大云網(wǎng) 新技術(shù)泛在電力物聯(lián)網(wǎng) 正文

清華大學能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院政策研究室主任何繼江：能源互聯(lián)網(wǎng)與特色小鎮(zhèn)零碳路線圖規(guī)劃

2017-11-07 21:03:14 電力頭條APP 　點擊量：評論 (0)

2017年11月7日-9日，中國能源互聯(lián)網(wǎng)大會暨智慧能源產(chǎn)業(yè)博覽會（SmartEnergyChina簡稱：SEC）國內(nèi)唯一的智慧能源全產(chǎn)業(yè)鏈的年度盛會在上海新國際博覽中心舉辦！7日下午，由中國智慧能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務(wù)理事蔡茂林教授主持大會。清華大學能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院政策研究室主任何繼江發(fā)表演講，演講主要內(nèi)容是：能源互聯(lián)網(wǎng)與特色小鎮(zhèn)零碳路線圖規(guī)劃。

下面為您帶來何繼江的精彩演講：

何繼江：

大家好，非常高興來到這個會場。起草文件應(yīng)該說我們是把全球這方面的理念都做了梳理，技的梳理，在這同期王忠敏先生組織的智慧能源聯(lián)盟，團結(jié)了很多業(yè)界的企業(yè)和專家，和我們文件的起草工作形成了一個非常好的互補工作，這次我也是來參加學習的，通過對文件的落實能夠找到更好落地的點，這次我介紹的是關(guān)于特色小鎮(zhèn)的事情。

特色小鎮(zhèn)在住建部的文件當中，其實沒有提到關(guān)于能源的問題。我們覺得必須要解決能源問題，而且不能用傳統(tǒng)的方法，不能用燃煤鍋爐解決，就提到能源互聯(lián)網(wǎng)。實際上文件里面說能源互聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產(chǎn)業(yè)新形態(tài)。

這是一個小的能源互聯(lián)網(wǎng)典型模型，這是美國特斯拉公司馬思科做的方案，白天發(fā)的電就存在powerwall為，晚上電動汽車用他充電。這樣的系統(tǒng)就幾個變化，第一個發(fā)電不用煤炭，用太陽能，第二個汽車不用油用光伏電。屋頂也變成了光伏網(wǎng)，而且建筑本身也會變成直流建筑。這個環(huán)節(jié)當中技術(shù)已經(jīng)邏輯成立，就是太貴。剛才曾總講的儲熱，就是系統(tǒng)當中替代單純昂貴儲電的方案。

舉個例子，摩拜單車，是能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)施，用的是可再生能源，要么可再生發(fā)電，有么是光伏。這個一年最作發(fā)三度電，三度電值幾個錢呢?但用這三度電保證電池，就可以解決電池GPS定位問題。

能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，未來得目標是要零碳，為了應(yīng)對氣侯變化和治理霧霾的需要。三個方面，第一電力系統(tǒng)要轉(zhuǎn)型，不用燃煤電廠了，第二個供熱能源轉(zhuǎn)型，不用燃煤鍋爐了，第三交通能源轉(zhuǎn)型，不用汽柴油了。這是瑞典一個小城市，1999年疼提出，未來百分之百不實用化石能源，這個城市永生活垃圾廠。這是丹麥一個小島，比我們廈門島略微小一點，以前搞大魚的，現(xiàn)在不搞了，搞風電。還不是大企業(yè)搞，是老百姓一起搞。那時候風機行昂貴，五個家庭合在一起買。政府80%貸款，20%首付。貸款還的差不多，這個風機就變成印鈔機了，老百姓也不用打魚了，搞點光伏、太陽能熱水改善自己的環(huán)境。再后來就搞成零碳示范區(qū)。2002年哥本哈根大會的時候，各個國家的領(lǐng)導去他們那里參觀，現(xiàn)在他們還在島上種植油菜花，油菜花很漂亮，油菜籽可以榨油。

這個小島很早就實現(xiàn)了零碳，現(xiàn)在目標是到2030年，小島上百分之百用可再生資源。技術(shù)路線是這樣的，先推建筑節(jié)能，房間要能耗低，再推廣區(qū)域供熱，集中供熱而不是單門獨戶的供熱。因為熱泵既供熱又用電，最后一步是交通的電氣化，也就是車輛。現(xiàn)在技術(shù)方案既包括燃油，也包括燃料電池，因為這個東西現(xiàn)在看的不是很清楚，所以幾種路線都要考慮。

丹麥還有一個小城市是松德堡，這個地方提出2029年零碳，現(xiàn)在人均談拜訪是8.8噸，要逐步的削減到0，2029年整個松德堡地區(qū)包括道路運輸在內(nèi)的所有能源實現(xiàn)零碳。外部如果買電，買來的也要是風電或者是其他可再生的零碳資源。55%家庭使用地熱生物質(zhì)、沼氣和太陽能綠色集中供熱。農(nóng)村地區(qū)大型沼氣池為能源。農(nóng)民種植的能源作物轉(zhuǎn)化為沼氣或者生物乙醇。

