将一次能源转化为电能，加大终端能源消费中以电代煤、以电代油力度。电力结构调整应该是，严格限制新增煤炭；稳妥发展水电，发挥梯级效应，防止大量弃水；积极推进核电；非水可再生能源要理顺发展思路，解决弃风、弃光，扩大消纳，分布式与集中式并举，理顺机制，网源协调；合理发展气电，各种电源优势互补，协同发展，时空布局合理，体现综合效应。

传统电力系统转型之路

       传统电力系统面临的问题是新能源比例不断增加之后的问题，新能源随机性强、可控性低、安全风险高，带来的整体性问题凸显，需要一系列新能源电力系统侧的技术支撑。
为解决这些问题，将来会出现一种新能源电力系统。新能源电力系统是一种高可再生能源利用比例的系统。未来我国新能源电力系统基本形式是，分布式和集中式结合，远距离大电网输送和区域微网就地消纳结合，这是中国国情所需；在供应侧、输电环节、需求侧，横向为多能互补，纵向为源、网、荷、储协调互动；实现电源响应、电网响应、负荷响应，促进系统可调控性、安全性、稳定性、信息化、自动化、智能化水平大幅度提升。

       新能源电力系统的关键技术和配套机制包括：一是电源响应方面的关键技术及配套机制，如电网友好型发电技术。配套机制有两类：加强和完善清洁能源补偿机制和开放电网公平接入。二是电网响应关键技术及配套机制，如新型电网结构与先进输电方式、电网先进控制与安全防御技
术、跨省区输电及交易机制、整个系统建设等。三是建立供需协同的响应机制，如研发智能计量与信息系统、智能调控与管理系统、大数据处理分析系统以及用户终端设备，形成统一开放的设备标准体系等。

重塑能源的关键是提高能效

       巴黎会议确定了将全球温升控制在两摄氏度的目标，这是全球共识，就是要在 2050 年把温室气体排放量在 2010 年的基础上减少 70%，在本世纪末要实现零排放。过去几十年能源消费增长了 1.6 倍，但增加的 80%以上仍是化石能源，未来几十年化石能源还将是基础能源，应对气候变化完全靠可再生能源实现零排放难度非常大，提高能效很关键。地球村应该分成三类经济体，发达国家（ OECD 国家）、新兴经济体、发展中国家。 OECD 国家在 2050 年能耗在现在水平上降一半，新兴经济体在实现既定发展目标完成工业化后可堪比现在发达国家的能耗水平，其他发展中国家能源消费倍增、消除贫困的同时，单位GDP 能耗也大幅度下降。只有群体共同行动，才有可能实现控制温升两摄氏度的目标。能效对满足未来能源需求的贡献达到了 45%，不把能耗降下来是不可能的。最重要的一点是，所有这些在技术上是可行的、经济上是合理的，既能满足当前稳增长，又能保证就业，并非经济负担。

充电基础设施 3 大关键词

       能源与交通之间关系密切，新能源汽车的推广带动充电基础设施的迅速发展。关于充电基础设施，我想谈三个关键词。

      中国电力转型，要以电力为中心，实现两个替代——将一次能源转化为电能，加大终端能源消费中以电代煤、以电代油力度。

       第一个关键词是扬长避短。从供给侧来看，要发挥充电站的独特优势——电力安全、灵活和易获取的优势。要做到四个结合：公用设施和专用设施相结合；充电设施和停车设施相结合；充电服务和互联网相结合；充电设施和智能电网相结合。

      第二个关键词是先易后难。从需求侧来看，要抓住用户的本质特征和阶段性特点。对自有车位而言，要解决车位电气化、充电智能化问题。对没有固定停车条件的车主，一是建设各种公共充电设施，二是专用充电设施的分时共享。尽管市场前景广阔，但在技术方案、运营机制、投资回报方面挑战较大。

      第三个关键词是由点及面。待新能源汽车全面推广开来，充电桩产业配套全部做好，还有较长时间。建议加强产业链各方合作，在重点领域、重点地区深耕细作，尽量做到点上突破。依托点上的积累，未来几年将会在全国更大市场快速复制，行业真正进入全面开花的快速发展期。

