盧強(qiáng)院士：能源互聯(lián)網(wǎng)群建設(shè)與新型儲(chǔ)能技術(shù)

為探索一帶一路綠色能源產(chǎn)業(yè)最佳發(fā)展路徑，增進(jìn)兩岸四地深港澳臺(tái)交流合作，探索國(guó)際合作新模式，中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)國(guó)際聯(lián)絡(luò)部、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)光伏專(zhuān)業(yè)委員會(huì)、深圳市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)、深圳市福田區(qū)科技創(chuàng)新局(科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì))、深圳市坪山新區(qū)經(jīng)濟(jì)服務(wù)局、深圳市新能源行業(yè)協(xié)會(huì)、深圳市太陽(yáng)能學(xué)會(huì)、深圳產(chǎn)學(xué)研合作促進(jìn)會(huì)于2015年12月11-12日在深圳聯(lián)合召開(kāi)以“新發(fā)展，新綠地”為主題的2015兩岸四地綠色能源協(xié)同創(chuàng)新論壇暨深圳第十屆新能源科技年會(huì)。中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授盧強(qiáng)分享“能源互聯(lián)網(wǎng)群建設(shè)與新興儲(chǔ)能技術(shù)”的主題演講，以下是演講內(nèi)容：

各位專(zhuān)家、各位朋友，今天這個(gè)兩岸四地關(guān)于綠色能源的論壇，我在這能夠做一個(gè)簡(jiǎn)短的發(fā)言，我感到十分榮幸。我發(fā)言的題目是“能源互聯(lián)網(wǎng)群建設(shè)與新型儲(chǔ)能技術(shù)”。

我今天講一個(gè)新的東西，就是最近三年中國(guó)在組建新能源和智能微網(wǎng)上面的一個(gè)不可缺少的系統(tǒng)，就是儲(chǔ)能系統(tǒng)。自從有電力系統(tǒng)以來(lái)，人類(lèi)碰到的最大的難題，就是電能不能大規(guī)模的、工程化、長(zhǎng)壽命的存儲(chǔ)，如果這個(gè)問(wèn)題解決了，很多問(wèn)題都迎刃而解。它的經(jīng)濟(jì)性、安全性、電能質(zhì)量、風(fēng)電和太陽(yáng)能帶來(lái)的波動(dòng)等等問(wèn)題都可以解決，在這方面，人類(lèi)還沒(méi)有徹底地解決問(wèn)題，所以我們?cè)谶@方面做了一些工作，取得了中美兩國(guó)發(fā)明專(zhuān)利的授予，這也算是一個(gè)真正的發(fā)明的工作?，F(xiàn)在全世界都在說(shuō)微電網(wǎng)和智能微電網(wǎng)，這里面缺少一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，它就不能構(gòu)成智能微網(wǎng)。所以有足夠的儲(chǔ)能設(shè)備和快時(shí)間響應(yīng)、大規(guī)模、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能設(shè)備是建設(shè)智能微網(wǎng)、更好地利用太陽(yáng)能和風(fēng)能，以及小水電等等清潔能源所不可缺少的，所以?xún)?chǔ)能系統(tǒng)是建設(shè)智能微網(wǎng)的一個(gè)必要條件。

智能微電網(wǎng)有儲(chǔ)能系統(tǒng)，就可以做優(yōu)化設(shè)計(jì)，如果你沒(méi)有儲(chǔ)能系統(tǒng)，有多少水來(lái)了就發(fā)多少電，沒(méi)有水就不發(fā)電，那你就是一個(gè)小水電站，談不上一個(gè)智能微網(wǎng)。如果是太陽(yáng)能，你有太陽(yáng)就發(fā)電，沒(méi)有太陽(yáng)就不發(fā)，所以你就是一個(gè)小型的太陽(yáng)能發(fā)電站，你也不能成為微網(wǎng)。風(fēng)電也一樣，所以這里強(qiáng)調(diào)的是儲(chǔ)能。全世界都知道儲(chǔ)能的困難，這是人類(lèi)至今碰到的一個(gè)大的難題。

