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分析:构建电为核心的能源体系实现非化石能源替代_亚博集团官网

编辑:亚博集团官网首页 来源:亚博集团官网首页 创发布时间:2021-04-04阅读57927次
  本文摘要:下一步是解决新能源不稳定问题,加快非化石能源对化石能源的替代。

下一步是解决新能源不稳定问题,加快非化石能源对化石能源的替代。人类发展多次经过三次能源革命,第一次以蒸汽机的发明者和应用为标志,第二次以电的发明者和应用为标志。

前两次能源革命多为煤、石油、天然气等化石能源,第三次多为风景发电的新能源开发和应用,逐渐构筑非化石能源对化石能源的替代。中国作为世界上仅次于的化石能源消费国,推进第三次能源革命,比发达国家更紧迫、更困难。

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除了生态环境保护和资源瓶颈问题,预计2020年中国原油和天然气对外依赖度约为70%和50%,而且持续上升,在简单的国际环境下,能源安全不乐观,构建自给自足,找到替代化石能源的途径是显而易见的。2014年,习近平总书记明确提出了四项革命,一项合作的能源安全新战略,为我们缓慢前进的能源革命说明了方向,明确提出了更高的拒绝。

要完成这一根本的历史任务,必须缓和能源革命的发展趋势,建立符合我国发展阶段和能源基本国情的现代能源体系。第四次工业革命为第三次能源革命构建了条件。目前,以新能源、智能、新材料、物联网等技术为主要驱动力的第四次工业革命席卷世界,加快了第三次能源革命的发展。

新能源、智能电网、储能、储热、储冷、电动汽车和氢能产业发展缓慢,传统能源生产和消费方式再次发生革命性变化,加快非化石能源对化石能源的替代。1.风光电多的新能源足价低,是替代煤油气的最佳能源,我国风光资源非常丰富,内蒙古、青海等西北地区开发的六十分之一,可以满足全国现在的能源需求。以青海柴达木盆地为例,26万平方公里的戈壁滩,光伏理论设置机达到100亿千瓦。新能源综合价格从10年前的1元/千瓦时跌到现在的0.3元/千瓦时左右,而且还在涨2019年中国新能源(4.260,0.00,0.00%)安装机突破4亿千瓦,居世界第一。

目前,国家电投多实施的世界首个仅次于廉价风力发电项目内蒙古乌兰察布600万千瓦风力发电送京津冀项目,世界首个100%清洁能源特高压辅助项目青海海南州千万千瓦级风力发电河南项目开工建设,网络价格低至火力发电水平。实践证明,大规模开发西北地区新能源,通过特高压运输到东部地区,技术和经济性不现实。电是最洗手、最方便的能源利用方式。与化石能源高温高压、热能、动能、电能的转换过程相比,新能源可以实现风景在常温常压下向电能的必要切换,过程非常简单,无碳,经济实惠。

因此,风光电多的新能源是替代煤油气的最佳能源,成为第三次能源革命的主角。2.新技术的发展,使风光电多的新能源代替燃气多的化石能源条件更加成熟。

现在燃料电池和电解氢技术发展缓慢,主要设备和材料逐渐国产化,成本逐渐上升。随着新能源制氢的大规模使用,预计2025年氢能源汽车的成本将高于燃料汽车。

目前,国家电投自律开发的第一辆燃料电池巴士月下线,世界规模仅次于的电解水制氢项目在北京延庆开始,项目使用2美分谷电制氢,氢能车的运营成本基本上与燃料车非常高。北京市巴士、物流物流卡全部构建氢能,预计北京市三分之一的燃料消耗量将增加,为中国规模化氢,利用氢能调节峰值储藏能量,探索氢代油的新模式。

谷电供热,供冷。10千瓦时电能产生的热值和1立方天然气热值非常高,以北京为例,冬季电热消耗电力为100千瓦时/平方米,使用谷电热、贮藏再利用,热成本约为25元/平方米,与天然气非常高。

例如,北京8.7亿平方米的供热可以代替所有电力,代替所有城市1/2的天然气消耗,当电力减少870亿千瓦时,相当于2019年所有城市80%的电力消耗。使用热泵技术,比电加热效率提高3~5倍。

国家电投在昌平宝谷园积极开展谷电替代天然气供热、供冷试验,成本上升约20%,对中国建设消费外储模式具有模板意义。电动汽车可以发电。

电动汽车的运营成本已经大幅度高于燃料汽车,未来将是大规模的储藏系统,可以在低谷电池、高峰向电网购买电力。预计2030年,中国电动汽车保有量或超过1亿辆,平均50亿千瓦时的储藏规模等于北京市15天的电力消耗,给储藏产业和能源体系带来深刻印象的变化。

积极开展的液流电池、锂电池等化学储藏的开发和升级,经济突破后,发电、电网、用户外侧可以利用。智能、互联网、大数据、云计算等新技术的频繁出现,融通电网、热网、交通网,构成能源互联网,帮助新能源、储藏、储藏/冻结、氢能、电动汽车等新产业的缓慢发展,提高能源配置效率,构建能源系统构建以电为核心的能源体系,构建代油代煤现阶段我国一年能耗总量约为35亿吨的标准煤(减少原料用煤后),一次能耗煤为17亿吨,石油为6亿吨,天然气为2800亿立方米。

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换算成电力约为12兆千瓦时,其中电力消耗7兆千瓦时,石油换算约为3兆千瓦时,天然气和骑士郎煤换算约为2兆千瓦时。建设风光电多的非化石能源取代煤油气多的化石能源,必须满足两个条件。一是风光电多的新能源充足经济,二是解决问题新能源的不稳定性问题。

