智能電網助推轉型發(fā)展

1、1,智能電網助推轉型發(fā)展,東南大學能源與環(huán)境學院江蘇省能源研究會,2,作者簡介,作者簡介中國能源研究會理事江蘇省能源研究會秘書長 東南大學教授、博士生導師學術專長熱力系統(tǒng)分析與優(yōu)化能源經濟與系統(tǒng)工程節(jié)能戰(zhàn)略與節(jié)能管理聯(lián)系方式13952006575 phwang@seu.edu.cn,3,提要,1.十一五期間江蘇經濟能源狀況2.溫室氣體成為經濟發(fā)展新挑戰(zhàn)2.轉型發(fā)展的基本途徑3.智能電網的主要特征

2、4.智能電網助推轉型發(fā)展5.總結,4,1 十一五期間江蘇經濟能源狀況,1.1 江蘇經濟持續(xù)快速增長,,,5,1 十一五期間江蘇經濟能源狀況,1.1 江蘇經濟持續(xù)快速增長地區(qū)生產總值年均增長率達13.73% （四年平均）三次產業(yè)的發(fā)展狀況第一產業(yè)年平均增速 4.14%第二產業(yè)年平均增速14.30%（工業(yè)基數(shù)大，增加幅度大）第三產業(yè)年平均增速14.72%工業(yè)中增速較快的行業(yè)交通運輸設備制造業(yè)40.23% 醫(yī)藥制

3、造業(yè) 19.69%通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè) 14.95%化學原料及化學制品制造業(yè) 19.96%電力、熱力的生產和供應業(yè) 18.04%黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè) 12.65%,6,1 十一五期間江蘇經濟能源狀況,1.2 江蘇能耗持續(xù)快速增長,,,7,1 十一五期間江蘇經濟能源狀況,1.2 江蘇能耗持續(xù)快速增長能耗總量年均增長率達8.41% （四年平均）三次產業(yè)的發(fā)展狀況第一產業(yè)年平均增速2.93%第

4、二產業(yè)年平均增速8.22%第三產業(yè)年平均增速8.26%生活能耗年平均增速9.69%工業(yè)中增速較快的行業(yè)交通運輸設備制造業(yè)15.94% 醫(yī)藥制造業(yè) 2.49%通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè) 14.24%化學原料及化學制品制造業(yè) 8.31%電力、熱力的生產和供應業(yè) 14.94%黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè) 10.49%,8,1 十一五期間江蘇經濟能源狀況,1.3 江蘇的能源利用狀況一產和三產

5、的單位增加值能耗數(shù)值相當二產單位增加值能耗基數(shù)大，但降幅亦明顯一產單位增加值能耗年平均下降1.16%二產單位增加值能耗年平均下降5.32%三產單位增加值能耗年平均下降3.90%社會單位 GDP 能耗年平均下降4.71%,9,1 十一五期間江蘇經濟能源狀況,1.3 江蘇的能源利用狀況二產單位增加值能耗年平均下降5.32%其中，工業(yè)單位增加值能耗年平均下降9.77%快速增長行業(yè)的單位增加值能耗狀況交通運輸設備制造業(yè)-17

6、.34% 醫(yī)藥制造業(yè) -14.38%通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè) -0.61%化學原料及化學制品制造業(yè) -9.71%電力、熱力的生產和供應業(yè) -2.62%黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè) -1.92%,10,1 十一五期間江蘇經濟能源狀況,1.4 小結經濟高速增長工業(yè)經濟特征明顯新興產業(yè)和傳統(tǒng)產業(yè)均有增長能耗持續(xù)攀升，但增速大幅度下降工業(yè)能耗比重居高不下城市化導致生活能耗大幅度攀升能源效益提升二產以