在中國(guó)這樣一個(gè)人口大國(guó)，將來(lái)向城鎮(zhèn)化發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中可以涌現(xiàn)出數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的中小型城鎮(zhèn)，它既不是城市，也不是農(nóng)村，它就是一個(gè)小的城鎮(zhèn)，在中國(guó)會(huì)出現(xiàn)井噴式的發(fā)展，這樣中國(guó)就會(huì)建很多的智能的微網(wǎng)。每一個(gè)微網(wǎng)如果都單獨(dú)的跟大電網(wǎng)相連，我們就要用很多的變壓器，整個(gè)的配網(wǎng)非常紛亂，并且空載變壓器太多，會(huì)增加低壓側(cè)損耗，這是不必要的。把這些已經(jīng)建成的孤立的微電網(wǎng)，自己連成一個(gè)小型的配電電力系統(tǒng)，有一臺(tái)變壓器，最多兩臺(tái)變壓器上網(wǎng)足以，不要每個(gè)小微網(wǎng)都要一臺(tái)發(fā)電機(jī)和大系統(tǒng)相連，那是沒(méi)有必要的，所以要注意發(fā)展微網(wǎng)群。智能微網(wǎng)群的好處我已經(jīng)講過(guò)了，如果不是這樣的話(huà)，配網(wǎng)會(huì)非常紛亂，而且低壓損耗會(huì)非常多，因?yàn)榭蛰d變壓器太多了。

下面我要向大家推薦一個(gè)近三年的中國(guó)的發(fā)明，這個(gè)發(fā)明，不是我說(shuō)它是發(fā)明它就是發(fā)明，這是得到了中國(guó)和美國(guó)授予的發(fā)明專(zhuān)利的。也就是說(shuō)在今天以前，世界上還沒(méi)有這樣的系統(tǒng)，我現(xiàn)在介紹這樣一個(gè)系統(tǒng)給大家。這個(gè)系統(tǒng)叫做壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，我把它叫做壓氣儲(chǔ)能電站，它的簡(jiǎn)稱(chēng)就是CAES。這樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)在造價(jià)上、靈活性、可靠性完全可以跟抽水蓄能系統(tǒng)匹配，但是抽水蓄能對(duì)條件的要求很高，它有很高的地理?xiàng)l件的限制，不是什么地方都可以做的，所以我們還要有新的創(chuàng)造。

壓縮空氣儲(chǔ)能這個(gè)道理很簡(jiǎn)單，我用一分鐘的時(shí)間介紹一下?，F(xiàn)在大量的清潔能源被白白的放棄，這些都是百分之百的清潔能源，我們把它放棄掉了，這太可惜了。比如說(shuō)我們的風(fēng)電，大家知道中國(guó)裝機(jī)世界第一，風(fēng)機(jī)的平均年利用小時(shí)數(shù)只有不到1700小時(shí)，所以的其他風(fēng)都被丟棄掉了，這樣丟棄掉的風(fēng)電、光電、小水電，這些清潔能源我們都應(yīng)該把它儲(chǔ)存起來(lái)加以利用。利用那些被遺棄的清潔能源是最綠色的能源，這就是我們發(fā)明這個(gè)系統(tǒng)的初衷。它就是把空氣用壓縮空氣機(jī)進(jìn)行壓縮，壓縮到多少壓力呢?10兆帕到12兆帕，也就是100到120個(gè)大氣壓。壓縮下來(lái)的空氣就把它儲(chǔ)存在能夠承受這么大壓強(qiáng)的儲(chǔ)氣空間，儲(chǔ)存了以后，你要發(fā)電的時(shí)候，有一個(gè)調(diào)速器可以調(diào)節(jié)出口的風(fēng)量，不擠壓的空氣的分子有了出路以后，它會(huì)沿著你的管道高速?lài)娚渲翚廨啓C(jī)，氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，這就是整個(gè)的原理。這中間還有很多其它的設(shè)備都干什么用呢?是為了想盡辦法提高效率，我們還要有其它的設(shè)備，這里面最重要的一點(diǎn)就是儲(chǔ)熱。我們?cè)趬嚎s空氣當(dāng)中必然會(huì)產(chǎn)生大量的壓縮熱，這個(gè)壓縮熱如果不用冷卻水去冷卻，溫度最終會(huì)上升到1850度，所以必須要讓它冷卻，這個(gè)冷卻是常溫的水進(jìn)來(lái)，高溫的水出去，這個(gè)水能到100度，這是一個(gè)熱的資源，大量的熱水儲(chǔ)存起來(lái)冬季供暖。我這里講的冬季供暖主要是華北和東北，因?yàn)樗械某鞘卸冀⒘斯┡W(wǎng)絡(luò)，每家每戶(hù)都有暖氣片?，F(xiàn)在供暖都是用小鍋爐燒煤，燒熱水供暖，我們這個(gè)裝置用自然的方式，把常溫的水變成熱水，一個(gè)20兆瓦的電站可以供1萬(wàn)戶(hù)人家的熱水。在東北和華北，如果我們建設(shè)足夠多的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電站，就可以把那些燒煤供暖的鍋爐取代，我們的天空至少會(huì)藍(lán)一點(diǎn)，可能也能藍(lán)得很多，因?yàn)楝F(xiàn)在一到冬季，污染就特別的嚴(yán)重，這顯然是供暖小鍋爐造成的。

