新能源和可再生能源新能源与可再生能源的未来
●黄守仪 摩根士丹利董事经理,亚太电力、公用事业、基础设施和清洁技术投资银行部主任
此外,所有的可再生能源都要通过互联方式实现并网,确保网络安全非常重要,包括保障分布式可再生能源跟配电网络并网。
在中东和非洲地区,可再生能源发电容量从2010年到2015年是一个缓慢上升的过程,在不断扩大、加快可再生能源的发电装机量。首先是建立工程数据库,在数据库当中,记录了所有可再生能源的项目,并且把这个项目是否跟电网联网记录在内,还记录了每一个可再生能源项目的稳定性和一些技术参数,提供了有关区域项目相关信息,而全球能源互联网就是要实现这种协同效力。在中东、非洲地区,太阳能的资源很充沛,而在欧洲有一些风力发电资源,如果把这些有效的地区连接在一起,我们能够节省预计30%的成本,所以我们做了很多的电力互联研究。
●李明 国网电力公司总经理
根据工业领域用热温度要求,热利用通常可以分为低温、中温、高温热利用。95摄氏度以下的温度区间为低温,包括常规的供暖需求和工业过程中的用热需求,比如清洗、漂洗和食品加工;95摄氏度至250摄氏度的温度区间为中温,一般是以蒸汽的形式供热;大于250摄氏度的温度区间为高温,用于金属制造、套图和玻璃制造。
美国规划到2050年50%的可再生能源实现并网,为实现这一目标美国可再生能源实验室开展了一系列的研究,如进行分布式光伏发电技术研究,在夏威夷岛上部署应用智能电表先进技术,通过开发应用智能的逆流器来应对电压波动的情况。再比如在波多黎各岛上开展小岛式的光伏系统研究,通过自动化控制来控制光伏发电量,实现对频率的控制从而保障较为可靠的能源供给。要实现大规模的可再生能源并网,需要进行集中化的管理,现在电网系统中有成千上万的小型分布式发电设备,包括太阳能光伏板、电动汽车等,需要对分布式的并网模式进行有效的控制。
未来可再生能源的发展,要消除技术上的障碍,实现协同效应,尽可能减少弃风弃太阳能的情况,降低成本,为整个电网创造更大的价值,在这方面透明度非常重要,我们要确保建立起健全合适的市场价格信号机制。另外,储能、蓄能技术非常重要,比如迪拜70%的用电负荷是用于满足降温、空调的用电需求,这是沙漠地区的一个特点,也是我们未来市场供给和需求的特点。
●保罗·范·松 RWE中东、北非及土耳其分公司总裁
可再生能源就地消纳的示范
有人曾提出,随着发展风能、太阳能的经验越来越丰富,其成本必然会下降,也使得风能、太阳能发电比传统发电技术具有成本上的优势。目前,应该对仍然不具备盈利能力的新的发电技术进行补贴,使得新技术能够降低成本,比传统发电技术更具竞争力。早些时候的补贴以及后来中国的上网电价补贴,使得风电产业化大规模发展。2014年的报告显示,在新的发电技术中,风电成本最低,葡萄牙EDP有一份报告称,风电比燃煤发电和天然气发电的成本低了26%。
全球能源互联网常了不起的愿景,一方面能够满足需求,另一方面能够推动化石能源燃料的替代,促进跨国乃至洲际的特高压电网建设和联网。
国际能源署可再生能源部高级分析师
做出重要贡献
●何涛 中国建筑科学研究院国家太阳能热水器质量监督检验中心副主任
美国制定了详细的减炭目标,2015~2050年电力行业减少32%的排放量,2050年减少80%的碳排放。整个美国2025年的目标是减少28%的碳排放,然后2050年整个美国经济体是减排80%。
甘肃要建立全球能源互联网的示范
