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张广河:数字能源助力新型电力系统创新

2021-07-26 10:11:46 中国能源网

编者按:2021年7月8日,以“碳中和与未来能源”为主题的“第三届未来能源大会”在北京召开,本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上,华为数字能源总工程师张广河发表了“数字能源助力新型电力系统创新”的主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

张广河:大家好,我的主题是《数字能源助力新型电力系统创新》。

从早上到现在来看,目标很高,挑战很大,对全世界的承诺,我们怎么干?事情讲了那么多以后,我觉得从简单地方来着手,因为各种咨询报告都很多,到底各种比例占多少,非常清晰和明确的,电力系统很大,5311,50%是电力的,30%来自工业,10%来自汽车,10%来自千合百业,但今天上午我听美国教授讲汽车30%多,三三制差不多。不管怎么样,总之电力排放很大,从电力降碳非常清晰简单,路径明确,从这下手。

降碳有三种方式,替代、节能和移除,用清洁能源替代,最好减少能源的使用,我就快速过了。降碳两个路径,就是电力生产侧的低碳化,一个是消费侧的电气化,美国教授讲了以后,电气30%,汽车30%,一个是生产侧去掉,消费侧去掉,大头去掉了。“双碳”战略能源是主战场,能源里面电力是主力军,我们从源、网、荷、储各个角度,从发电侧大规模并网,大范围的配网,大电网消纳,把电力提高到70%-80%,提到15%以上难度就来了,大比例消纳该怎么解决?最后是高效存储,上午清华的院士讲,小规模储能可能用化学储能,再大规模储能可能要靠绿氢,但现在绿氢技术不成熟怎么办?未来解决。借用一句话,进一步有进一步的欢喜,能推的先推上去,先把化学储能搞定。

这个柱状图,落基山研究所的,理想未来氢能源比例非常大,我们目标倒推,只有比例这么大才有可能实现碳中和,如果达到碳中和,光伏和风这种清洁能源上去,核能再上去,水电再上去,把红色柱子去掉,傅总刚才已经有很多策略和办法,把红色柱子压下去,蓝色柱子涨起来,碳中和目标就实现了。所以要解决两个很大问题,一个是电网友好性问题,然后是储能和消纳的问题。

关于绿色能源的产生,因为华为公司是做电力电子的,原来做ICT,现在伴随着ICT,给ICT供电,所以我们对电力电子研究的也比较多,但对风能机械这块相对研究比较少,我们在智能光伏这块有比较强的积累,现在我们已经连续很多年在全球光伏裂变器方面很大,特别是光伏产业,它跟环境的融合性相对比较好,前两天能源局也发了文,国家机关部委上50%,教育医疗40%,厂房企业30%,农民20%,一下弄起来了。说明光伏电在短期之内是非常快速和特别现实能实现清洁能源化的一个手段,所以我们认为光伏可以全场景部署的技术,大型的光伏电站,大型的储能电站,我们还有微型储能电站,工商业、用户等等,千行百业,都可以融合到生产生活当中。

智能光伏发电机,1GW年发电20亿度,降碳95万吨,量化的东西出来了,现在地方政府绞尽脑汁说我们到底怎么碳中和,路径在哪里,到底量化什么样子,1GW降碳95万吨,你的指标可能就下来了。