目前,通过在西北部风景资源丰富的地区大规模开发新能源送往东部地区,与化石能源相比具有经济性。下一步是解决新能源不稳定问题,加快非化石能源对化石能源的替代。

传统的电力系统在运输用的同时完成,发电规模仅次于负荷配置,发电外侧随着电力市场需求的变化而调节,为了满足必须放置多少电力的安全运营,必须腾出较小的可用容量,目前的电力系统运营效率低,达不到50%。新能源的不稳定性不能根据天气和季节引起的风、光的大小来决定,不能根据负荷的大小来变化,与现有的电力系统特性有违反。要解决问题,单一的技术突破不能解决问题。要对现有的电力系统开展转型,从运输用同时完成的传统模式转变为运输储存用的全新电力系统,系统的负荷大小可根据发电外侧新能源的出力进行调整。

在新型输送储电系统中,电气氢、电热/冻结、电动汽车充放电不仅取代了煤油气多化石能源的过程,而且最重要的是和系统负荷调节的功能。当电力系统处于低谷阶段或风等新能源充足时,启动上述储藏负荷,系统负荷处于高峰时段和风景等新能源出力低时,停止这部分负荷。从代油、代气、代煤的功率来看,系统能够满足调节市场需求,几乎改变了现有功率系统即时发展的特性,适应环境风景等新能源的功率特征,彻底解决了间歇性、不稳定的问题,同时上述模式的储藏能力使功率系统更加安全,可用容量大幅增加,系统效率大幅提高,继续减少功率在终端消费的比重,增加风光电力多的非化石能源消费这个过程分为两个步骤:第一步是推进消费外部储藏,提高现有电力系统的效率,构筑电力代油代气。目前我国电力安装机20亿千瓦,日内仅次于负荷约12亿千瓦,夜间低于负荷仅6亿千瓦,整个电力系统效率仅为50%。

将氢、热、冻的组织在电网低谷时段生产,可大大提高电力系统的效率。效率从50%上升到80%时,可以回购4兆千瓦时的电力,挖掘库存潜力,不改变现有的电力系统,可以构筑油气化石能源的替代品。这不仅完成了电能向不同能源形态的切换和储存,还构建了电能的时间移动,大大提高了电力系统的运行效率和新能源的消耗率。

另外,氢能源汽车、电动汽车也可以在负荷高峰时段和电网需要时向电网发电,充分发挥高峰等。第二步,代油、代气、代煤实时前进,构建对化石能源的全面替代。

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随着储藏技术的变革,在上述氢气、暖气/冻结等储藏能力代替油代气的基础上,成本问题一旦解决,化学储藏能力就不会大规模配置在电力系统中,几乎构建了化石能源的替代品。建议风景多的非化石能源取代化石能源,不是一蹴而就的,而是一项巨大的系统工程,不仅需要技术变革,还需要商业模式的创造性和政策支持。一是进一步扩大峰谷的电价。现阶段,电制氢、暖气/冻结等代油替气仍处于替代的临界点。

电价在0.2~0.3元/千瓦以内,电能代替油气是经济的。建议完善峰谷电价政策,特别是减少谷电价格,实施反对谷电、新能源氢、暖气、加热器、电池等商业模式的政策,推进储电、氢、热、冷等设施产业的发展。

二是希望技术创新和商业模式创造力。这是一个可观的能源体系变革,不仅需要新能源、储藏能源、氢能源、特高压等能源本身的技术变革,还需要承担新能源体系的其他技术创新,如智能控制技术、块链技术等。同时,创造商业模式,优化电动汽车天内充放电,提高充电桩配置密度,配置更多氢化车站等,充分利用现有电力系统挖掘潜力,增加投资,提高效率,推进新兴产业发展。三是提高西部新能源的研发和政策反对力。

建议减缓西部大规模风景等新能源基地的开发和特高压地下通道建设,充分开发利用我国独特的资源才能和优势,统一规划,统一实施,将西部、北部的高原、沙漠变成新能源电气田,取代传统的油田、气田、煤田,新能源产业四是制作以电为核心能源系统的三个区域模板。北京宝之谷京宝之谷、延庆冬奥谷电供热/冻结、谷电制氢的商业模式,推进化石能源替代模板。1.制作北京库存取代规模化模板。到2030年,所有公共汽车、物流交通都完成了,部分乘用车的电力、氢能代替以及1亿平方米暖气的洗手暖气改建,北京可以在2030年领先全国构筑减碳50%的战略目标。

2.建立雄安新区零碳模板。雄安是新时代社会主义现代化城市的模板,以100%可再生能源、绿色交通、能源网络智能能源(4.570、0.00、0.00%)的模式开展规划建设,雄安在中国首个100%出口化石能源城市,世界首个100%构筑零碳排放城市。3.建立山东能源新旧动能切换模板省。

山东是化石能源消耗的第一省,融合了山东地区优势和胶东半岛三大核电站的研究开发,进入洗手外电入鲁、核电站的研究开发、洗手供电、暖气、海水淡化的新途径,加快能源结构调整,为全国能源的高质量发展做出模板。现阶段构建这种以电为中心的现代能源体系,技术上不现实,经济实惠。

前两次能源革命加倍了能源成本,但这次能源革命不提高成本,可以持续上升。我国具备资源优势、市场优势,特别是集中力量筹措大事的体制优势,也有环境保护、能源安全的严峻压力。在以习近平同志为核心的党中央领导下,我们要充分发挥中国人的创新力和资源整合力,一定能引导第三次能源革命进程,加快建设电气为核心的现代能源体系,加快化石能源的全面替代,建设国家能源是非、能源安全,为全球应对气候变化和人类文明变革做出更大贡献。


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