全球能源互联网离我们并不遥远,我们也依托全球能源互联网的战略构想,通过甘肃建设全球能源互联网中国西部示范,可以从根本上解决甘肃新能源发展面临的突出问题,也有利推动甘肃新能源客观可持续发展。我们也希望通过开展技术攻关和创新实践,真正能够为全球能源互联网战略落地积累成功的经验,打造中国的样板。
可再生能源成本降低的关键点是什么?新能源发电直流汇集与送出技术的前景如何?可再生能源输送和消纳方面有什么好的?未来电网将采用哪些技术消纳高比例的可再生能源?新能源消纳对又会带来哪些影响?这些问题是这场分论坛最受关注的话题,技术研究、消纳并网、项目示范也成为出现频率最高的关键词。
电气化有利于减少碳排放
中国在大量消耗燃煤的同时,如何更好地消纳清洁能源,减少弃风?比如,2011年,中国选择在弃风最严重的省启动风电供暖示范项目。项目的核心是探讨风电供暖的经济可行性。该项目选择了一个城镇的供暖热力站,用风电供暖示范项目替代两台燃煤锅炉中的一个。假如风电没有被弃掉,而是直接并网,同时又能够实现风电供暖,那么对投资商而言,这将是很好的收益。
全球能源互联网框架下的新能源消纳,关键技术研究与攻关十分重要。国网甘肃电力开展了包括两项国家“863”和一项国家科技支撑项目在内的一系列重大的课题攻关,先后建成两个工程技术中心、1个重点实验室、1个国家电网公司重点实验室和1个国家电网公司科技攻关团队组织相关研究。其中包括电网电源负荷协调控制示范工程、河西走廊高比例可再生能源规模化利用关键技术研究与示范应用,新能源调相运行特性优化研究及示范应用等。
无论是对问题的探讨,对现状的分析,还是对趋势的预测,嘉宾们的精彩发言传达出的,是能源电力行业对新能源与可再生能源发展前景的信心和期待。
与化石能源相比,经济发展得越好,部署的可再生能源越多,成本反而越低。所以,可再生能源更加有利于推动经济增长,这对于世界人民来说常有吸引力的价值点。
在亚洲之外,全球能源互联网最有吸引力的市场就是欧洲。欧洲已经实现跨洲电网互联,整个欧洲实现了可再生能源的共享,这些输电运营商实现并网之后,还需要投入资金提高装机容量,将输电网进一步升级到特高压,未来能够接受更多的风力发电和太阳能发电并网提供到负荷中心。中国在欧洲电网设施建设方面已经有所作为,中国企业有能力在欧洲和构建全球能源互联网。全球能源互联网在亚洲、在全球都常有前景的。
●托马斯·威尔逊 美国电力科学研究院高级项目经理
在全球的能源终端总消耗中,建筑和工业过程中的耗热量占世界终端能源的一半。从国际能源署提供的太阳能供热和线图可以看到,到2050年,工业过程中的加热已经变成太阳能热利用中最主要的部分。
工业电气化
中国有机会利用自己的经验把全球能源互联网项目推广到海外加以实施。国家电网公司是中国企业中最先走出去的,推动了全球输电网络的一体化。
在发言中,美国国家可再生能源实验室能源系统工程中心主任本·科鲁普斯基分享了美国现代化电网和可再生能源并网的最新研究,中国科学院电工研究所研究员峰探讨了可再生能源示范区中的可再生能源就地消纳技术,摩根士丹利董事经理黄守仪则预测了全球城市化发展中可再生能源的发展趋势……
中国承诺2030年要实现二氧化碳排放达到峰值,实现可再生能源占一次能源20%的目标,将推动可再生能源进一步发展。对可再生能源来说,上网电价、利用小时数等问题能够成为有效的激励机制,推动可再生能源在中国进一步发展。在国家电网公司的领导下,全球能源互联网日益成为全球的现实。
目前,我国的电力市场还不够健全。去年我国出台了6个配套文件,核心要建立这样的电力市场,如果能够通过很好的价格机制,让风电更好地参与电力市场交易,那么风电能更好地发展。
