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能镜:是什么力量在变革能源行业,范霁红的20个观点

2021-03-08 13:34 TOM   

 

能镜:是什么力量在变革能源行业,范霁红的20个观点

前言

当碳中和趋势和新能源热度变得滚烫,我们开始谈论和想象,被大数据、AI、工业互联网、区块链等新技术加持催化的新能源世界是怎样一个存在。

风、火、水、光、氢、生物质……在一个更趋生态化的世界里,能源和能源、场景和场景不再孤立排他,而是具有了兼容并蓄的“杂食”能力,它们一头扎进智慧城市的建设中,以一种被重新定义的姿态成为创新载体。

是什么力量在变革能源行业?

终极能源长成什么样子?

氢能将走向一个什么样的未来?

数字化又会否真正可以将各类资源无缝对接实现效率最大化?

「能镜」访问了国家电投中央研究院党委书记、董事长范霁红,并从这位学者派那里,拿回了20个观点。

一起看一看,这20个观点,能否帮你一起构建清洁和智慧能源生长与进化的知识逻辑。

A。关于氢能

IDEA1:氢能清洁、高效,且具投资价值。

氢能的趋势和发展与国家推动清洁能源整体发展的大背景紧密相关。在国家提出碳达峰和碳中和的目标后,无论从业者还是跨行业人员都意识到氢能的重要性。氢能是最清洁的二次能源之一,并可能因其本身的经济性而具投资价值,在保护环境的同时也会带来经济效益。

IDEA2:氢能可进行大尺度大规模的时空转移,是储能优质解决方案之一。

太阳能、风能都是不可人为调节的间歇性能源。氢能因具有大范围时空转移的可能性,可以被作为一种储能手段而随时随地满足用户需求,正是氢能的时空移动属性,让我们对它寄予厚望。

IDEA3:未来氢能应用场景会非常多元。

氢能应用场景非常多,一是交通,不管是汽车还是轨道交通,甚至飞机都可能成为应用场景;另外,氢能直接燃烧发电、氢能冶金、甚至热电联供,在发电的同时提供家庭取暖都是氢能未来应用方向。

所以,尽管氢能产业还处于培育和不确定阶段,但包括国家电投在内,很多公司已经开始在氢能全产业链布局,进行技术方面的探索,并努力推动它的产业化落地。

IDEA4:全产业链成本高企,是氢能发展最大掣肘。

制氢成本高(绿氢)。目前进口的商业规模PEM制氢设备要几千万一套;加氢环节,建一个加氢站又要投入几千万;运输成本高,并会随距离增加大幅上升,当运输距离为250km时,氢气运输成本就相当于汽油价格了。

虽然我们是制造业大国,但氢能应用环节的很多核心技术仍由外国公司掌握,国内厂家还远没实现产业化,因此降本压力较大。所以我们研究风电制氢、光伏制氢,研究开发燃料电池技术,也研发制氢设备、燃料电池设备,同时除了高压气罐装公路运,也进行其他各种储运技术的研究,包括在天然气管道添加5%、10%甚15%的氢,也包括各种类型储氢的新方法,目的是推动国产技术和装备产业化。

IDEA5:灰氢和副产氢成本低,但缺乏配套,浪费严重。

目前绿氢的成本还很高,灰氢或化工副产氢虽然成本低,但由于氢能应用的产业链配套不完善,尤其储运问题没有很好解决,有一部分副产氢没有发挥最大的价值,甚至被浪费了。

IDEA6:如果跟不上锂电池步伐,跑道就会变窄。

评价氢能应用的未来,不能仅就氢产业自己的发展来讲故事。新能源汽车目前是电动汽车跟氢能车竞争,可以看到锂电池性能在不断提高,汽车用电池价格在不断降低,如果跟不上锂电池进步的步伐,氢能交通的跑道就会变窄。不是说完全没有应用场景,应用场景还会在,但无法占据更理想的跑道,会被挤压到一些特殊应用场景。所以目前是多种技术在进行激烈的竞争,在激战。

IDEA7:以点带面,降成本是个不断迭代的过程。

成本和规模应用相互制约也相互促进。成本高企,应用规模怎么能起来?管道输氢可能是长距离输氢成本最低的方式,但要求有一定规模,因此可以先从有优势的特殊地区开始。比如北京如果用氢的规模起来了,内蒙风电充足,用它制氢,建一条内蒙到北京专用输氢管道从内蒙到北京。通过北京的应用,把基础设施配套和应用规模带起来,产业链的成本降低一点,然后扩大规模,规模扩大再降低成本。一个点一个点带动产业发展,过程中降低成本。如此迭代,可能是个办法。

IDEA8:关于氢能普及,不做时间上的预测。

关于氢能普及,我建议不要去做时间上的预测,现在各个产业交叉发展,用自己产业本身发展来评估没有意义。

仅拿乘用车领域来看,燃油车一定会消亡,但最终可能是电动汽车引领天下,或者占有80%、90%的空间,留很小的空间给氢燃料电池特种车,这些都是完全有可能的。现在关于锂电池安全性能不好、低温性能不好、续航里程不够长、价格贵等所有缺点都在一个一个被克服,所以在乘用车领域看,结果不好预测,要看氢能能不能在各方面竞争过锂电池。但是氢能在交通之外,其他的应用场景还大量存在。包括电—氢—电的应用,都可能有很大应用场景。