这么大的并网,前几年西北片区弃风弃光现象非常严重,为什么?出不来,我们有技术,就用储能技术,1GW装机可以消纳1.3C的充电,快速充上去,另外,多输送能力,比如输电线路,如果用储能的方式,高峰把电存下来,低谷输出去,相当于细水长流,这样的话整个线路可能没有建,但输出能力变大40%,这是非常值得应用的技术。现在吵的比较火的是整县推进光伏部署,现在也遇到了问题,因为配电网比较小,农民发出来的电是它用电量的1/10,如果没有改造电网只能慢慢输,所以有一个平峰的作用,为什么要用储能,为什么要用分布式光储,国家为什么整县推进,我觉得政策研究智库提供了不少思路。我们研究了一下,洞察了市场,前面的片子里面讲,未来达到碳中和,可能光伏和风机都要2500TW级别的,分布式光储也能上到TW级别的数量级,所以它的政策后面可能有很多分析加持。一个技术你要全面铺开一定要扫清前面的技术障碍,分布式光伏遇到的最大的问题是,因为要把发电站弄到农村家里面去,弄到非专业人群里面去,遇到的最大的问题就是安全问题,这是非常大的挑战,系统安全。然后是散点部署,特别多,华为公司做通讯,特别分散,颗粒度非常小的站点管理华为公司非常有经验。如果是零零散散的,一个建完就完了,最后这张网可能就废了。所以一个是系统安全,不能着火,不能让老百姓受伤。第二个,商业闭环不了这个事情就下不去,所以未来不管谁家的,华为公司是一家,做光伏的非常多,必须得做主动安全的设计和全网管理。发电量要发得清清楚楚,用的明明白白。

我们有个技术叫优化器,现在最稀缺的资源是面积,如果不采用优化器有些面不能布,如果采用优化器就可以多布30%,再多上40%,相当于非常稀缺的资源就变现了,下面如果有投资界的朋友咱们可以聊一下。这是一个案例,宁夏张堡村的光伏项目,每个农村家里面屋顶上都装了光伏发电厂,每家都有收入。让农民持续有流水一样的收入,他就会有意愿,解决了意愿问题这个事情就好推了。

前面讲了我们把供应侧绿电化清洁化,一个是上午美国教授聊的电气化,我们汽车烧燃油烧的比较多,电气化也是一方面。华为公司不造车,帮车企做好车,说明各个行业跨界进入,华为公司跨界进入汽车和新能源,说明这两个行业非常热,汽车和新能源是相辅相成的,一体两面,你发很多绿电,再把汽车燃油去掉,这样的话整个链条就低碳化了。

从发电侧到用电侧,再到整个园区,一个园区是社会的基本细胞和单元,我们有综合园区绿电方案,有了园区碳中和解决方案,我就可以推而广之到一个城镇,到整县,到整个行政单位,给地方政府作咨询的时候从这个角度出发,我们解决细胞的问题,全面的问题也就解决了。我们成立了华为能源数字有限公司,我们有新的办公区,做了房子,怎么办?我们对它进行接近于零碳的改造,通过管理优化,绿电叠加,园区里面的汽车管控,碳排减到2000多吨,相当于一下去掉2/3,我们通过自己的实践给行业里面打造一个样板,这种样板在全国各个场合复制,对整个社会产生贡献。

我们要以数字技术来助力我们新型能源系统的建设,这张图,我们通过能源互联网把能源生产端和能源消费端连起来,解决的问题是什么呢?大家看左下角和右下角,比例15%以上,再往上可能遇到很多问题,遇到最核心的问题是中间上面的,一个是瞬时响应问题,一个是实时平衡问题。数字跟能源,伴随着数字信息流、能量流、业务流,一起在能源互联网流转,直到快速响应和实时负载平衡,这样的话我们从数字化转型到体制机制建设,整体助力,构筑新型电力系统。

华为有这方面的能力,从咨询规划到数据治理、ICT技术方案,相当于华为公司的体系架构,下面是我们的很多硬盒子,有连接的技术,有传感器技术,有5G技术,有物联网技术,有云平台,再上面有流程优化,还有各种App运用,所有这一切跑在一朵云上面,在华为云里面有三个使能平台。一个叫ROMA平台,一个是ModelArts平台,一个是DAYU平台。我们对行业应用资产、应用核心能力、末节全流程开发、融合集成。所有东西结合起来就可以成为能源互联网,让整个系统构建新型电力系统,助力国家“碳达峰碳中和”。




责任编辑: 张学坤

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