國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《2024—2025年節(jié)能降碳行動(dòng)方案》的通知
綜合能源系統(tǒng)需突破關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用
綜合能源系統(tǒng)需突破關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用 中國能源報(bào)-中國能源網(wǎng)丨日前,在“新基建,新時(shí)代——電力數(shù)字化轉(zhuǎn)型”公益直播課上,華北電力大學(xué)教授張建華談及“綜合能源系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)”時(shí)
綜合能源系統(tǒng)特征明顯
張建華表示,能源發(fā)展的總體目標(biāo),是加快能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型升級(jí),實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)與能源結(jié)構(gòu)雙替代,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系。而正是由于我國正向新一代能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型,電力系統(tǒng)開始面臨靈活性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性與安全性、分布式能源并網(wǎng)、能源市場(chǎng)建設(shè)運(yùn)營等諸多挑戰(zhàn)。
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國可再生能源裝機(jī)到2019年6月已達(dá)7.5億千瓦,到2040年、2050年,可再生能源電量占比或分別達(dá)到50%、60%以上。同時(shí),隨著城鎮(zhèn)化率逐年提升,負(fù)荷需求也將快速增長?!懊鎸?duì)大規(guī)??稍偕茉春痛蠓秶植际侥茉吹慕尤耄娋W(wǎng)如何處理與各類可再生能源、間歇性能源和負(fù)荷大量接入后的協(xié)調(diào)運(yùn)行,成為關(guān)鍵問題之一?!睆埥ㄈA說。
張建華指出,在商業(yè)特征上,綜合能源系統(tǒng)應(yīng)具備如下特征:融合能源各領(lǐng)域,促進(jìn)價(jià)值服務(wù)供需對(duì)接;建立共享互通網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置;實(shí)現(xiàn)信息對(duì)等,促進(jìn)各方平等參與,為“能源系統(tǒng)+市場(chǎng)”注入活力;提供創(chuàng)新平臺(tái),催生各種新型服務(wù)業(yè)態(tài)。
針對(duì)目前許多綜合能源系統(tǒng)項(xiàng)目在驗(yàn)收時(shí)存在效益不達(dá)標(biāo)、投資不到位、建設(shè)不成形的問題,張建華解釋,這些問題往往都涉及綜合能源系統(tǒng)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性的比較。推進(jìn)綜合能源服務(wù),目前最主要的手段還是政策支撐,例如參與電力輔助服務(wù)等?!盀閷?shí)現(xiàn)綜合能源服務(wù)‘多能協(xié)同’的運(yùn)行模式與‘對(duì)等共享’的市場(chǎng)交易,需要繼續(xù)突破一系列關(guān)鍵應(yīng)用。”
新技術(shù)促綜合能源變革
在助推綜合能源系統(tǒng)發(fā)展的前沿技術(shù)中,張建華對(duì)新一代人工智能技術(shù)的發(fā)展前景表現(xiàn)出極大信心?!叭斯ぶ悄芸梢越鉀Q新一代電力系統(tǒng)運(yùn)行的許多難題,包括大量負(fù)荷與新能源接入后的應(yīng)對(duì)等,它將成為新一代能源電力系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐?!?/p>
同樣,在可再生能源消納方面,高效、高密度、低成本、長壽命的儲(chǔ)能應(yīng)用也備受行業(yè)期待?!皟?chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用貫穿于能源電力系統(tǒng)發(fā)輸配用的各個(gè)環(huán)節(jié),能夠改善電能質(zhì)量;可以通過參與電網(wǎng)調(diào)峰等輔助服務(wù),提升電力輸送的能量效率;可以支持可再生能源大規(guī)模接入和分布式能源的廣泛使用?!睆埥ㄈA認(rèn)為,多元化儲(chǔ)能技術(shù),有望打破電力系統(tǒng)發(fā)輸配用必須實(shí)時(shí)平衡的瓶頸,成為實(shí)現(xiàn)多能互聯(lián)共享和多網(wǎng)融合的支撐和紐帶,并有可能成為改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)架構(gòu)和運(yùn)營模式的顛覆性技術(shù)之一。
此外,一些新型高可靠性、低損耗的電力電子裝備和技術(shù)也陸續(xù)在電力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。張建華介紹,采用寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)的電力電子器件,可以適用于大型新能源變流裝置、中低壓配電網(wǎng)或微電網(wǎng),將為綜合能源系統(tǒng)帶來革命性變化。
與環(huán)境治理協(xié)同創(chuàng)新
“2000年以來,我國各行業(yè)每年產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物超過8億噸,而禽畜糞便產(chǎn)生量是工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的2.4倍,帶來了土地負(fù)荷壓力過大、土壤及水體污染、空氣惡臭和疾病傳播等一系列問題?!睆埥ㄈA表示,“我們?cè)蛑锌圃航ㄗh,調(diào)研各省區(qū)生物質(zhì)廢棄物的資源化、能源化情況,對(duì)于很多地方而言這些問題已經(jīng)成了‘老大難’。”
對(duì)此,張建華提出,可以將綜合能源系統(tǒng)與環(huán)境治理工程綜合考慮。采用固廢清潔資源化處理技術(shù)解決本地污染源的無害化處理問題,將其產(chǎn)生的能源參與風(fēng)光小水電等間歇性季節(jié)性發(fā)電的調(diào)節(jié),輔以多種儲(chǔ)能手段,實(shí)現(xiàn)環(huán)境能源與可再生能源的互補(bǔ)運(yùn)行和高效消納。
同時(shí),通過能源物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)煤氣、蒸汽、冷、熱、電之間的能量生產(chǎn)、消費(fèi)、儲(chǔ)存和相互轉(zhuǎn)換,推進(jìn)綜合能源需求響應(yīng)和能源互聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)。對(duì)此,張建華肯定了分布式壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù),稱其已在山西等地實(shí)現(xiàn)樓宇的綜合能源供給?!皦嚎s空氣還能驅(qū)動(dòng)公交車、環(huán)衛(wèi)車等,第一臺(tái)壓縮空氣動(dòng)力公交車的啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)已通過國家第三方檢測(cè)認(rèn)證,壓縮空氣動(dòng)力公交車目前正在交通運(yùn)輸部公路交通運(yùn)輸研究院的主導(dǎo)下開展測(cè)試?!?/p>
張建華表示,固廢資源化、分布式壓縮空氣儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)示范工作未來將陸續(xù)推進(jìn),通過示范工程實(shí)現(xiàn)能源、環(huán)境、交通的協(xié)同創(chuàng)新。