
我国能源生产和消费面临严峻挑战。能源资源约束日益加剧,生态环境问题突出,调整结构、提高能效和保障能源安全的压力还在加大。作为世界上能源生产大国和消费大国,随着人民物质生活改善的需求不断增加,未来一个时期能源需求的增长压力依然巨大,尤其是新型城镇化建设会进一步带来能源需求的增加。
1. 中国的能源现状:
能源人均资源匮乏。中国的人均资源占有是低于世界平均水平,中国的资源总量是居世界第三位置,但是人均资源占有量是世界第53位,仅为世界人均占有量的一半。
一次能源消耗量、碳排放世界第一。2014年中国一次能源消费为29.72亿吨油当量,比2013年增加2.6%,占世界一次能源消费的23%,和全球净增长的61%。中国仍然是世界最大的能源消费国。在中国,煤炭仍然占据一次能源供应的绝对主导地位,份额高达66%,对燃煤的严重依赖,给中国的生态环境带来了沉重压力。2014年中国CO2排放量为97.61亿吨,比2013年增加0.9%,占世界CO2排放量的27.5%,连续多年为世界最大的CO2排放国。
单位能耗高,能效低。中国消耗全世界23%的能源,单位GDP能源消耗是美国的2.45倍,德国和法国的3.65倍,日本、英国和意大利的4倍。只有中国的能耗降到美国、日本、德国、法国、印度、意大利这种水平,才能化解GDP总量增长和环境承载力的矛盾。
2. 中国能源发展过程中存在的问题和对策:
1) 能源消费结构不合理,化石能源占比85%以上,我国必须大力发展清洁可再生能源
在我国能源消费结构中,煤炭占66%,石油占比19.7%,水能7.1%,天然气4.7%,核能占1%,其他占1.5%。实现雾霾治理、减少温室气体排放,同时为保障国家的能源安全,中国必须从源头减少化石能源消耗,尤其是坚决减少高硫、低热值煤炭的消耗。
我国必须走能源发展绿色低碳道路,大力发展非化石能源,积极发展水电,安全发展核电,大力发展风电、太阳能发电,扎实推进地热能、生物质能发展。清洁能源和可再生能源已成为撬动能源结构调整乃至整个经济结构调整的重要支点。
2) 清洁可再生能源的集中开发和利用又面临着诸多的困难,我们必须大力推进分布式能源的发展。
在水电开发上,中国可以开发的水能总量约为5亿千瓦,目前约已开发2.3亿千瓦,开发难度越来越大,还面临生态环保和移民问题。生物质能目前还没有完全突破技术转化的瓶颈,应用尚处于小范围应用,海洋能还存在着投资大、规模小、获益能力低等问题,不具备大规模商业化运作的条件。可燃冰作为一种高品位、易开发的新型高效清洁能源,从很长远角度看,可燃冰虽然能彻底我国解决能源对外依存度高的格局,但就现状看,短期内还不能实现大面积开采。
我国的风能、太阳能资源分布整体上呈“西高东低”之势。尤其是西北地区,幅员辽阔,光照充足,风势长年强劲,加上人烟较稀,场地充裕,是理想的风能、太阳能发电场,三北地区已成为我国最主要的大型风电、光伏发电基地。由于这些地区工商业不发达,所以本地电力消纳能力很有限,只能通过电网远距离向外输送。出于安全、技术的限制和经济上的考虑,电网公司对此并不积极,风电光电配套输变电项目建设根本跟不上,导致大量风电光电输送不出来,因此只能弃风弃光,而同时在珠三角长三角等经济发达地区,由于电力不够,负荷高峰时期只能限电,工厂大量出现开四停三甚至开三停四现象。
破解以上困局的办法只有一个就是在负荷中心大力开发和利用分布式能源,以自发自用就地消纳代替远距离大容量输送。分布式能源技术是未来中国能源技术的重要发展方向,它具有能源利用效率高,环境负面影响小,提高能源供应可靠性和经济效益好的特点。分布式能源是缓解我国严重缺电局面、保证可持续发展战略实施的有效途径之一,发展潜力巨大。
3) 能源消耗量和单位能耗高,节能降耗减排是永恒的主题
对中国这样一个人口众多、资源相对不足、生态环境承载力弱、能源利用率低的国家来说,开展节能环保、提高能源效率是当务之急。要贯彻“开发与节约并重,把节约放在首位”的方针,大力实施节能减排,缓解能源消耗强度,合理控制能源消耗总量,降低单位能源消耗。加大力度调整产业结构,淘汰落后产能,抑制高耗能、高排放行业过快增长。
