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中国工程院院士顾国彪是我国能源领域的资深专家,在“科技北京”发展建设座谈会上,他畅谈了北京发展电动汽车、智能电网和新能源的独到见解。
北京发展智能电网有良好的基础
目前我国已经制定了智能电网发展的规划,智能电网建设是推进新能源发展的关键领域。同时,智能电网将太阳能发电、风电、冷热电联产等多种分布式发电进行吸纳和管理,满足人们生产生活需要。智能电网可以满足用户对用电多样、多元的需求,有效提高电网的利用效率,实现对用户用电的均衡。此外,还可以促进低碳生活方式的建立,降低用户的电费支出。顾国彪院士认为,从现实的考虑来说:“现在大量风机正在安装,电动汽车行业方兴未艾,智能电网的发展已经非常急迫。”
顾国彪院士介绍说,他参加主持了国电网与华北电网有限公司关于智能电网示范网的一个鉴定,它们是智能电网的起步阶段,已具备了构造智能电网的基础条件,而且华北电科院示范网经鉴定处于国际领先地位。从中可以看出,中国智能电网研究取得了很多成绩。过去,中国经常购买外国人的技术标准。现在,中国智能电网不仅技术基础很好,而且智能电网技术研究的某些方面比国外一些国家还要先进。现在,我们缺的是自信心和能够自主创新的精神。
他认为,北京的智能电网已具备了良好的发展基础,而且北京智能电网的研究人才丰富,这些为北京发展智能电网创造了良好的条件。
北京智能电网引入社区试点在今年正式启动,北京市发改委和国家电网将选取部分小区,对这些小区的电网和电表进行改造,为这些小区安装上“智能电表”。这种电表可以将用户的用电情况及时反馈到电网公司,再由电网公司根据居民的用电量,随时调整输电量和配电量。“智能小区”的试点家庭,可以在电价较高的时段,自动关闭某些用不着的耗电电器,而在电价较低的时段,自动选择开启耗电电器,以达到省电的目的。
谈到未来智能电网的发展,顾国彪院士认为在智能电网技术条件尚不完备的情况下,绝不能强行推广。绝不能一哄而上,应该有条件、逐步地进行。选择合适的区域网进行试点。等下一步大规模推广时,我国可以用一个局部的网络做示范,进行全面技术研究,然后推广,才能逐步展现智能化的实用性、经济性和优越性。试点易,但是推广难,然而我们要相信中国人有能力推进智能电网技术。
储能环节制约了风电的发展
2006年,我国出台了《新能源法》,但我们发展新能源的相关技术还没有准备好,使得国外有的国家抢占了先机,比如德国在2003年就基本掌握了风力发电的关键技术。因此,我国引进了很多套国外风力发电的相关设备。目前我国风力发电的设备是低端产品过剩,高端产品匮乏,高端技术都是从国外购买。他指出,风电发展存在无序的情况,需要进行规范和引导,否则容易产生引进泛滥的问题。目前国外输出的技术无非两种:一种是过时的、落后的、即将淘汰的技术,一种是不成熟、其本国推不动的技术。真正成熟的先进技术,我们反而很难引进。永远购买国外产品的后果,就会压抑自己的研发能力,很难取得技术进步。
新能源发展的当务之急就是要尽快建立一套完整的新能源技术发展路线图。他说,以风电为例,目前我国不少地方在建设风电厂的时候,往往都是地方或者企业行为,缺乏全局性统筹的考虑,也正因为如此,造成了电厂建成后无法上网的问题。因此,对于风电而言,首先要做的就是尽快解决风电与电网匹配的问题,一方面在建设的时候就要考虑到电网的承受能力,而另一方面也应该尽快加大电网的改造力度,争取让风力发电能够早日上网。此外,国家应该尽快出台相应的扶持政策,来保障新能源的迅速推广。
制约我国风力发电的最大问题是什么呢?顾国彪解释说,一是风力发电不稳定,二是储能环节没有解决好。由于风力发电受到风力大小的影响,发电量不稳定,而西北电网的容量又相对较小,因此,风电与电网之间不匹配,影响了风力发电的快速发展和实效。
只有大规模发展储能,才能适应智能电网的发展。对于实现电网安全可靠运行,储能技术不可或缺。它可以有效实现需求管理,消除昼夜间峰谷差,不仅可以提高电力设备运行效率,降低供电成本,还能促进可再生能源的应用。
