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访谈主题:
吕伟业:关于中国《智能电网》战略...
嘉宾介绍:
吕伟业
    中国能源网研究中心 专家委员
访谈时间:2009年11月24日
访谈内容:
    从中国具体国情看,在中国称为《智能电力系统》战略更为确切,只有发、输、供、用全方位的变革、创新、发展才能真正达到电力变革的宗旨、目的,这四方面变革、创新、发展是互相关联、互相促进,需要协调有序的推进,任何方面过度超前或滞后,都会严重影响中国电力发展进程。
◇ 精彩现场

    吕伟业:畅通智能电网现场图片(2)

    吕伟业:畅通智能电网现场图片(1)
◇ 栏目寄语:
    中国“智能电网”建立是一项全社会系统工程,需要集国家之相关力量。涉及电网、发电、科研院所、高等院校、规划设计、制造、金融及中央、地方政府等方方面面,涉及国家有限资源优化配置,法规标准制定、自上而下的管理体制改革、合理竞争市场环境和定价机制建立,宣传教育等等。
    中国“智能电网”战略要在政府主导组积下制定、执行。首先要明确宗旨、核心、基本形态以及关键技术等基本概念;其次在基本概念清晰基础上,经系统论证,再确定阶段目标、重点;然后 是局部试点、全面推进。
◇ 主持人介绍
◇ 嘉宾介绍

吕伟业
    中国能源网研究中心 专家委员
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◇ 精彩观点
    中国“智能电网”以安全、经济、高效、清洁、低碳为核心。中国“智能电网”基本形态:发送供用储、信息和电力流双向互动系统,集中统一与分散分布相结合的电源结构,统一协调调度。“智能电网”的核心和基本形态是在传统电网基础上的扩展和变革,但不论如何变革,统一协调调度是不变的,只是“智能电网”的调度更重要,难度更大,技术支撑要更完善,理念、体制、管理更新更迫切。
    中国“智能电网”建立要应用或研发的关键技术:电力储能、电力电子、智能电表、高温超导、特和超高压交直流输变电、灵活交流输电和潮流控制、低碳排放清洁电源、可再生能源发电和分布式能源系统等先进电力技术;现代传感测量、通信、集成、控制等先进数字电子技术。关键技术是手段,非核心与宗旨。
吕伟业,曾任电力规划设计总院院长,现任香港中华电力(中国)公司高级顾问。退休后的他依然关心着电力行业的发展,对于“智能电网”,吕院长有着自己独到的见解。近期,中国能源网就“智能电网”的产生背景,重要性以及中国发展智能电网的路径方向采访了吕 院长。
发展“智能电网”是世界能源、气候变化的必然性
中国能源网:吕院长,您好,近期,“智能电网”这个词汇频繁的出现在各大媒体上,甚至在股市“智能电网”也作为一个题材频频的被炒作,凡是跟“智能电网”沾边的股票价格都纷纷上涨,但是很多人对“智能电网”还不是很了解,请您谈谈“智能电网”的发展有着怎样的背景?
吕伟业:世界发展“智能电网”,我个人认为主要是气候和能源两方面的原因。
人们认识到地球气候变暖对人类生存的严重威胁,2007年国际气候变化政府间组织(IPCC)的报告是科学家在这个问题上做出了严谨的科学结论:气候变暖的现象确实在发生,与以CO2为主的温室气体持续排放有关,温室气体持续排放来源于过去100多年来工业革命的化石能源的消耗。2008年地球大气CO2含量己达386ppm,离科学家认为地球將发生不可逆转灾难性后果的CO2含量450ppm已不远了世界工业革命前只有280ppm。全球近百年来平均温升0.74摄氏度,特别近三十年耒全球气温急速上升,二十世纪后五十年北半球平均温度是近1300年中最高,中国近五十年平均温升己达1.1摄氏度,全球近十年是自有记录以来最热十年,地球己处于毁灭性气候混乱状态的边缘。2007年全球CO2排放276亿吨,而90%的CO2排放来自能源生产和消耗。地球气候变暖的严重性深刻指出了能源变革的必然性和紧迫性。
中国2008年GDP占世界6%,一次能源消耗占世界18%,CO2排放占世界20%,中国电力CO2排放占全国排放总量40%,中国现今己成为世界第一大能源生产国。2020年中国人均GDP预计可达5000美元,一次能源需求45亿吨标煤,煤炭占总能源需求60%左右的格局不可能转变,中国石油对外依存度将可能超过60%,虽2020年中国单位GDP的CO2排放比2005年可能下降50%,但排放总量还要增加约60%。中国未来的经济总量、一次能源需求和温室气体排放量决定了地球只能承载一个正确能源战略的中国。
世界能源变革的最终目标是无碳低碳能源,没有无碳低碳能源就没有低碳经济,能源科技创新是实现低碳经济的核心。 能源变革涉及方方面面,主要围绕节约化石能源和使用可再生能源二大方面,涉及到工业、建筑、交通三大领域。世界电力耗用一次能源占世界消费总量40%以上,其中化石能源近90%,但电力化石一次能源转换的终端效率仅30%水平,电力排放的温室气体占世界排放总量的 40%以上,世界能源变革中最应该变革、最有潜力的是电力,中国同样如此。
中国的“智能电网”一定要上升为国家战略、国家行为
中国能源网:吕院长您认为中国发展“智能电网”,应该如何制定战略?
