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杜祥琬院士:“虚拟电厂”在中国已经不是纸上谈兵

导读: 中东部的电力能源将来能够以自给为主,西电东送为辅,节能提效优先;如果中东部现有房屋面积的四分之一安装光伏,能满足2050年全国总用电量的四分之一。

当前,我国正处于电力能源战略转型的重要时期。一方面,要在坚持节约优化的前提下,加快风电、水电、太阳能光伏等可再生能源的发展;另一方面,要切实加快产业结构调整步伐,减少对煤电的过度需求,推进电力能源战略全面转型。

从电力能源的地区分布及构成情况来看,非化石能源电力高占比已在我国西部、北部部分地区实现。2017年全国并网风电装机达到1.63亿kw,太阳能发电装机突破1亿Kw达到1.3亿Kw,其中分布式光伏2966万Kw。但其特点是资源的分布极其不均匀,如何有效缓解能源发展不平衡不充分的现状,并以新形态来助推能源新格局,值得深思。

近日,在相关大会上,中国工程院原副院长、院士杜祥琬发表了题为“由东部能源谈我国能源转型”的主旨演讲。从他的发言中我们可以看出,东部是中国能源的主要负荷区,东部能源的发展也是中国能源转型的关键步骤。

“中东部的电力能源将来能够以自给为主,西电东送为辅,节能提效优先;如果中东部现有房屋面积的四分之一安装光伏,能满足2050年全国总用电量的四分之一。”杜祥琬在演讲中说道。

杜祥琬院士的设想客观而新颖,华夏能源网特别将演讲编辑整理(内容有所删减,标题为编者所加)如下,以供读者参考:

东部能源发展新思路

第一、中东部的电力能源以自给为主,西电东送为辅,节能提效优先。东部一些诸如上海、杭州之类的大城市,用电量以外来电为主,而外来电中煤电占比居高不下。改为自给为主,东部既是电力的消费区,又是电力的生产区,可以有效缓解能源发展不均衡不充分的现状,并以能源新形态来助推国家电网的新格局。

第二、东部电力的格局,要以集中式电网的方式来转换。它的智能化,加上分布式发电为基础的微网网络,两者互相结合,双向互动,或者也可以独立运行,而分布式就意味着既是电力的消费者,也是电力的生产者。

第三、光伏和风电就近就地开发和消纳。沿海是中国核电发展的重点区域,地热、生物质,海洋能,同时发展储能,几大能源结合起来便形成了中国东部能源的可靠保障。

第四、东部的主体电源要走向调节电源的角色定位,并用其来支持间歇性风电太阳能的上位。让其主体电源的功能逐步减少,形成一个区域,有各种分布式的电源和分布方式,用大数据、智能化把电源储能、用能的用户统管起来,国际上称其为“虚拟电厂”。

“虚拟电厂”在中国已经不是纸上谈兵,浙江长兴建立的VPP,实际上就是一个智能的大管家,把各种分布式的电源控制起来,大规模地运用。处理好分布式能源跟大电网的关系,提升分布式能源的利用效率,将这种思路推广开来,就可以逐步改变东部以外来电为主,外来电以煤电为主的现实局面。

结合天津大学给的数据,中东部现在房屋建筑面积已经达到10万平方公里,如果2050年总用电量的四分之一由光伏产生,需要安装的面积就相当于中东部现有房屋占地面积的四分之一。东部还是国家确定的核能发展的优先区,此外,沿海也是海洋能发展的优势区,同时还包括天然气这种相对低碳的化石能源。

第五、储能是重要发展方向和关键,有多重用途。可以平抑风、光的间歇性,可以利用峰谷电差价,而且化学储能领域创新活跃,成本下降。东部自给不足的部分,可以把西南的水电、部分煤电、部分风、光基地的电,随着东部电源的发展,西电东送的增量会出现拐点。

能源转型的方向

全世界未来电力系统的四个特征:非化石电力高占比、集中式和分布式结合、多能互补、储能和智能控制相结合。

我国现行电力结构中煤电仍占有很高的发电量比例,可再生能源有很大的发展空间。随着政府相关部门的规划与推进,可再生能源比例的提高和煤电占比的下降是必然的。

中国东部能源发展思路,符合电力转型和能源革命的方向,有利于电力发展趋的平衡,有利于电力系统的经济性。它会更加经济、安全、灵活,也会更加绿色、低碳、高效、智慧。

高质量、高比例发展非石化能源是我国乃至全球能源转型的方向,是各国竞相争占的战略制高点。我国一次能源中非化石能源占比,预计到2030年20%,2050年50%。

实现这样一个能源转型的伟大目标,需要转变观念,也需要人们改变生活习惯。要认真地论证规划全国及东部地区的电力系统和能源的发展战略,以确保更多利好惠民政策能够落地实施,智慧能源的广阔前景值得期待。

作者:冯优

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