太阳能光伏发电是否有竞争力,主要依赖于已有装机容量多大,装机规模多大,同时这个国家或市场的金融行业是否有丰富的经验,向太阳能行业提供高效的融资。界上一些地方,太阳能和风电已经成为富有竞争力的技术。我们没有理由认为太阳能和风电的成本会停止下降,而且全球可再生能源的容量,无论是在中国还是界各地,特别是太阳能,都呈现出持续发展的趋势。作为不排放二氧化碳的能源,可再生能源的竞争力不断上升,已经超越了核能。
发展新能源需建设现代化电网
凝聚共识谋发展
结合相关技术,我们预测了未来不同行业用电量的情况。未来五年内,美国用电量会上升16%,如果引入碳税收的话,对于减排格局会有一定影响。
应通过市场机制解决弃风问题
●赛德里克·菲利伯特
查尔姆斯理工大学教授
可再生能源更加有利于推动经济增长
太阳能在工业过程中的热利用目前还处于发展起步阶段,但却是太阳能热利用领域里最具发展潜力的方向。工业能源需求占总能源需求量的28%,并且大部分用热量低于250摄氏度,可在食品、运输设备、化学、防治等工业领域应用。可以说,太阳能热利用非常契合工业过程中的热的需求。将来在工业过程中的应用,太阳能会是一个非常重要的角色,太阳能将为工业能源需求做出重要贡献。
太阳能将为工业能源需求
可再生能源特别是太阳能和风能发展的经济性问题和成本问题,是未来能源发展的关键性问题。
首先是空气源热泵,这个适合于5摄氏度左右的条件,但空气源热泵的问题是虽然节能,但需要消纳电。电的来源是否应该在,因为就地消纳能源,是否能用自己产生的清洁电力,这是一个问题。第二种是太阳能热泵。太阳能热泵受温度变化影响小、运行成本低、热泵还可以自动选择最佳工况运行,但也存在成本及耗电问题。第三种是地源热泵,地源热泵是我们普遍采用的,是有地暖管或者是土壤源的热泵。还有一个可再生能源采暖的方式,那就是太阳能。太阳能可以用跨季节储热系统方案,和丹麦做得非常好。这是丹麦的例子,已经做到了跨季取热。虽然投资更高了,但是只有水泵的消耗,没有电能的消耗,运行费用很低,接近于现在消费的二分之一。
可再生能源示范区中可再生能源就地消纳项目是国务院批准的唯一一个可再生能源示范区。具有丰富的太阳能和风能,就地消纳一部分新能源不仅是解决并网问题的一个途径,也是解决就地排碳问题的一大途径。
●托马斯·卡博格 可再生能源协会执行委员会、
发展可再生能源要技术障碍
当前,世界能源发展面临很多挑战,如安全问题的、极端天气的挑战、规模越来越大的清洁能源并网需求等,这些挑战都意味着我们必须要建设现代化的电网,不仅是美国,这是全世界都应考虑的问题。
甘肃新能源资源储量非常丰富,可装机容量可达到8200万千瓦。截至2015年,甘肃装机容量已达到4642万千瓦,新能源风电和光伏的装机已经超过了总容量的40%。与此同时,甘肃新能源发展也面临着电网的消纳矛盾突出、电网的调峰能力不足、电网安全稳定运行的风险不断增加等挑战。
示范样本
中国发展可再生能源以来,已经建立起完备的政策。目前中国可再生能源发展面临两个挑战,一是补贴,二是弃风。中国大规模风电和能源与负荷中心之间,需要加快建设输电网络,才能更好地解决资源与负荷之间的问题。
美国也在考虑加快电气化过程,推动实现电力行业减排,建立整个经济体绿色发展模式。为了达到整体减排的目标,不仅电力行业要减少碳排放,其他行业也应该做到这一点。