這是他們的供熱系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)優(yōu)先用垃圾供熱，其次是生物質(zhì)鍋爐和太陽能集熱器，最上面是碰到極寒天氣的時候，用天然氣供熱。天然氣現(xiàn)在是用的化石能源天然氣，未來用可再生天然氣，什么呢?沼氣。還有用電解水制氫，天然氣以后也是可再生的天然氣。

他們還提到動態(tài)能源系統(tǒng)，要利用可再生能源的制冷能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。比如說其中有一個細節(jié)，所有用戶以后要裝遠程電表，2029年居民使用洗衣機到企業(yè)生產(chǎn)都可以選擇在能源供應(yīng)最充足、價格最便宜的時段。

未來智慧能源系統(tǒng)，今天剛才赫普和愛能森已經(jīng)解釋的很好了，熱電聯(lián)產(chǎn)、熱泵和熱儲存解決問題。這樣微店里系統(tǒng)提供靈活性。交通有兩個方面，第一個是以后的車輛很多，電動汽車要充電，但充電如果在白天充，就可能給我們店里系統(tǒng)帶來很大的負荷。我們就裝一個智能的控制系統(tǒng)，比如說電動汽車晚上回家7點鐘，接上充電樁不是馬上充電，而是軟件控制，晚上11點鐘開始充電。也可能根據(jù)店里現(xiàn)貨市場的情況，凌晨三點鐘開始充電，大量的是在晚上睡覺的時候利用電網(wǎng)低谷負荷把電悄悄地充了。另外是電解水制氫，輕再二氧化碳作用生成加完或者甲醇，甲烷和甲醇比較容易儲存，他們可以進入到天然氣管道當中，可以用于交通，也可以用于熱電聯(lián)產(chǎn)。

我們以后的特色小鎮(zhèn)或者城市里面也要往這個方向靠攏，第一個是近零能耗建筑，或者是直流建筑。光伏要靠太陽能熱水喝地源熱泵。未來供熱不再需要化石能源，這是地熱，這是我去冰島考察得到的照片，左邊是足球場，一年20次12個月都可以練足球。底下是冰島街頭給街道鋪地熱，這樣融化冰雪，這個是地熱水排到火山巖里面。中國兇案正在往這個方向發(fā)展。

這是單買一個典型的供熱工廠的示意圖，中間是儲熱罐，之前出熱管熱水是來自于天然氣，現(xiàn)在有天熱泵和電鍋爐產(chǎn)生熱水。現(xiàn)在是太陽能集熱板，儲存在12萬立方米得出熱庫當中供熱。天然氣熱點聯(lián)產(chǎn)這里面起到調(diào)峰的作用。丹麥夠熱發(fā)展趨勢很快淘汰，垃圾成為第一來源、太陽能成為第二來源。

這是熱點聯(lián)產(chǎn)，剛才愛能森都已經(jīng)講到了一些，天然氣的熱點聯(lián)產(chǎn)是現(xiàn)在比較成熟的技術(shù)。生物質(zhì)多種形態(tài)的熱點聯(lián)產(chǎn)也會越來越普及。這是中國特色小鎮(zhèn)特別是跟農(nóng)村相對接近一點的地區(qū)有一個技術(shù)值得思考，就是生物質(zhì)。以前生物質(zhì)作為一個能源，大家覺得不好用，因為收集很困難，熱值比較低，價格又不便宜。但是如果生物質(zhì)不利用，點火燒了，就造成北方地區(qū)的霧霾。所以這個事情不能干，必須把生物質(zhì)清潔使用，就叫資源化的能源化。其中一個方式比較好的，就是熱解制氣，以前熱解制氣問題不好解決，現(xiàn)在可以。

制氣以后熱點聯(lián)產(chǎn)，這樣可以比較好的處理。特色小鎮(zhèn)的光伏可以有多種形態(tài)，比如說公交站裝光伏，這是停車場的光伏，道路光伏產(chǎn)權(quán)單位是單一的，比較容易商量，缺點是支架比較費錢。這個是占地1020畝，年用點3000萬度。我們做了測算停車棚可以裝光伏，可以裝25兆瓦的光伏，可以產(chǎn)生白天到中午的時候，光伏絕對超過他的最大用電功率，這個電可以賣給電網(wǎng)，比較便宜。下一步把中午12點鐘左右的電用智慧充電的方法給員工免費充電。員工下班以后可以騎著自己的電動自行車或者電動汽車充電回家。員工都換了電動汽車就可以把30度電帶會家里去。

這是德國的電力市場示意圖，因為現(xiàn)貨市場價格是波動性的，左邊表示中午的電價越來越低，是因為光伏太多了，就把電價低了，到了以后光伏越來越多，把煤電發(fā)電壓下來了，但到了晚上7點鐘，光伏不發(fā)電了，煤電不能馬上起機，爬坡負荷變成了很大的問題，這時候電價非常高，這時候儲能就會發(fā)展起來，這時候可以放電來用。性外電動汽車在這時候就可以放電了。電動汽車以后的使用規(guī)律是通過互聯(lián)網(wǎng)的方法調(diào)動。中午充光伏，半夜充谷電。