7、及工業(yè)的單位增加值能耗降幅明顯但新興行業(yè)中通信等電子制造產業(yè)的能效提升不顯著同時傳統(tǒng)產業(yè)中電力、鋼鐵行業(yè)的能效提升不顯著,11,2 溫室氣體成為經濟發(fā)展新挑戰(zhàn),2.1 我國的能源資源特點（1）常規(guī)能源煤炭資源豐富，地域分布不均勻優(yōu)質的油氣資源相對不足（2）新能源可再生能源能源密度低，規(guī)?；玫脑隽砍杀据^高核能由于廠址選擇、廢料處理等因素應用份額較少可燃冰和氫能有望成為主導能源，但尋求技術上的突破2.2 能源的轉換和

8、利用方式常規(guī)高碳能源的燃燒放熱——產生CO2電力生產、鍋爐產熱、內燃機動力非碳能源的利用（核電、光伏、光熱、風電）,12,2 溫室氣體成為經濟發(fā)展新挑戰(zhàn),2.3 我國經濟增長對能源的依賴強,13,2 溫室氣體成為經濟發(fā)展新挑戰(zhàn),2.4 氣候問題成為經濟發(fā)展的挑戰(zhàn)（1）碳失衡高碳能源的無節(jié)制消費，碳排放強度快速增長環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)退化，碳匯資源相對退化（2）后果海平面上升，低海拔區(qū)域的滅頂之災氣候異常，極端氣候與自然災

9、害頻繁發(fā)生生物多樣化受到挑戰(zhàn)冰川融化可燃冰釋放，加劇溫室效應。。。。。。,14,2 溫室氣體成為經濟發(fā)展新挑戰(zhàn),2.5 小結傳統(tǒng)經濟發(fā)展方式投資拉動，重化工業(yè)特征，高碳能源過度消費資源環(huán)境與經濟發(fā)展的矛盾資源匱乏，保障能力弱價格高漲，盈利能力弱環(huán)境污染，治理代價高生態(tài)失衡，危及人類生存發(fā)展條件路在何方？轉變經濟增長方式，增強科技對經濟的貢獻力推動經濟結構、產業(yè)結構、產品結構的調整與優(yōu)化提升能源利用效率，大力

10、扶持發(fā)展節(jié)能服務產業(yè)大力發(fā)展具有低碳或者無碳特征的新能源技術,15,3 轉型發(fā)展的基本途徑,3.1 轉型發(fā)展的現(xiàn)實意義（1）轉型發(fā)展是我國經濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇盡管高碳能源在短時期內難以替代，但具有資源的稀缺屬性高碳能源除了溫室氣體排放外，還具有顯著的環(huán)境破壞效應生態(tài)碳匯建設對于改善生態(tài)環(huán)境具有重要的價值（2）能源高效、多元和清潔是轉型發(fā)展的重要抓手提高國民經濟發(fā)展質量已經成為共識高效益（經濟效益、能源及資源效益）低

11、消耗、低排放（環(huán)境友好、對生態(tài)系統(tǒng)友好）能源多元化和清潔花是提高經濟質量的重要保障傳統(tǒng)能源高效利用傳統(tǒng)能源清潔利用可再生能源規(guī)?；煤诵氖窃诮洕l(fā)展和能源保障中踐行科學發(fā)展觀,16,3 轉型發(fā)展的基本途徑,3.2 途徑一：提升能源利用效益（1）影響我國能源效益的因素結構因素經濟結構不合理，二產獨大->需要調整發(fā)展觀產業(yè)結構不合理，工業(yè)偏重->新型工業(yè)化發(fā)展道路產品結構不合理，產品傳統(tǒng)->升級換代迫

12、在眉睫能源結構不合理，以煤為主->能源利用方式的清潔化與多樣化技術因素引進技術多，消化吸收少->堅持消化吸收在創(chuàng)新（高鐵經驗）集成應用多，原始創(chuàng)新少->強化基礎理論研究（如973項目）局部改造多，系統(tǒng)更新少->共性關鍵技術攻關（如863項目）短期行為多，長期投入少->節(jié)能意識與科學素養(yǎng)（能力建設）,17,3 轉型發(fā)展的基本途徑,3.2 途徑一：提升能源利用效益（2）提高能源利用效率的基本原則