电动汽车:移动的储能装置
蓄电池式电动汽车发展中的瓶颈是电池,它的单位重量储电量、快速充电、充放电次数,是影响用户的潜因,但作为一种广泛的社会储能系统,是解决新能源利用问题的重要方式,电动汽车的研发应用推广又基于智能电网的建设,因此需要把智能电网、电动汽车、电池生产结合起来发展。
新能源、电动汽车是我国战略性新兴产业的两大战场,它们与智能电网是“铁三角”。如果依靠传统电网模式而不是智能电网模式,大规模新能源和“即插即用”式电源都将受到电网消纳能力的限制,新疆、甘肃酒泉、内蒙古西部等风电富集地区的风电只能在本省或区域电网消纳,而缺失了大量的入网新能源,电动汽车的发展也面临悖论:它的能源利用效率为50%左右,较燃油汽车高1~2倍以上,行驶1公里的碳排放比燃油汽车少70克,但是,如果它用的主要还是煤电而非新能源,只是把排放从城市转移到远郊的火电厂,实质上并非真正意义上的低排放。并且,电动汽车也将对电网的负荷预测和经营成本形成压力。要破解以上的难题,只有让电动汽车通过智能电网与新能源“见面”,成为一个个移动储能装置,真正实现节能、减排效益。
打造联盟 实现双赢
谈到以往申报科研项目的问题时,顾国彪院士说:“立项的时候很热闹,立完项就各管一摊了。”一个大项下有若干小项目,经过“海报”、“海选”、“海评”,大部分情况就是分项目分钱,互相协调、统筹发展的少。在他看来,拿出能够引发社会生产方式变革的科学技术,途径之一就是结成联盟。“这样的联盟是以互利共赢为基础”。拿发展新能源来讲,风能和太阳能都属于不稳定能源,不能够连续发电,储能成为一个问题。而电动汽车上的电池则有望成为流动着的社会储能系统。如果新能源与电动汽车经过智能电网结成联盟,那么各自的应用和发展对联盟内的其他部分都将是极大的促进和推动。
北京市应把纯电动汽车的发展与新能源利用、智能电网、智能交通甚至物联网的建设结合起来、统筹规划、共同发展,这样才能在未来发展中抢占战略制高点,实现共赢。
顾国彪建议,能否在北京市郊区建设新型的低碳卫星城,这种新城镇尽可能采用新能源,交通尽可能采用电动汽车,从而达到真正的低碳排放。政府在政策上给予支持,比如政府给予适当补贴,一是补贴到电池生产企业,二是对用户直接补贴。通过这样的试点,探索北京市新能源应用、电动汽车产业发展之道,加快北京产业结构调整,从而在全国起到引领和示范作用。
创新支撑新能源发展
顾国彪院士在大型电机蒸发冷却方面研究了50余年,所做的工作涉及这个体系上的各个环节。除了研发核心技术外,他还承担了这一体系上其他环节的很多工作,比如设计、材料、监理、工艺控制、安装检查甚至是维修服务等工作。在顾院士的带领下,蒸发冷却技术中心深入分析了我国风力发电的发展过程和缺乏核心技术的现状,在2005年开始将蒸发冷却技术应用于风力发电机领域的工作,提出了大型蒸发冷却风力发电机的技术路线,进行750千瓦风力发电机蒸发冷却技术改造,形成2~3兆瓦级及更大容量蒸发冷却风力发电机试验样机,准备并网运行示范。
他从亲身经历感受到自主创新和体制完善的重要性。顾国彪院士介绍说,2004年10月,党中央提出中国要加强自主创新,从此“自主创新”的春风吹遍神州大地,也带来了我国“科技的又一个春天”。当年12月,胡锦涛总书记到中科院视察,顾国彪主持研究的蒸发冷却技术成为第一个介绍给总书记的项目,也是完全意义上的自主创新成果之一。在与胡锦涛总书记座谈时,胡锦涛总书记曾经询问我国的自主创新技术为何这么慢。顾国彪院士的回答是,缺乏科技创新体系,就无法加快自主创新的速度。现在国家已经认识到了这一问题,但尚未形成真正的科技创新体系。
我国新能源科技创新靠什么支撑呢?顾国彪院士认为,能源科技创新要靠创新体系支持,应该全面建设科技创新体系,科技创新的软体系是科技创新奖励制度,硬体系就是建设国家重点实验室、国家工程中心、国家工程实验室等形成产学研用实质相结合的机制。这样才能汇聚不同的科研机构,开发核心技术、新材料、新设计、新工艺,形成新产品,并与用户结合,不断提升构成完整的创新体系。