在减少碳排放方面,电力行业能发挥巨大作用。根据2011年的数据,美国碳排放量由高到低,依次是火电厂、交通行业、工业、天然气发电、石油。美国已经推出清洁能源法律或监管政策,严格监管高污染行业。
3月31日,2016’全球能源互联网大会新能源与可再生能源发展专题论坛举行,吸引了超过200位参会代表来到现场,可以说是本次大会最热门的分论坛之一。国际能源署可再生能源部主任保罗·弗兰克尔和中国电力科学研究院副院长姚良忠共同主持分论坛,来自美国国家可再生能源实验室、中国科学院、摩根士丹利、国家可再生能源中心的10位嘉宾精彩,分享在可再生能源发展方面的真知灼见,并与与会代表热烈互动。
电气化也在进一步普及发展当中。在黑色有色金属行业中、在先进制造业当中,能够实现整个行业上游的节能。同时,我们也看到了很多高效的电力供热技术,比如说电阻技术能够与现在的燃煤锅炉短暂共存作为过渡性解决方案。
能源系统工程中心主任
●峰 中国科学院电工研究所研究员
实际上全球能源互联网的很多特征在中国已经实现。资源短缺、污染和气候变化等挑战已经非常严峻。中国已经有了相应的解决方案,建成了多条远距离特高压交直流输电线,而且还有更大的发展空间。
从再生能源装机量看,欧洲和中国几乎是相等的,中国在太阳能、风能方面是世界第一。
美国的电气化减排之
如果工业能够更好地实现电气化的话,就可以建立多样性的可再生能源系统。工业的能耗尤其是加工热能,占了非常重要的一个部分。围绕着太阳热能做了很多的尝试,比如利用太阳热能洗车、做饭等。在丹麦,甚至已经建成一个项通过这样的热能技术,来提高石油的采收率,不是用天然气,而是通过热能来。
美国能源部对未来现代化电网的愿景是,传统与可再生能源、储能、大型分布式发电实现无缝连接;成为服务全球清洁能源经济繁荣、竞争、创新的关键平台;给消费者提供弹性、可靠、灵活、安全、可持续和可负担得起的电力,不管他们在什么地方,什么时间,以什么方式需要电力。
美国电力行业如何能够实现80%甚至是85%的减排?接纳可再生能源发电是一条可行之,如何实现不同的可再生能源之间的补偿是关键问题。美国风电资源比较丰富,配合强大的输电网络,电力行业实现减排目标相对容易。而交通运输业对化石能源依赖度强,减排则并不容易。另外,在建筑行业,美国绝大多数的家庭供暖通过天然气或者热泵实现,有相当大的减碳可能性。
就地消纳的重点在建筑采暖,例如,采暖期有138天,283万吨标准煤的能耗在建筑用能方面。化石能源和可再生能源都可以为建筑供暖。新能源就是风能、太阳能,包括光伏还有地热、还有生物质能。
●高虎 国家可再生能源中心副主任
●本·克鲁普斯基 美国国家可再生能源实验室
发展前景
可再生能源发展最大的市场在中国
中国近年来雾霾频频出现,特别是东北地区。一边是弃风,一边是雾霾,这种矛盾应该通过市场机制更好地去解决。
在工业系统中还有很多的机会来实现工业系统的低成本化和灵活性。如果应用到工业化当中有很多的实施方案,特别是在那些电力行业含碳量很高的国家。在这些国家充分地利用可再生能源进行发电,建设输电网络,甚至还能让电力出口。我认为还可以通过在工业事业企业当中颁发绿色认证、证书这样的方法,推广清洁电力的应用。
中国在全球能源市场中占据主导地位,发电装机和可再生能源方面都是全世界最大的市场。目前,风能和太阳能还在加快发展的过程中,中国以及海外的市场仍然需要电价、上网等方面的补贴,通过激励机制推动发展。中国企业是全球节约成本的领先企业,在接下来的五年当中,我们能够看到通过中国企业的不断推动,风能和太阳能能够实现上网电价同等的竞争力。