13、一個核心節(jié)能優(yōu)先：資源的高效無害化利用，杜絕資源的浪費兩個途徑結構調整產業(yè)結構、工業(yè)結構、產品結構、能源結構技術進步節(jié)能技術、減排技術、新能源技術、碳捕獲技術三個保障技術保障：科普宣教、專業(yè)隊伍、能源技術資金保障：專項投入、多元集資、市場運作制度保障：考核制度、獎懲制度、監(jiān)督制度,18,3 轉型發(fā)展的基本途徑,3.3 途徑二：傳統(tǒng)能源清潔利用（1）潔凈煤技術裝備脫硫脫硝裝置的超（超）臨界技術整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)

14、電（IGCC）技術與多聯(lián)產技術（2）核能核聚變：技術成熟、安全可靠的非碳能源核裂變：未來能源的希望，已完成實驗室原理型實驗裝置（3）氫能清潔的非碳能源低成本制氫與儲氫以及高效氫能利用方式等尋求技術突破氫能的利用方式（美國結合智能電網的超導特高壓輸電）強化學反應方式（燃氣輪機）若化學反應方式（燃料電池）,19,3 轉型發(fā)展的基本途徑,3.4 途徑三：可再生能源規(guī)?；茫?）可再生能源的特點種類繁多太陽能光熱利用（

15、中低溫水平的熱利用）太陽能光伏利用（硅晶電池、薄膜電池）風能利用（機械能利用、陸上風電、海上風電、非并網風電）水能利用（小水電。抽水蓄能電站）地熱能利用（地熱水、地熱蒸汽、土壤蓄熱—地源熱泵）生物質能利用（秸稈、薪柴、禽畜糞便、城市生活垃圾）海洋能利用（海流能、波浪能、潮汐能、溫差能、濃差能）能量密度低增量成本高受多種因素影響、能量不穩(wěn)定,20,3 轉型發(fā)展的基本途徑,3.4 途徑二：新能源規(guī)模化利用（2）可再生能源

16、利用及其產業(yè)化太陽能太陽能熱水器、農業(yè)用塑料大棚太陽能光伏產業(yè)（晶硅電池、薄膜電池、光伏電站）風能利用（機械能利用、陸上風電、海上風電、非并網風電）風電產業(yè)（風機、變速箱、逆變器、控制系統(tǒng)）生物質能垃圾發(fā)電（填埋氣發(fā)電、焚燒發(fā)電）農作物秸稈（造粒、直燃發(fā)電、氣化發(fā)電、生物乙醇）禽畜養(yǎng)殖場（大型沼氣池、沼氣發(fā)電）地熱能（地源熱泵）海洋能潮汐發(fā)電、波浪發(fā)電、溫差發(fā)電、濃差發(fā)電,21,3 轉型發(fā)展的基本途徑,3.5 小

17、結轉型發(fā)展是破解資源環(huán)境與經濟發(fā)展矛盾的必然選擇轉型發(fā)展的抓手是能源高效化、清潔化與多元化經濟結構調整穩(wěn)定一產優(yōu)化二產提升技術對工業(yè)經濟的貢獻率（發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)）提升傳統(tǒng)高耗能行業(yè)的能源效益（節(jié)能技術推廣應用）發(fā)展三產提升金融服務、節(jié)能技術服務、新能源技術服務能力能源結構調整大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g大力發(fā)展可再生能源規(guī)模化利用技術,22,4 智能電網的主要特征,4.1 靈巧的電力供應、傳輸和消費方式（1）鼓勵和促

18、進用戶參與電力系統(tǒng)的運行和管理實時通知用戶其電力消費的成本、實時電價實時通報電網運行狀況、計劃停電信息等服務的信息（2）電力生產、傳輸和用戶實現(xiàn)高效多贏用戶的需求完全是另一種可管理的資源有助于平衡供求關系，確保系統(tǒng)的可靠性用戶及時修正其用購電方式可以獲得經濟利益電力公司可以減少資本開支和營運開支通過需求管理將減少或轉移高峰電力需求電力公司的能源利用效率和經濟效益得以提升電網公司降低線損和減少效率低下的調峰電廠的運營