4) 重发轻供不管用的思想导致负荷峰谷差越来越大,发电设备平均利用率越来越低。我们必须从需求侧(用户)入手,加强需求侧管理,真正实现需求侧响应,达到供需并重
2014年中国的发电装机容量超过13.4亿千瓦,社会总用电量增长了5.3%,装机容量却增长了9%。由于国家长期的“重发轻供不管用”,忽视用户(需求侧)的需求,使得一方面装机容量越来越高,另一方面负荷峰谷差越来越大,发电设备平均利用小时数降低,导致一方面设备利用率不高,另一方面发电成本居高不下。现实解决的办法只有一个,必须以用户为中心,让用户真正参与进来,削峰填谷,在需求侧管理的基础上加强需求侧响应,实现供需并重。
3. 微能源网是中国能源发展的必然选择,是解决中国能源问题的主要手段
微能源网是以终端能源利用效率为导向,与能源互联网(目前是大电网)有机链接的智能化区域能源生产、使用、调度、控制系统。微能源网是指由分布式能源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型能源系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行,是能源互联网的基本组成部分。
微能源网的特征:
² 支持分布式能源的大量接入
² 能源的分布式、梯级利用
² 以用户为中心,在保障用户用能安全和用能经济性好的前提下,满足大电网的要求。
² 把用户侧的刚性负荷变为可控负荷,降低负荷峰谷差
² 融合多项节能技术
² 通过分布式能源、负荷、储能、电网的协调优化控制,实现经济性最优和安全性最高。
微能源网的建设对社会、供能侧、用能侧、能源传输侧等多方都有很大的益处:
² 通过微网架构的优化设计和多种分布式能源的协调控制,大大降低了能源在传输、通过需求侧管理和储能技术,降低可再生能源发电的波动性和随机性,最大程度的实现可再生能源的就地消纳,降低化石能源的消耗,降低温室气体、有害气体、粉尘的排放,达到绿色、环保的效果
² 通过对微网内部不同形式能源(风、光、气,冷、热、电等)的有效的调度以及科学的控制和管理,协调了各微网之间以及微网与主网之间的系统性能,从而实现了能源的高效利用,满足了用户对能源需要的各种要求,改善了供能质量,提高了供能可靠性
² 通过储能、节能技术的合理规划设计并进行优化整合配置,大大降低用户的用能能耗和用能成本。
² 转换等过程中的能源损耗。
² 降低了需求侧用能的峰谷差,在保证供能可靠性不变的情况下,最大限度的降低了供能侧的设计容量,大大提高了供能侧的年供能小时数,节省了投资,提高了设备利用率。
微能源网完全颠覆了传统的大集中、大一统、大规模的供能用能模式和单向管理架构。微能源网是一种分布式供能和分散式用能的模式,而且是分层次和交互式的管理架构。以分布式开发和本地化利用为特征的微能源网系统将取代以集中生产和被动消费为特征的传统能源系统。普通家庭和个人将不再单纯是能源的消费者,同时也成为能源的生产者和销售者。当每一个企业、每一栋建筑、每一个家庭都能参与可再生能源生产的时候,整个能源系统和传统的能源生产消费方式将被彻底改变。
4. 中国微能源网产业技术战略联盟
中国微能源网产业技术战略联盟(以下简称微能源网联盟)是以加强中国微能源网产业合作与技术交流为宗旨,由相关企事业单位、科研院所、大专院校、检测认证和媒体机构等单位组成,致力于推进我国微能源网产业发展与技术进步的非盈利性组织。
微能源网联盟将顺应世界能源互联网的发展潮流,以用户需求为中心,基于“互联网+”的开放模式,提供微能源网的开放平台,整合微能源网的全产业链,为微能源网的规划设计、运行管理、能效调控及综合利用等方面提供标准化的产品、解决方案与服务,开展联盟标准的应用示范,推动微能源网的广泛应用,实现与用户的合作共赢。
该文是积成电子股份有限公司总经理冯东在泰山论坛新闻发布会上的讲话。