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储能技术如何提高可再生能源发电品质?

导读: 我们所处的时代是一个大变革的时代,很多新思想正在涌现。最近几十年来新技术的发展给予了我们一个重要启示——不同文明的进步,都离不开关键技术的发展,比如大家都非常关注的能源技术新变革。

  我们所处的时代是一个大变革的时代,很多新思想正在涌现。最近几十年来新技术的发展给予了我们一个重要启示——不同文明的进步,都离不开关键技术的发展,比如大家都非常关注的能源技术新变革。

  从最初火的发明,到蒸汽机的出现,再到电力技术的进步,能源技术的发展带来了社会发展模式的变化。就当今世界而言,信息通信技术与能源技术的结合将会产生新的能源组织形式和能源来源方式。这可以解决当前全球能源发展中面临的一些比较核心的问题,例如能源的供给安全与利用效率,以及日益严重的环境污染问题。

  近几年,世界能源系统正发生着一次深刻的变革,甚至可以说已经到了变革的临界点。目前,在全球的能源消费中,非化石能源的比例大约为22%左右,从大的能源格局来看,非化石能源算得上是一个重要的能源来源。以中国为例,作为可再生能源的第一大国以及储能第一大国,我们的能源消费习惯正在转向更加清洁、低碳、绿色的能源系统。近年来,在化石能源价格狂跌的背景下,世界各国在可再生能源方面的投资却屡创新高,即使各国面临着不同程度的经济波动,但2015年世界各国在清洁能源领域的投资仍然达到了创记录的3289亿美元,这也向我们展示了新一轮能源革命的大趋势。

  上个世纪五六十年代特别是七十年代以后,美国和欧洲一些国家的能源结构开始发生重大调整,但中国始终是在以煤炭为主导的能源结构中推进发展。近年来,这样的情况发生了一些变化,随着时代的进步,煤炭在中国的发展受到了一定阻碍,我国的煤炭消费从2013年以来基本上已经达到了峰值。对比化石能源的发展现状,我们可以看到,水电、太阳能、核电等非化石能源的发展都在以高速增长的方式推进。虽然由于近年来审批体制的下放以及煤电价格的下跌,火电装机仍然处于增长之中,但发电量方面的增长并不明显。

  目前,我国面临雾霾等一系列环境问题,很多研究指出我国现在的环境承载力已经接近或达到极限,事实上很多数据展现出的结果比我们看到的还要严重。在全球范围内,环境污染和气候变化也是各国关注的焦点。去年联合国气候大会上《巴黎协定》的签订给世界范围内的低碳转型奠定了重要基调,各国递交了从现在到2030年的低碳发展路径,这是能源低碳、绿色转型的重要推动力,也有利于相关政策的执行及最终目标的实现。

  我国新一轮能源革命大致可以分为以下几部分内容,“十三五”期间,我们正在开启能源革命历程,之后要遏制化石能源发展,特别是煤炭消费的过快增长,到2035年,我们将完成整个能源清洁化进程,要在提高天然气比重、提高可再生能源比重方面采取重要措施。2035~2050年,我国将基本实现能源低碳化,这意味着到本世纪30年代,我国非化石能源发电每年要增加2500亿度。这相当于每过三年,我国每个省都要新增一个核能反应堆,每个县都要新装一个太阳能电站,甚至每个乡镇都要新装一台风力发电机。

  当然还有大家关注的电力体制改革及全国碳交易市场的建立,这些都将在不同程度上推动正在进行的能源革命。以碳交易市场为例,按照目前世界各国的设计方案,到2020年,全球碳交易总额将会达到3.5万亿美元,这个数字有可能超过现在的石油市场,成为全球第一大能源交易市场。

  此外,围绕“一带一路”战略,我们也提出了一些关于能源基础设施的设想。从目前来看,除去中国本土外,这方面的投资仍然会超过十万亿美元,这将对整个亚洲,乃至欧亚地区的绿色清洁能源发展作出重要贡献。

  针对于现阶段行业关注的“互联网+智慧能源”问题,我认为有两个维度的特征需要得到充分考虑,一方面是能源资源本身的空间分布,这对互联网技术的发展提出了更高要求;另一方面则是能源资源的时间分布,这便需要我们开发出更加完善的储能技术。就这一角度而言,能源互联网成功与否,在很大程度上取决于储能技术和电网技术的发展。

  关于储能基础的发展,我有四个方面的观点。首先,能源技术进步的过程,本身是一个能量密度提高的过程,可再生能源相对较为分散、密集度低,发展储能技术是提高可再生能源品质的关键;其次,气候变化本身也在推动能源的绿色低碳发展,未来如果想实现能源零排放,就必须考虑用可再生能源取代化石能源,高效且成本低廉的储能技术是我们大规模使用可再生能源的重要支撑;再次,从能源技术的发展路线来看,我们首先要解决的是高端的消费电池问题,包括手机、电脑中的电池,这是一个非常有潜力的市场。动力电池的开发也是未来储能技术的发展重点,以电动汽车为例,去年整个交通部门的电气化程度大概是5%,在未来30年内,交通电气化程度要提高到30%到40%;最后是电网侧、生产侧的储能技术发展,这方面技术的发展有利于构建新的能源组织形态,也可以对能源互联起到积极的促进作用。

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