19、,23,4 智能電網的主要特征,4.2 大規(guī)模消納不穩(wěn)定的可再生能源（1）新型高效輸電系統(tǒng)夠遠距離輸送電力大型（坑口）電站與先進的核電站將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用環(huán)境友好型電源（如風電和太陽能電站）得到規(guī)?；茫?）容許各種不同類型的發(fā)電和儲能系統(tǒng)接入系統(tǒng)包括分布式電源，如光伏發(fā)電、風電、先進的電池系統(tǒng)、即插式混合動力汽車和燃料電池商業(yè)用戶安裝自己的發(fā)電設備（包括高效熱電聯(lián)產裝置）和電力儲能設施將更加容易和更加有利可圖。（3）

20、不同容量、電壓等級的發(fā)電及儲能裝置間的互聯(lián),24,4 智能電網的主要特征,4.3 新型調峰、儲能與并網技術（1）新型的儲能技術抽水蓄能電站、壓縮空氣儲能電池儲能（電動汽車）、超級電容、飛輪儲能 （2）新型調峰技術基于實時電價的需求側管理高效燃氣輪調峰機組（3）新型并網技術新型電力電子（含半導體器件）技術將提高電網輸送容量和可靠性先進的超導技術將用于短路電流限制器、低損耗旋轉設備及低損耗電纜,25,4 智能電網的主要特征

21、,4.4 網絡化、信息化、智能化（1）網絡化（先進設備技術）高速、雙向、實時、集成的通信網絡是智能電網的基礎 （2）信息化（參數(shù)量測技術、集成通信技術）獲得數(shù)據并將其轉換成數(shù)據信息評估電網設備的健康狀況和電網的完整性（3）智能化（先進決策技術）分析、診斷和預測狀態(tài)確定和采取適當?shù)拇胧┮韵?、減輕和防止供電中斷和電能質量擾動通過連續(xù)不斷地自我監(jiān)測和校正，應用先進的信息技術，實現(xiàn)其最重要的特征—自愈特征。,26,5 智能電

22、網助推轉型發(fā)展,5.1 智能電網推動新興產業(yè)發(fā)展（1）智能電網的直接需求需要網絡和通信技術的全面支撐需要電力電子和半導體器件技術的支撐需要現(xiàn)代計量與先進測控技術的支撐需要超導技術與新材料技術的支撐（2）智能電網的間接需求電池儲能與調峰方式助推電動汽車發(fā)展智能電網促進清潔非碳的新能源的發(fā)展水電風電生物質能發(fā)電太陽能光伏發(fā)電與太陽能熱發(fā)電核電,27,5 智能電網助推轉型發(fā)展,5.2 智能電網推動產業(yè)結構調整（1）

23、我國能源消耗快速增長的原因經濟結構不良：工業(yè)（特別是重化工業(yè)）拉動能源結構不良：以煤為主能源效益不高：單位增加值能耗和產品單耗偏高（2）我國轉發(fā)展的主要途徑節(jié)能減排，轉型發(fā)展調整結構：優(yōu)化二產，發(fā)展三產，穩(wěn)定一產優(yōu)化二產：走大力發(fā)展科技先導型的新型戰(zhàn)略產業(yè)積極發(fā)展清潔能源大力發(fā)展非碳能源傳統(tǒng)能源的清潔利用方式煤氣化為基礎的多聯(lián)產發(fā)電技術,28,5 智能電網助推轉型發(fā)展,5.2 智能電網推動產業(yè)結構調整（3）智能電