B。关于光伏与储能

IDEA9:阳光是无私的,光伏是一个终极能源。

原因有二,一是不管是现在的晶硅电池还是薄膜电池,成本都是逐年降低的,还有很多新技术在孕育;二是,光伏是普惠能源,因为阳光是无私的,除了南北极地区的极特殊环境外,只要有光线的地区都可以通过太阳能发电,实现能源独立。

IDEA10:光伏进一步发展的痛点同样是降低成本。

光伏也面临与其他绿色能源竞争的成本压力。除了能源转化本身的效率外,应用过程中也要经常保持电池板的清洁,进而增加转换效率。另外,今后在楼宇的建设过程中可以通过采用太阳能屋顶的方式减少光伏的建设成本。

现在光伏在西北地区可以做到一度电一毛多钱,但西北的电输送到东南地区要有通道成本,假设在南方也能做到一度电一毛多,光伏就非常有竞争力。

IDEA11:储能比太阳能发展空间更大。

一年有8800多个小时,光伏只能供到全年1000多个小时不超过2000个小时的能源,还有近7000多个小时要靠其他能源进行补充,从这个角度来讲,储能一定是有着多样性空间的,假设今后的能源就是由风、光、水,再加上少量的其他清洁能源组成,那储能就注定是个巨大的系统。

IDEA12:储能的终极目标是一毛钱一度电。

用太阳能一定是需要储能的,现在一度电通过储能后,成本就要增加四毛钱到五毛钱,我们终极目标是降低到储一度电的成本一毛钱,但是现在离这个目标还很远,所以我们正在开发各种新技术,包括专门用于电力行业储能的固态电池、铁铬液流电池等,我们希望能用10年把这些问题解决。

IDEA13:必须要给行业提供经济的、清洁的、能大规模使用的技术。

按国家发展目标,到2030年风、电、光的发电量要到12亿千瓦。去年我们达到了4亿多千瓦,距离12亿千瓦目标,还要增加7亿多千瓦,但是行业预测的发电量可能会远超过这个数量,达到20亿千瓦,这就需要增加15亿多千瓦,而且可能还不止。到那时,对于储能的需求就会大规模增加,必须要给行业提供经济的、清洁的、能大规模使用的储能技术。

IDEA14:政策甚至政府补贴还是需要。

储能发展得越快能源的成本就会越低,在这个过程当中,我认为支持储能的政策甚至政府补贴还是需要的,新能源汽车如果没有早期的补贴政策很难发展成今天的水平,适当的补贴政策有利于行业发展。

IDEA15:储能共享一定是可以实现的。

以技术特点来说储能是可以共享的。储能投资很贵,实现共享关键是要解决好利益和关系。如果我们将电力网最终由一个个分布式系统构成,在这个系统中每个使用者都建自己的储能设施就太浪费,因为大家都同时使用这些储能设施,因此把这些储能设施连起来,实现在大电力中的智能调度就很重要。这就是今后能源互联网的一个重要方向。共享化是一定可以实现的。

IDEA16:汽车将成为储能工具,参与到储能和放能中来。

国家电网已经在做这方面的尝试了,例如V2C,V是Vehicle指的是汽车和任何移动的载具,C是指消费侧,消费者能够以C端的身份参与能源的交易和共享。

比如,电动汽车可以参与到电网运行中去,电价低的时候充电,非使用场景下,遇到电价高的时候就可以卖,这是非常好的理念,当然对智慧化要求很高,得能精准判断什么时候放,什么时候充,目前受制于安全性和公众心理,国网推进速度并不快,但未来可期。

IDEA17:共享储能的难点在商业模式。

现在共享储能发展的难点与商业模式有关,比如说,电厂自己建的储能设施是很难去共享的,因为既涉及安全责任问题又涉及利益分配问题,比较好的解决方案是通过储能合同,在有限的范围实现共享。

C。关于能源的数字化和智慧化

IDEA18:发展风、光等清洁能源,一定要数字化、智慧化。

传统能源基本上是电网调度,但风电或者光伏属于间歇性能源,来了一片云就可能会影响发电量,靠人工调度就很难,所以整个系统需要智慧化调度。同时通过气象大数据预测天气对发电量的影响,然后对用户发布不同的电价,引导用户优化选择用能时段。

IDEA19:综合智慧能源系统能更合理更高效配置资源。

综合智慧能源系统把发电站、电网、储能站、供热、供水等在系统里自动匹配,合理分配产能和用能,使能源系统效率更高。对一个具体的发电系统,比如火电,也可以根据不同的煤质,不同的风向来优化风门、磨煤机、锅炉的燃烧控制并达到最优值。通过大数据分析提前能知道火电厂炉管爆裂,风机叶片、主轴是否会断裂,避免盲目检修以及非计划的停堆等损失,这些都属于智慧能源的研究内容。

IDEA20:一定要看到数字化对能源世界的推动。

数字化技术既可以让单一技术加快,单一技术成本降低,也可以降低系统的成本。

过去寻找新材料,要从多种元素中做各种组合,冶炼出小样品进行分析和腐蚀、疲劳、强度、韧性实验,然后做出选择。现在用计算机模拟可以大大缩短时间。过去采用一种新工艺,要做磨具,做大、中、小样品反复试验、测试,现在采用数字模拟就解决了大部分实验。

数字化对整个世界,包括对能源技术的推动贡献巨大。我们的目标就是用各种技术手段把能够大规模应用的新能源、储能等技术变成现实。

 

责任编辑: WY-BD

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