吕伟业:我要强调一下。中国发展“智能电网”,政府一定不能缺位,这不是电网公司,规划部门,科研单位可以制定的。
美、欧发达国家的智能电网战略己成为国家重要战略,是在政府统一主导和支持下,集国家与之相关力量来制定和推动的,发达国家智能电网也是为抢占未来低碳经济制高点的重要战略措施之一。中国智能电网也必须是国家战略、国家行为,从国家角度审视电力变革包括电网的未来,要符合国家利益、全民利益的最大化,在政府主导下集国家相关之力量来制定和推动。实际上,这是一次国与国战略、策略制定,综合实力和抢占未来低碳经济制高点的较量,也是推动中国经济可持续发展,确保未来能源安全的重大措施。
中国能源网:但是中国和发达国家在发展“智能电网”的侧重点还是应该不一样吧?
吕伟业:对,中国智能电网战略研究表面看似乎是与美国等发达国家同步,实质不然,以往中国电力战略研究重点除保证电力系统安全稳定外,主要还是解决供需矛盾,中国在一次能源结构优化调整、电源结构优化调整、分布式能源系统、传统能源可持续发展以及可再生能源应用等方面研究的基础水平与发达国家还有相当差距,还有中国煤电为主的电力结构长期存在、能源资源与电力需求地域分布的不均衡、未来二、三十年仍要以较快电力发展满足需求增长等具体国情,中国智能电网战略研究要比发达国家考虑的问题更多、更复杂。中国当前对其宗旨、核心和基本原则、框架还存在不少争议,要承认这种滞后状况,提高认识、实事求是、积极慎重、科学论证是必要原则。
中国电力已有良好基础,只要能从实际国情出发,坚持科学发展观,制定正确电力变革方向、目标的《智能电网》战略,在政府良好的政策环境和有效组织下,集国家 之力量,在实施中能将有限资源包括资金、人力、技术发挥最大的社会效益,在市场化电力管理体制建立条件下,中国电力变革实效在未来二、三十年中达到甚至超越发达国家是完全可能的。
中国能源网:吕院长,您能具体的说一下中国发展“智能电网”的核心和重点环节吗?
吕伟业:我认为中国智能电网”应该以“安全、经济、高效、清洁、低碳为核心。其基本形态是:发送供用储、信息和电力流双向互动系统,集中统一与分散分布相结合的电源结构,统一协调调度。智能电网的核心和基本形态是在传统电网基础上的扩展和变革,但不论如何变革,统一协调调度是不变的,只是智能电网的调度更重要,难度更大,技术支撑要更完善,理念、体制、管理更新更迫切。
请注意我上面的用词,以往我们谈电网都是“发送供用”,“智能电网”还需要“”,就是储能。同时信息和电力流是双向互动系统。这里有四个重点环节需要详细说明一下。
第一要强调的是:无论传统电网还是智能电网,保证安全稳定是第一位的。交流同步电网有其电压和功角安全稳定的特殊规律,世界上由于电网失稳而造成巨大社会、经济损失的恶性事故並不少见。交流同步电网中任何扰动都会引起全系统的响应,甚至造成不稳定,並通过链锁效应扩展到全系统,保证电网安全稳定是一个系统工程,取决于诸多因素而非一、二个因素。
中国要保证电力系统安全稳定需认真研究论证几个问题:首先是中国交流同步电网合理分区论证。此论证涉及全国联网、区域主干网架、远距离输电与特高压、超高压和交直流等一系列技术应用。其次是可再生能源电力远距离输送安全稳定论证。第三是超导限流、储能技术应用论证。第四是提高电网安全稳定性多方案的技术经济优选论证。以达到同样安全稳定水平而投入资金最少的系统一、二次合理配置。
第二个要强调的是:中国智能电网建立,供用电系统变革是重点。供用电系统变革的目的是要达到降低供电网线损,提高供电网自愈能力,提高供电可靠性,减小城市输电走廊困难,减小峰谷差,减少系统装机,接纳可再生能源包括用户绿色电力,减少能源不必要转换以提高一次能源利用率,降低用户实际消费电价,适应新型交通工具等等目的。
供用电系统变革是一项全社会的系统工程。中国曾经历过较长的“重发、轻供、不管用”时期,中国供用电环节各方面基础较差,信息化水平低,总体自动化控制水平不高,供配电网架结构薄弱,各地区基础现状很不均衡等。中国推行“配电自动化系统”工作为今后供用电系统变革提供了一定基础,但智能电网供用电系统的技术和管理变革要求高,要求在全面数字信息化集成基础上实现智能化控制,要求建立分布式能源系统,接纳可再生能源,要求优化供配电电压等级、建立合理的供配电网和微网结构,要求商业服务模式创新即原单一电力供应商转变为綜合能源供应服务商,电源商、用户也要参与能源管理等。因此,供用电系统变革涉及观念、政策、体制、管理、规划、导则规范、人员、技术、设备、网架和信息化水平等方方面面,工作量很大,是一项全社会的系统工程。各地区基础水平又很不一致,不可一刀切,还要量力而行。总之,供用电系统变革要在规划、规范、试点、总结、完善基础上逐步推行,才能提高投资效益,避免低水平重复建设。