24、網助推節(jié)能的市場化節(jié)能推動的理想模式政府主導下的市場化無疑是節(jié)能降耗的根本出路目前節(jié)能的現(xiàn)狀——財政補助、低價能源多元化節(jié)能主體冷熱不均高耗能行業(yè)控制與結構調整舉步維艱市場化的核心——市場競爭消費者——合理用電成為降低能源成本的主要選擇生產者——高效發(fā)電成為降低生產成本的主要選擇智能電網——智能聯(lián)絡電力的生產者和消費者靈活匹配供用電需求，滿足雙方的實際需求階梯制電力價格，促進結構調整（特別是二產優(yōu)化）的實現(xiàn),29,

25、5 智能電網助推轉型發(fā)展,5.3 智能電網實現(xiàn)電能高效傳輸與配送（1）高參數(shù)交直流輸電，降低線損電力傳輸?shù)母咝Щ?）基于需求管理的配網負荷優(yōu)化，降低線損信息共享基礎上的全員參與（3）長距離輸電，強化網際聯(lián)絡，接納區(qū)外優(yōu)質電能西電東送（如大規(guī)模水電）三北地區(qū)風電的規(guī)?；猛緩阶冚斆簽檩旊姳彪娔纤停涌陔娬窘ㄔO）跨區(qū)域抽水蓄能及調峰沿海區(qū)域核電的規(guī)?；猛緩?30,5 智能電網助推轉型發(fā)展,5.4 智能電網推動清潔

26、非碳能源的利用（1）七大千萬級風電基地的跨區(qū)域調度已建和待建的超大型風電站分布在甘肅、內蒙古（2）、新疆、吉林、河北和江蘇等地 （2）核電基地的跨區(qū)域調度已建和待建核電基地分布在浙江、江蘇、廣東、遼寧、山東、福建、海南等地，今后還將建設大量內陸核電站（3）水電基地的跨區(qū)域調度已建和待建的水電站分布在湖北、四川、云南、廣西、青海、河南省等地（4）太陽能資源豐富的地區(qū)一類寧夏北部、甘肅北部、新疆東部、青海西部和西藏西部二類

27、河北西北部、山西北部、內蒙古南部、寧夏南部、甘肅中部、青海東部、西藏東南部和新疆南部,31,6 總結,6.1 我國經濟發(fā)展新的驅動力傳統(tǒng)驅動力——投資、能源與資源新的驅動力——科技創(chuàng)新、新型產業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)6.2 轉型發(fā)展的主要途徑節(jié)能優(yōu)先，提高能源利用效益發(fā)展?jié)崈裘杭夹g，實現(xiàn)傳統(tǒng)能源的清潔利用發(fā)展替代能源，實現(xiàn)能源保障多元化6.3 智能電網的發(fā)展低耗傳輸、靈巧配送、智能高效多元接入——風力發(fā)電、光伏發(fā)電（光熱發(fā)電）

28、可以為工業(yè)領域節(jié)能中的市場化手段提供支持,32,6 總結,6.4 能源的安全與高效利用（1）公共能源供應網絡電能與電網熱能與熱力網燃氣與天然氣管網石油與石油運輸通道——海運、鐵路、管道煤炭及煤炭運輸通道——海運、鐵路、公路（2）能源安全的協(xié)同保障能源品種多元化——傳統(tǒng)能源與新能源間協(xié)同能源來源多元化——本地能源與外來能源協(xié)同能源網絡多元化——主干網絡與分布網絡協(xié)同,33,6 總結,6.4 能源的高效安全利用（3）能

29、源系統(tǒng)的效率保障在需求管理基礎上的靈活能源調度方案在先進節(jié)能技術基礎上的高效傳輸方式（4）能源網絡智能化以網絡化、信息化、智能化為特征的能源供應網絡能源供應—能源傳輸—能源消費之間的信息共享與互動能源供應—能源傳輸—能源消費之間的優(yōu)化分配與控制以智能電網為基礎的能源網絡智能化電網是規(guī)模最大、技術最成熟、用戶最廣泛的能源網絡電網是其他能源網絡運行的基礎智能電網具有與通信技術網絡技術集成的天然優(yōu)勢,34,謝謝！,王培紅