领跑者项目促光伏发电成本下降

       领跑者计划的实施背景是，我国光伏产业在项目开发建设和设备制造方面，已位居世界首位，但随着产能放大，面临技术进步、产业升级，先进产业在市场占有率相对较低，影响到整个行业升级。同时，我国可再生能源电价补贴资金缺口越来越大，光伏行业面临经济性进一步提高、成本进一步降低的要求。此外，随着新能源进一步扩大，产业、服务体系也要适应新能源的规模发展。

       领跑者计划为何能将电价降下来？一是，入选领跑者计划的产品在性能和质量上都有严格要求，从而提高光伏发电的效率、土地利用率。二是，通过遴选优秀开发企业，从勘察、设计到建设、运维，提升整体效率，提高光伏发电能力、盈利能力。三是，进一步改善投资环境，领跑者项目中通过加强规划、地方政府提供一站式服务等便利因素，开发企业将主要精力放在设备选择、项目建设上。四是，对管理提出要求，有质量监督、信息监测、项目后评估等，确保项目建设和运行。五是，在建设光伏电站的同时，也积极探索矿山综合治理等方式，带来多方效益。领跑者项目达到的效果：该项目以技术领先为评优标准，鼓励合理降价，通过市场竞争方式，促进产业升级和探索平价上网路径。客观来讲，领跑者项目集成了优秀开发企业，统筹考虑各种有利条件，但还不能代表整个行业的平均水平，因此领跑者电价并不代表标杆电价，但对标杆电价的形成能起到较好的促进作用。

分布式清洁能源潜力可期

       针对我国能源发展中存在环境压力以及能源系统整体效率偏低的问题，发展分布式能源是一条重要途径。当前分布式天然气发展呈快速增长趋势，已建成天然气分布式能源项目 85 个，总装机 108万千瓦；以海岛微电网、城市微电网以及偏远农牧区微电网为代表的微电网系统也有很多项目；分布式光伏发展迅速， 2015 年太阳能发电新增装机 1374 万千瓦，其中分布式光伏就占到 208 万千瓦。

       但我国分布式清洁能源发展还处于起步阶段，依旧面临几方面的问题：一是单独供能、难以协同，各能源品种之间供能、用能难以协同，设备利用效率不高；二是关键技术未突破，比如其中用到的储能电池技术以及天然气微型燃机技术；三是投资较高，整体经济性较差；四是运营模式需进一步探索，目前运营模式比较单一，存在体制机制约束；五是补贴政策和激励机制不完善。

       分布式清洁能源前景：天然气方面，预计 2020 年中国天然气供应能力可达 3650 亿立方米，需求约为 3100 亿立方米，如将这 550 亿立方米的富余天然气转化为电力可新增 3400 万千瓦装机，其中分布式天然气将占重要地位。预计 2020 年光伏装机总量达 1.1 亿—1.5 亿千瓦，将是分布式和集中式并重。

       在我国能源的发展方向上，要通过综合能源利用、储能、多能互补、综合能源管理、智能电网等技术构筑具有多能融合、系统高度集成以及智慧能源特征的分布式清洁能源系统，实现清洁、低碳、高效和可靠性的能源供给。在发展模式，可将供能规划纳入城市整体规划，引领区域内能源供需统筹发展，通过泛能微网技术构建多能互补，高效智能的区域能源系统，互联互通、整体协同，实现更大范围的能源资源优化配置。

以创新拓展可再生能源发展新局面

       目前，协鑫的多晶硅、硅片产能已分别突破 10 万吨和 15GW，太阳能电站排名位居全球前列，风能发电、天然气发电等领域实现多能并进的总量跃升。在这背后，科技创新是驱动企业发展快速健康的关键所在。以多晶硅为例，通过协鑫及整个行业的协同努力，生产每公斤多晶硅的成本从 10 年前的 165 美元下降到 11 美元左右，“十三五”时期可降至 8 美元。 2016 年，协鑫与行业同仁共同推动，实现了光伏行业上网电价的大幅下降，加快了平价上网时代的早日到来。

       协鑫集团在全球范围内围绕光伏产业链、石油天然气产业链“两大主线”，实现垂直一体化发展的业务体系，积极推进电网、热网、天然气网、能源信息网+能源大数据云平台整体协同的“四网一云”能源网络构架，加大新能源和清洁能源系统集成效应，构建分布式能源、微网、能源大数据、储能等协同发展。