第三个要强调的是:中国《智能电网》建立,可再生能源应用与分布式能源系统是难点。
建立分布式能源系统是大势所趋。大量实践已证明分布式能源系统的一次能源利用率比传统电网模式提高一倍多,也是改善能源结构,接纳可再生能源,提高电力供应安全保障有效途径,在这方面中国与世界发达国家相比有很大差距,首先是观念、体制上的差距。要对中国原电源结构和分布调整做好相应规划,逐步加大分布式电源比例,互补改善接入可再生能源电力的质量,以达到更多应用可再生能源目的。
可再生能源是低碳、清洁、可持续的最有效能源,特别是太阳能、风能新可再生能源利用,是人类未来生存的希望。但是,太阳能、风能除因为当前造价偏高和利用小时低而缺乏竞争力需政策支持外,其不确定性即隨机性、间隙性以及反调峰特性对电网影响很大,电能质量下降包括频率、电压不稳,谐波污染,还有风电对电网故障和扰动的过渡能力低如低电压穿越能力低等问题,直至威胁到电网安全稳定。
发展可再生能源是人类未来生存的希望,当前存在“车多路少”问题,但电力大规模应用新可再生能源难点並不在于此,不是仅仅增加一些输电能力就可以,主要难点在新可再生能源的不确定性,这不仅是中国大规模应用新可再生能源的难点,也是世界各国面对的难点,只是要解决问题的侧重面不同。中国电力大规模应用新可再生能源需要满足四个条件和经济的可行性,这是需要在科学规划指导下逐步解决。这四个条件是:电网实现供需实时能量平衡是接纳新可再生能源的基本条件。不确定性的新可再生能源电力远距离、大规模安全稳定输送是中国大规模应用新可再生能源的重要条件。解决中国风电、太阳能电设备制造核心技术空心化问题是中国大规模应用新可再生能源重要条件。电网快速实时调频能力是接纳大规模新可再生能源必要条件。新可再生能源能否大規模应用最终取决于经济的可行性。
新可再生能源发电自身造价高,利用小时数低,单一可再生能源电力输电成本电价又要高于当前水火电力输送的23倍,还有电网增加储能裝置、系统热备用以及电网数据采集处理控制系统改造等巨额资金,这些最终都是要通过用户电价来承担的。除国家财政补贴,新可再生能源电价水平、电价机制和用户承受能力是决定因素。因此,新可再生能源能否大規模应用最终取决于经济的可行性。
第四个要强调的是中国智能电网建立,传统能源可持续发展研究特别是高效、 清洁、低碳煤燃烧技术是不可或缺的。必须清醒地看到,未来二、三十年中或更长时期,中国始终是世界煤炭消费最大国,世界最大温室气体排放国,中国一次能源以煤为主,电力以煤电为主的格局是无法改变的,这就是中国能源的基本国情。中国必须要认真研究解决传统能源可持续发展,除大力发展水电、核电、超超临界火电、燃气联合循环等外,煤气化联合循环IGCC特别是多联产IGCC、CO2 捕捉和储存CCS问题必须要下大力气有所突破,既是中国自身需要也是中国应尽责任。美国在先进核能、燃气联合循环、煤气化联合循环等技木创新上,过去和现在都投入了大量资源,其中IGCC和CCS先后已进行了三、四十年的研究,現规划在8-10年后达到商业化运营水平。中国新能源,包括核电、可再生能源以及高效、洁净、低碳煤电,应成为中国能源可持续发展体系中重要组成部分。
最后我要说的是中国智能电网的建立,政府决策科学化、全面主导、有效组织、政策支持是关鍵。
中国智能电网建立是一项全社会系统工程,需要集国家之相关力量。涉及电网、发电、科研院所、高等院校、规划设计、制造、金融及中央、地方政府等方方面面,涉及国家有限资源优化配置,法规标准制定、自上而下的管理体制改革、合理竞争市场环境和定价机制建立,宣传教育等等。
中国智能电网战略要在政府主导组积下制定、执行。首先要明确宗旨、核心、基本形态以及关键技术等基本概念;其次在基本概念清晰基础上,经系统论证,再确定阶段目标、重点;然后是局部试点、全面推进。
中国智能电网标准规范先行问题。必须在战略已明确前题下才能坚持标准规范先行,而且标准规范和试点是相辅相成的,没有标准规范无从实施,没有试点实踐,标准规范不可能完善,更不可以成为全面推行的标准规范。另外,还有统一国际标准问题,特别是电网与电源、用户等外部接口界面上的标准。
中国智能电网战略研究和基础现状落后于发达国家,建立更要经历二、三十年一个较长时期和数万亿元的巨大资金支持,欲速之则不达。在提高认识、实事求是、积极慎重、科学论证基础上,提出中国智能电网战略架构是当务之急。
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