現(xiàn)在國(guó)家電網(wǎng)公司給我們這個(gè)項(xiàng)目很大支持，并且我們?nèi)诤狭酥袊?guó)科學(xué)院周遠(yuǎn)院士的團(tuán)隊(duì)和我們合作，在一年半的時(shí)間內(nèi)建成了這樣一個(gè)物理的發(fā)電系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)占地1000平米，在清華大學(xué)找不到這種地方，所以我們?cè)诎不帐∈徍懈咝麻_(kāi)發(fā)區(qū)建立了這樣的一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)示范工程，一個(gè)真正的500千瓦的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電站，目前已經(jīng)建成，通過(guò)了驗(yàn)收，也取得了中美兩國(guó)的發(fā)明專(zhuān)利授予，一直運(yùn)行至今，完全正常，它的所有的參數(shù)符合我們最初的設(shè)計(jì)值，說(shuō)明我們的設(shè)計(jì)理念、方法、理論是正確的。再往下走一步是干什么呢?我今天等于是做一個(gè)推廣，我們要建設(shè)更大一點(diǎn)的工程，500千瓦畢竟太小，我們想做20兆瓦的電站。20兆瓦其實(shí)也很小，但是你別看它小，我做1000個(gè)20兆瓦的電站，那就比較大了，而且它是分散式的，什么地方需要我就建在什么地方，而不是集中在一個(gè)地方，又用高壓遠(yuǎn)距離輸送，它是分布式的。

百聞不如一見(jiàn)，請(qǐng)放6分鐘的視頻。謝謝各位，我的介紹到此結(jié)束。

主持人：非常感謝盧強(qiáng)院士精彩的介紹，因?yàn)樵菏康缴钲谝膊蝗菀?，我們還是留一到兩個(gè)問(wèn)題，如果希望跟盧強(qiáng)院士交流的可以提問(wèn)。

提問(wèn)：它的成本是怎么樣的?

盧強(qiáng)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)電站沒(méi)法算成本，它是個(gè)科研項(xiàng)目，一個(gè)20兆瓦的正規(guī)工程大概是1.8個(gè)億的投入，它一小時(shí)可以發(fā)電2萬(wàn)度電。這個(gè)應(yīng)該請(qǐng)發(fā)改委的同志呼吁一下，你用的是廢棄的電，你不用，它的價(jià)值是零，你用了它，應(yīng)該不能超過(guò)3分錢(qián)一度，你按照正規(guī)的價(jià)錢(qián)賣(mài)出去，一度電能夠收益5毛錢(qián)，回收期我精確的算過(guò)，是6.5年回收，總投資1.8個(gè)億。一度電凈收益5毛錢(qián)，這是非常保守的估計(jì)。

提問(wèn)：我比較關(guān)心小規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)，那個(gè)最小可以小到多小?

盧強(qiáng)：歐洲有一個(gè)專(zhuān)家問(wèn)過(guò)，他們希望能做更小的，我們一直在想怎么更大，他們想更小，最小的我們可以做到100千瓦。但是做小了之后，單位千瓦的造價(jià)就提高了，總造價(jià)當(dāng)然是降低的，但是平均單位千瓦的造價(jià)提高了。電站越大，單位千瓦的造價(jià)就降低了，但是總投資肯定是提高了。小到100千瓦，一個(gè)家庭，一個(gè)小區(qū)可以用，我們有很好的隔音設(shè)備，在壓縮空氣的時(shí)候噪音很小。我一直想怎么做大，您提出做小也有用，這個(gè)非常好，特別是歐洲，他們比較歡迎小的。