       积极响应国家“一带一路”战略“走出去”，目前正沿埃塞俄比亚—吉布提—国内外终端应用的路径，开发协鑫在埃塞俄比亚拥有的储量丰富的天然气资源。此外，协鑫还积极支持“联合国人人享有可持续能源计划”、“点亮非洲”计划。

       虽然可再生能源的发展离不开政策支持，但一个长期依靠政策补贴的企业是长不大、做不强、走不远的，协鑫集团愿与各方一起努力，通过强化科技创新，依靠市场力量，共同推动可再生能源成本持续下降，争取早日摆脱补贴依赖，建设宜居环境，拥抱碧水蓝天。

城市能源互联网规划中的 5 个重点

       能源互联网将是我国能源革命的重要产物，也将是我国城市能源的主要业态。结合我院已经完成或正在进行的多个能源互联网项目规划的认识和经验，谈几点看法：

       一是分布式可再生能源的充分利用及通过能源配网实现多能协同与互补。重点是屋顶光伏、微风发电、余热利用及储能，实现热、电、水、冷的协同、统筹和梯级利用。实现冷热电联供及热的电能替代。

       二是在主网的后备支持下，尽可能实现微网的自治和自愈能力，以提升系统的安全可靠性。如果城市屋顶光伏大量开发并仍以直接接入大电网的方式运行，大电网的安全可靠性将大大降低。而微网基于各要素有效协同的基础上，通过激励、响应、态势感知、调控保护等手段，把影响系统安全的概率降到最低，在与大电网联网保障的前提下，安全可靠性会更好。

       三是以技术（相对成熟）创新探索再造规程和标准。除互联网等信息技术得到充分利用以外，新材料和新一代电力电子技术也可派上大用场。

       四是以服务用户需求为中心，用互联网思维再造能源生态。就是要改变被动的用能模式，尊重服务于用户，满足用户的知情权、参与权和选择权；改变双边购销关系为多边的协同与共享；改变用户的预支消费为在线选择性消费，智能预设消费和服务商指导下的有效消费。

       五是推进能源互联网的商业模式，离不开国家政策支持。配网运营与能源销售一体，投资经营一体，这是诸模式中最有效可行的模式。能源互联网项目的落地，最大的问题不是技术，不是管理，而是市场壁垒，即电网公司的态度。政府对于试点示范项目的强力推进，是至关重要和不可替代的。

       国家电网为能源互联网这一新兴业态创造了可靠条件。但是，我国高电压骨干网坚挺的另一面是相当薄弱的中低压配电网。以电力冗余换来的系统可靠性，这一代价转嫁给用户便是居高不下的电价，企业用能负担沉重。而随着能源互联网这一新兴业态的发展，需求侧自给能力及能效的提高，大电网中“大通道、小潮流”的问题会更为突出。因此，电网的变革正是这次能源革命的应有之意。

能源互联网与可再生能源的技术本质

       能源互联网的核心价值体现在能源本质上。能源的本质是让每一个人都拥有美好生活。能源可以免费，可以成为一件美好的东西。这取决于我们真正能够把能源通过技术，让它变得低廉。如果能源免费，又可以应用到各种领域，我们的生活将会因此改变。今天昂贵生活成本其实是因为每一样生产资料背后附加了一部分的能源成本。

       化石能源本质是商品本质，可再生能源本质是技术本质，商品本质意味着商品价格由供需决定。现在风光储成本以每年 10%的趋势往下走，这就是技术魅力。 5 年、 15 年之后，将是一个美好的、绿色驱动的能源世界——能源无处不在，能源接近免费，能源给我们的生活带来极大的便利。这背后的逻辑就是可再生能源的转型。

       可再生能源的高渗透性必须依赖能源互联网，能源互联网是解决人类可再生能源转型的唯一出路和唯一通道。能源互联网的最大价值是帮助实现可再生能源的转型。未来能源世界在很大程度上会像人工智能机器，像 Uber 能实时把供给和需求相匹配。未来能源体系也需要这样的智能机制，这是能源互联网价值创造所在。互联网 1.0 时代是人的社交网络，而下一个互联网时代则是设备连接，未来能源世界将是一个机器社交网络。提供机器社交平台，恰恰是能源互联网要解决的问题——通信、智能化数据供应、分析、全过程自动化等。这又回到能源定义，能源不是建立超强电力网络，而是走向分布式、廉价的能源、人人即为能源制造者，这就是可再生能源的技术特质。

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