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张玉清:构建多能协同融合分布式能源系统的思考

2023-12-26
编者按:“双碳”背景下,随着科技水平不断进步和能源行业快速发展,分布式能源已成为引领能源领域发展的重要趋势之一。第十九届中国分布式能源国际论坛”于2023年12月12日在重庆召开,本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上,国家能源局原副局长张玉清做了主题为《构建多能协同融合分布式能源系统的思考》的报告。
 
以下内容根据论坛演讲实录进行整理。
 
张玉清:感谢主持人的介绍。很高兴应中国能源网的邀请参加这次论坛,因为家里有事,不能到现场和大家交流,很抱歉。
 
我想讲几点,能源生产消费的智能化,也就是信息技术和能源生产消费技术深度融合,推动了能源生产消费的智能化。
 
能源供应的多元化,也就是过去一门独到现在到多能驱动。多能互补融合化。终端用能电气化。综合服务一体化,也就是综合能源服务。最后我想讲分布式能源引领未来的发展。我对国家能源转型的趋势概括了7个方面。
 
下面讲一讲自己关于多能协同融合分布式能源的系统思考,这是主办方给我出的题目。
 
我想讲构建多能协同融合分布式能源的重要性。多能协同或者多能互补融合分布式能源重要性是构建新型能源体系的需要,大家知道我们要实现双碳目标,加快构建新型能源体系,保证国家能源安全,坚持全国一盘棋,先立后破。加快化石能源的清洁利用,积极开展CCS,CCUS示范项目。
 
必须要加快可再生能源的开发利用,推动能源结构从高碳向低碳的转变,这是我们实现碳达峰,碳中和的必由之路。大家知道“十四五”现代能源规划体系明确提出全面推进风电和太阳能大规模开发和高质量发展,优先就地就近开发利用,加快复合中心和周边地区分散式风电和分布式光伏的建设,以及加快推进沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地的建设。
 
积极推进黄河上游、新疆、冀北等多能互补清洁能源基地建设,它的重要性和必要性加快构建新型能源体系的需要。
 
构建新型电力系统的需要。大家知道实施可再生能源替代行动推动构建新型电力系统,促进新能源占比逐渐提高,也是“十四五”规划现代能源体系的重要任务。要大力推动电力系统适应大规模,高比例,新能源并网及适应大规模,集中式和量大面广的分布式能源的发展,提升电网的智能化水平,促进新能源就地就近开发利用,必须积极的探索发展多能互补协同融合式的分布式能源系统。
 
优化开发我们国家能源利用布局的需要,大家知道西北北部,不仅化石能源丰富,可再生能源也是非常丰富的,大部分可再生能源发展基地在西部和北部地区。由于可再生能源大规模高比例并网,给电力系统带来很大的压力。要解决大规模送出,必须解决风光的随机性,波动性和不连续性的问题,必须有灵活的电源以及协同互补,融合外送,就近利用。
 
同时,我们国家中东部地区的陆上,海上风电,太阳能是非常丰富的,丰富的风电和太阳能为中东部地区提高能源自给率奠定了基础。进入新的发展阶段,我们必须要优化能源的开发布局,提高资源的配置效率。并且要优化能源的开发利用的布局,积极推动多能协同融合分布式能源项目的发展。
 
提高能源利用效率的需要。大家知道虽然我们国家2022年单位GDP比2015年降低了12.3%,但是仍然是世界平均水平的大概1.5倍左右,如果和西方发达国家相比,提高能效的空间竞争潜力还是很大的。所以“十四五”规划主要的指标是能源系统的效率大幅度的提高,单位GDP5年累计下降13.5%,提高能效,既是我们降低峰值,实现碳中和的重要措施,另外大家知道分布式能源靠近用户侧,就地生产和利用,减少了长距离的输送,损耗比较小,效率高。
 
天然气的分布式能源既可实现能源效率的梯级利用,还可以风光可再生能源的互补,解决协同外送的问题。
 
因此,发展分布式能源是我们提高能源效率的重要措施。
 
推动农村能源革命的需要。我们国家广大农村地区风能,太阳能和生物质等可再生能源还是非常丰富的,推动农村能源革命,我觉得必须积极的探索,发展多能互补的分布式能源项目,既为农村地区的能源供应推动乡村振兴,建设美丽乡村提供重要的支撑,也可以助力我们双碳目标的实现。
 
下面我就谈一下自己对构建多能协同融合分布式能源系统的一点思考。
 
第一,要在大型风电光伏发电基地需要多能协同融合发展。比如说要解决我们国家的西部和北部地区可再生能源的消纳问题,一个是外送,一个是就地利用。无论是外送还是就地利用,都要解决电力的不稳定性的问题。也就是说为了解决这个问题,一是多能协同,融合发展。比如说建设风光水储,风光火储,应当建设风光气储,在很多可再生能源基地和天然气的生产基地也是相重叠的,也应该有风光气储多能互补的清洁能源利用,解决外送的问题。
 
第二,产业转移。把高耗能,但是技术是先进的,把技术先进,高耗能的产业,或者产业链比较长的转移到清洁能源基地。即使产业转移,就近利用也需要稳定性的电源支撑,也需要多能协同互补融合发展,保证电力的供应。无论大型的风光基地,无论是外送还是就近利用都需要解决不稳定问题,我觉得需要多能协同融合发展。
 
