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电力产业革命 可再生能源是主角

行业上下游中国仪表网2015年09月06日 14:10人气:13700

  【中国仪表网 行业上下游】第三次工业革命首先应是能源的变革。历次工业革命无不与动力的变革息息相关。正是由于煤炭替代了薪柴,才有了第一次工业革命。此后电力特别是三相交流电力的出现,以及与之相关的石油、天然气对煤炭的替代,促成了第二次工业革命。而即将到来的第三次工业革命,将是能源的第三次大规模替代,这次主角轮到了可再生能源。

  
 
  可再生能源的利用和替代,除了个别场合,最主要的实现形式就是电力。换句话说,可再生能源转化成电力,通过一个新型的网络让这些电力与使用者互通有无。由此,第三次工业革命将首先在电力产业中兴起。此次,电力产业革命的表现主要在哪里?一是能源替代,二是电网理念变革。
  
  能源替代
  
  能源替代是时代的要求。当前世界大量燃烧煤炭,产生了过多的二氧化碳,且污染了空气。对于中国而言,目前能够看到的大规模能源替代包括两个方面。
  
  天然气对煤炭的替代。中国应当有一个“气时代”,即大规模开发应用天然气的时代,来补上工业化的这一课。对电力而言就是增加天然气发电装机,目前我国天然气发电装机比例很低,仅4%,而发电量更低,约2.3%,未来发展空间很广阔。
  
  可再生能源对煤电的替代,其实质仍然是对煤的替代。这个替代的意义已无异议,现在需要解决的是,替代过程中面临的问题。需解决的问题主要有两个:一个是日负荷特性中风电和光伏电的供给特性与负荷需求特性不配合问题,需要另外的电源作为补充,以保障因供给特性的随机性而不能满足需求的那一部分电力。另一个问题是年负荷特性中有一段风电、光伏电不发电或少发电而导致的电力缺口,这或者需要一系列的补充电源,或者侵占系统检修容量。于中国而言,还要研究大规模开发北方风电资源远距离输送的技术经济问题。
  
  能源替代还有一个现在正在进行的工作,那就是新技术替代。这是一个经常性的过程,因为新技术会带来高效率、低消耗、低排放,只不过在第三次工业革命中技术替代更具创新性。
  
  电网理念变革
  
  电网的形成是由电力的规模化集中开发与用户的分散布局所致。传统电网实行广域联网运行,从中获得多项好处,这在传统电网理论中都有明确的结论。然而可再生能源发电入网,分布式电源入网,特别是未来庞大的建筑体工厂企业厂房、居民小区广泛装设应用的分散小型电源接入电网,对既有的电网理论是一个颠覆,也是一个补充,或者说电网格局需要重构。
  
  “十二五”规划纲要提出加快现代电网体系建设任务,可以说在第三次工业革命中建设我国的现代电网体系应当是题中应有之义,那么现代电网体系有何特征?首先,现代电网应当是集纳第三次工业革命成果,将原先单独存在的电力系统(EPS),信息通信系统(ICS)和电网监测、控制、保护系统(MCS)融合发展成的EPS/ICS/MCS广域复杂电力系统。
  
  其次,现代电网体系应当是开放的、信息共享的,通过电子终端将电网和电源、客户连接起来,实现“即插即用”和“互联互通”的实时高速、双向互动的电力网络。它在完成电力能量的传输配送过程之中向各种客户提供增值服务。
  
  再次,传统的集中式经营将被分散经营方式取代,传统的等级化权力结构将让位于以节点组织为特征的扁平化权力结构;传统的一些电网建设理念,也将被证明不适应第三次工业革命所引发的电力各项变革。
  
  最后,建设现代电网需要加快前沿技术的开发。我国实现第三次工业革命的目标很多,建设现代电网体系,所需要的前沿技术将包括超导电力技术、直流电力技术、电力电子技术、燃料电池储能技术、微电网技术等。前沿技术的研发,在很大程度上决定了中国电力在第三次工业革命中的作为,而前沿技术的研发运用又是众多部门单位的联合行动,未来这方面需要主管部门的强力领导与协调。
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