北京发展智能电网有良好的基础
目前我国已经制定了智能电网发展的规划,智能电网建设是推进新能源发展的关键领域。同时,智能电网将太阳能发电、风电、冷热电联产等多种分布式发电进行吸纳和管理,满足人们生产生活需要。智能电网可以满足用户对用电多样、多元的需求,有效提高电网的利用效率,实现对用户用电的均衡。此外,还可以促进低碳生活方式的建立,降低用户的电费支出。顾国彪院士认为,从现实的考虑来说:“现在大量风机正在安装,电动汽车行业方兴未艾,智能电网的发展已经非常急迫。”
顾国彪院士介绍说,他参加主持了国电网与华北电网有限公司关于智能电网示范网的一个鉴定,它们是智能电网的起步阶段,已具备了构造智能电网的基础条件,而且华北电科院示范网经鉴定处于国际领先地位。从中可以看出,中国智能电网研究取得了很多成绩。过去,中国经常购买外国人的技术标准。现在,中国智能电网不仅技术基础很好,而且智能电网技术研究的某些方面比国外一些国家还要先进。现在,我们缺的是自信心和能够自主创新的精神。
他认为,北京的智能电网已具备了良好的发展基础,而且北京智能电网的研究人才丰富,这些为北京发展智能电网创造了良好的条件。
北京智能电网引入社区试点在今年正式启动,北京市发改委和国家电网将选取部分小区,对这些小区的电网和电表进行改造,为这些小区安装上“智能电表”。这种电表可以将用户的用电情况及时反馈到电网公司,再由电网公司根据居民的用电量,随时调整输电量和配电量。“智能小区”的试点家庭,可以在电价较高的时段,自动关闭某些用不着的耗电电器,而在电价较低的时段,自动选择开启耗电电器,以达到省电的目的。
谈到未来智能电网的发展,顾国彪院士认为在智能电网技术条件尚不完备的情况下,绝不能强行推广。绝不能一哄而上,应该有条件、逐步地进行。选择合适的区域网进行试点。等下一步大规模推广时,我国可以用一个局部的网络做示范,进行全面技术研究,然后推广,才能逐步展现智能化的实用性、经济性和优越性。试点易,但是推广难,然而我们要相信中国人有能力推进智能电网技术。
储能环节制约了风电的发展
2006年,我国出台了《新能源法》,但我们发展新能源的相关技术还没有准备好,使得国外有的国家抢占了先机,比如德国在2003年就基本掌握了风力发电的关键技术。因此,我国引进了很多套国外风力发电的相关设备。目前我国风力发电的设备是低端产品过剩,高端产品匮乏,高端技术都是从国外购买。他指出,风电发展存在无序的情况,需要进行规范和引导,否则容易产生引进泛滥的问题。目前国外输出的技术无非两种:一种是过时的、落后的、即将淘汰的技术,一种是不成熟、其本国推不动的技术。真正成熟的先进技术,我们反而很难引进。永远购买国外产品的后果,就会压抑自己的研发能力,很难取得技术进步。
新能源发展的当务之急就是要尽快建立一套完整的新能源技术发展路线图。他说,以风电为例,目前我国不少地方在建设风电厂的时候,往往都是地方或者企业行为,缺乏全局性统筹的考虑,也正因为如此,造成了电厂建成后无法上网的问题。因此,对于风电而言,首先要做的就是尽快解决风电与电网匹配的问题,一方面在建设的时候就要考虑到电网的承受能力,而另一方面也应该尽快加大电网的改造力度,争取让风力发电能够早日上网。此外,国家应该尽快出台相应的扶持政策,来保障新能源的迅速推广。
制约我国风力发电的最大问题是什么呢?顾国彪解释说,一是风力发电不稳定,二是储能环节没有解决好。由于风力发电受到风力大小的影响,发电量不稳定,而西北电网的容量又相对较小,因此,风电与电网之间不匹配,影响了风力发电的快速发展和实效。
只有大规模发展储能,才能适应智能电网的发展。对于实现电网安全可靠运行,储能技术不可或缺。它可以有效实现需求管理,消除昼夜间峰谷差,不仅可以提高电力设备运行效率,降低供电成本,还能促进可再生能源的应用。
电动汽车:移动的储能装置