第三,积极推动中东部地区分布式能源多能协同融合发展。这张度大家不陌生,是胡焕庸线,是黑河到腾冲线。我们国家化石能源分布不均衡,能源的消费和生产中心是错位的,以胡焕庸线为界,应该说中东部地区消耗了能源占全国比重70%以上,但是生产量不足30%,长期以来我们国家形成西电东送,西气东送的能源流向的格局。
 
我们国家的中东部地区人口密集,工业发达,经济水平比较高,冷热电的复合求比较大,可再生能源比较丰富,所以应当积极的探索风光地热新能源储能以及天然气分布式能源多能互补协同融合的发展问题。充分发挥各种能源的优势,弥补风能和太阳能的间歇性不足,可以减少长距离输送,又可以实现能源梯级利用,可以提高能源的利用效率,提高中东部地区能源的自给率。
 
第四,积极推进虚拟电厂优化配置发展分布式能源。大家知道随着数字化和智能化技术与电力系统不断的融合,新型电力系统的建设也将不断的更新换代,虚拟电厂的应用范围也将不断的扩大,愈加的广泛,虚拟电厂会成为电力系统发展和智能化升级的重要方向,它的应用场景更加的广阔。
 
虚拟电厂的发展也将大力推动分布式能源的开发利用,为构建多能互补协同融合分布式能源系统应该说提供了重要的支撑。
 
第五,积极的推动农村地区分布式能源融合发展。大家知道农村地区各地能源资源禀赋不一样,按照就地开发和利用的原则创新农村分布式可再生能源的发展模式,推动多能互补项目分布式能源的发展。
 
比如说农村的秸秆资源,粪便等都是发展生物天然气,发展生物天然气的同时生产有机肥料,粪便和秸秆结合有利于生物天然气的产生,提高效率。
 
生物天然气发展,比如以村镇为单元,利用新能源,新技术积极的构建风光生物质天然气为主,储能为辅的新能源微网的建设,改善乡村的生活水平,提高清洁能源的供给能力。
 
一个思考积极推动分布式综合能源产业的发展。“十四五”现代农业体系规划提出要探索电力,热力,天然气等多种能源联合调度的机制,促进协调运行。加快推动综合能源服务产业的发展,使电气热冷多种能源在生产和消费环节怎么协调规划和运行,这是未来重要的方向。
 
“十四五”规划提出一个重要任务,这样可以为用户提供绿色高效,低成本的冷热电气的供应,包括节能以及能源服务的管理,从而降低用户的成本,提升能源的综合利用效率。大家知道过去电力燃气,热力供冷都是能源各自成体系,未来的能源规划是电,燃气,热力,冷是一体化的综合能源规划。
 
要把综合能源服务产业发展起来,坚持需求导向,用户至上,也就是用户需要什么,按照需求统计规划。
 
跨界融合协同发展。每个产业由于历史的原因各自有各自的优势,要发展综合能源服务产业要跨界,要融合,要共同推动发展。
 
合作模式因地制宜,不同的园区,不同的城市电热冷负荷是不同的,要因地制宜。几个产业可以共同推动成立一个联合体或者公司,大家共同来参与,占不同的股份,各个企业共同参与。有的是电力牵头,产业发展,有的是燃气,有的是热力地合作模式大家共同推动。
 
发展的综合能源服务产业一定降成本,保证安全。综合能源服务产业发展成本用能高,这个不合适。所以要降低成本,保障安全。
 
积极探索中东部沿海地区海上的能源融合发展。我这张图是国家能源领域的首台套重大的装备,在青岛。东南沿海大家知道海上风电很丰富,开发利用积极的探索海上能源融合发展,海上的风电,海洋的牧场,海上的光伏,制氢以及文旅项目,我和老板还认识,将来要发展文旅项目,同时大小岛,用可再生能源制氢,给中石化供应氢,也是绿氢。融合发展之后把成本降下来,效益可以提升。
 
大力推动山区,村镇分布式智能燃气微网的建设。我这张图是浙江湖州市的一个项目,大家知道我们搞燃气的,这是一个立方米的储罐,从这个地方到这个地方不到10米远,占地面积24-25平方米,过去开发的是3个立方米,一个村镇用气量不是很大,后来发现3个立方米的利用效率不高,现在1个立方米,用户上了之后2个立方米,解决了过去我们城市燃气管道不能辐射的地方,或者管道没有经济性的地方。利用这种方式,利用智能微管网,也是分布式燃气的。
 
过去没有经济性变的有经济性了,利用RNG储罐智能微网,包括城市燃气公司,至少在1/3以上,大家知道浙江山区有很多的民宿,过去用RPG的,安全性,便利性,清洁性解决了。罐区从业的时候,城市燃气也可以看到,地方政府管安全的也可以看到,居民可以在APP上买燃气,是非常便利的。
 
这种新型分布式燃气领域一个应用。
 
要解决分布式能源多能互补发展的问题,一个是要科技,多能互补融合分布式能源系统的技术,靠科技创新。还有体制。能源四个革命,体制革命是能源革命的一个重要内容,也是促进能源高质量发展的重要保障,是我们多能协同融合式分布式能源系统大规模的发展,要解决两个方面的问题,推动产业的发展。
 
我就说这些,不一定对,请大家批评指正。
 



责任编辑: 江晓蓓