還有電氣化公路，與公路光伏相結(jié)合。柴油車的污染問題是大問題，干脆把公路改造成電氣化公路，像火車一樣。汽車以后都是電氣化的，這樣可以像無軌電車一樣開。這種方式我們在路邊上鋪上光伏，甚至路面鋪上光伏。用直流的方法并到交通系統(tǒng)當中。這樣中國以后的高速公路都是一個個電力生產(chǎn)線和輸送線，交通用的都是光伏電力。我們每個停車場都是電氣化的，每個車位上有插座或者充電樁，同時還有一個智能地鎖，還有一個通信裝置，這樣電氣化停車場起到了一個作用車到哪里充電都很方便，就可以把車位共享了。你上班了車位空出來了，用互聯(lián)網(wǎng)的方法租給別人用，這樣就可以用停車位的錢補建電氣化停車場的錢。特色小鎮(zhèn)也可以來搞這樣的事。

用充電APP通過互聯(lián)網(wǎng)車很容易找到樁，然后通過低谷符合。第三個比如說咱們會議室突然聽見了，這時候電就貴了，就打開手機，邀請三五十輛電動汽車來供電。再就是無人駕駛，車輛無人駕駛以后跟交通系統(tǒng)形成特別好的融合。電動汽車通過阿爾法狗這樣人工智能的方法在人工智能起到了非常靈活的作用。

這是我所概括的城市能源互聯(lián)網(wǎng)綜合試點的幾個要素。第一個一定要分布式光伏全覆蓋，尤其是特色小鎮(zhèn)。第二個是電動汽車及充電設(shè)施相關(guān)設(shè)施全覆蓋，第三個是清潔供熱。第四是小鎮(zhèn)本身要具有比較強的靈活性資源。比如說前面兩位企業(yè)提到的儲熱裝置都會起到扮演很重要的作用。

這個案例是我前一段時間對川藏線做的研究，都搞成清潔能源的小鎮(zhèn)，在路上就設(shè)計了構(gòu)想。大概是這樣的，第一個是水風光互補，因為從成都到康定這短路非常陡峭，有水，有水就有小水電，小水電風和光很容易融合。第二個是西藏地區(qū)做微網(wǎng)，因為要搞儲電了，還有農(nóng)村，搞現(xiàn)代化農(nóng)光互補，還有四川西部地區(qū)有地熱資源，用地熱資源解決當?shù)氐墓釂栴}，又成為了系統(tǒng)當中的靈活性資源，可以搞成這樣的綠色小鎮(zhèn)。用地熱做微能網(wǎng)，鄉(xiāng)村微電網(wǎng)的設(shè)計。

這是德國來的一張PPT，是講熱泵儲熱在整個系統(tǒng)當中的耦合關(guān)系，使這個區(qū)域可以成為百分之百可再生智慧能源系統(tǒng)。我們的特色小鎮(zhèn)，住建部說要建一千個特色小鎮(zhèn)，這些特色小鎮(zhèn)原則上都應(yīng)該用清潔能源優(yōu)先，再用燃煤鍋爐建成的可能不是特色小鎮(zhèn)了。下一步我們能源互聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供能源，還融入新型城鎮(zhèn)化。

比如說我們交通系統(tǒng)，在城市規(guī)劃當中鼓勵自行車優(yōu)先，在城市規(guī)劃和建設(shè)過程當中就要著手做好物聯(lián)網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)施的建設(shè)。在低碳小鎮(zhèn)建設(shè)過程當中，通信設(shè)施和能源基礎(chǔ)設(shè)施要同步建設(shè)、同步規(guī)劃、同步實施。實現(xiàn)城市里的各類設(shè)施都進入能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。城市的建筑以及建筑立的各類能源設(shè)施，城市道路以及各類交通工具連入能源互聯(lián)網(wǎng)。紅綠燈不光是路上的，是路里面的，路會告訴你路上有什么樣的車輛和什么樣的交通狀況。還有各種交通工具。

在這樣的前提下用大數(shù)據(jù)云平臺等技術(shù)，將大大提高城市運維的智慧化水平，推動智慧城市建設(shè)，我們特色小鎮(zhèn)一定要走智慧的。盟員互聯(lián)網(wǎng)為智慧城市或者智慧小鎮(zhèn)做貢獻分三個階段，第一個階段是能源保障，第二個階段是清潔發(fā)展，不能有霧霾。智慧小鎮(zhèn)里面也有一個設(shè)施，就是路燈。路燈上面是光伏，下面是充電樁，每個路燈下面裝了通信裝置，PM2.5監(jiān)測儀和WIFI，每一個路燈是唯一編碼的GDP定位。這樣小鎮(zhèn)里面建設(shè)起來，智慧化成為就會相當高。

內(nèi)容講完了，最后是我在參與國家發(fā)改委分布式能源發(fā)展與利用的課題。前面幾位專家報告都學到了很多知識，我也會把學的知識融入到課題當中去，在座的同志們?nèi)绻€有內(nèi)容也歡迎給我提供。我還有一個微信公眾號，大家可以通過我的微信公眾號查到。謝謝大家!

（發(fā)言為現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審核）