蓄电池式电动汽车发展中的瓶颈是电池,它的单位重量储电量、快速充电、充放电次数,是影响用户的潜因,但作为一种广泛的社会储能系统,是解决新能源利用问题的重要方式,电动汽车的研发应用推广又基于智能电网的建设,因此需要把智能电网、电动汽车、电池生产结合起来发展。
新能源、电动汽车是我国战略性新兴产业的两大战场,它们与智能电网是“铁三角”。如果依靠传统电网模式而不是智能电网模式,大规模新能源和“即插即用”式电源都将受到电网消纳能力的限制,新疆、甘肃酒泉、内蒙古西部等风电富集地区的风电只能在本省或区域电网消纳,而缺失了大量的入网新能源,电动汽车的发展也面临悖论:它的能源利用效率为50%左右,较燃油汽车高1~2倍以上,行驶1公里的碳排放比燃油汽车少70克,但是,如果它用的主要还是煤电而非新能源,只是把排放从城市转移到远郊的火电厂,实质上并非真正意义上的低排放。并且,电动汽车也将对电网的负荷预测和经营成本形成压力。要破解以上的难题,只有让电动汽车通过智能电网与新能源“见面”,成为一个个移动储能装置,真正实现节能、减排效益。
打造联盟 实现双赢
谈到以往申报科研项目的问题时,顾国彪院士说:“立项的时候很热闹,立完项就各管一摊了。”一个大项下有若干小项目,经过“海报”、“海选”、“海评”,大部分情况就是分项目分钱,互相协调、统筹发展的少。在他看来,拿出能够引发社会生产方式变革的科学技术,途径之一就是结成联盟。“这样的联盟是以互利共赢为基础”。拿发展新能源来讲,风能和太阳能都属于不稳定能源,不能够连续发电,储能成为一个问题。而电动汽车上的电池则有望成为流动着的社会储能系统。如果新能源与电动汽车经过智能电网结成联盟,那么各自的应用和发展对联盟内的其他部分都将是极大的促进和推动。
北京市应把纯电动汽车的发展与新能源利用、智能电网、智能交通甚至物联网的建设结合起来、统筹规划、共同发展,这样才能在未来发展中抢占战略制高点,实现共赢。
顾国彪建议,能否在北京市郊区建设新型的低碳卫星城,这种新城镇尽可能采用新能源,交通尽可能采用电动汽车,从而达到真正的低碳排放。政府在政策上给予支持,比如政府给予适当补贴,一是补贴到电池生产企业,二是对用户直接补贴。通过这样的试点,探索北京市新能源应用、电动汽车产业发展之道,加快北京产业结构调整,从而在全国起到引领和示范作用。
创新支撑新能源发展
顾国彪院士在大型电机蒸发冷却方面研究了50余年,所做的工作涉及这个体系上的各个环节。除了研发核心技术外,他还承担了这一体系上其他环节的很多工作,比如设计、材料、监理、工艺控制、安装检查甚至是维修服务等工作。在顾院士的带领下,蒸发冷却技术中心深入分析了我国风力发电的发展过程和缺乏核心技术的现状,在2005年开始将蒸发冷却技术应用于风力发电机领域的工作,提出了大型蒸发冷却风力发电机的技术路线,进行750千瓦风力发电机蒸发冷却技术改造,形成2~3兆瓦级及更大容量蒸发冷却风力发电机试验样机,准备并网运行示范。
他从亲身经历感受到自主创新和体制完善的重要性。顾国彪院士介绍说,2004年10月,党中央提出中国要加强自主创新,从此“自主创新”的春风吹遍神州大地,也带来了我国“科技的又一个春天”。当年12月,胡锦涛总书记到中科院视察,顾国彪主持研究的蒸发冷却技术成为第一个介绍给总书记的项目,也是完全意义上的自主创新成果之一。在与胡锦涛总书记座谈时,胡锦涛总书记曾经询问我国的自主创新技术为何这么慢。顾国彪院士的回答是,缺乏科技创新体系,就无法加快自主创新的速度。现在国家已经认识到了这一问题,但尚未形成真正的科技创新体系。
我国新能源科技创新靠什么支撑呢?顾国彪院士认为,能源科技创新要靠创新体系支持,应该全面建设科技创新体系,科技创新的软体系是科技创新奖励制度,硬体系就是建设国家重点实验室、国家工程中心、国家工程实验室等形成产学研用实质相结合的机制。这样才能汇聚不同的科研机构,开发核心技术、新材料、新设计、新工艺,形成新产品,并与用户结合,不断提升构成完整的创新体系。