智慧能源的挑战

1,智慧的挑战,中国企业投资协会金融委员会副秘书长 北京股权投资协会副秘书长 中国能源网 CIO 韩晓平,韩晓平简介,中国企业投资协会金融委员会副秘书长，中国股权投资基金协会（筹备组）副秘书长，北京股权投资基金协会副秘书长，北京群鹰投资有限公司董事总经理，中国能源网首席信息官等 华北电力大学客座教授，中央电视台、中央人民广播电台能源时事评论员，新华社经济分析师，人民网专栏作家，中国石油商务理事会副理事长，中国能源研究会能效投资委员会副秘书长，中国环境记协互联网专委会理事，中国电机工程学会热电专委会新技术委员，全国热工中心站理事，北京热物理与能源工程学会能源利用委员会理事，北京动力工程学会理事，中国能源网能源研究中心高级研究员 任国家能源领导小组办公室、国家能源局、国家发改委相关课题组成员 任多家能源、新能源和节能企业的战略发展顾问，房地产企业的能源系统顾问，多家主流媒体能源专家。曾担任多家国际能源投资公司顾问,3,目录,一、正在建设中的未来绿色智慧城市 二、全球气候变暖或变冷都是灾难 三、中国能源供应现状与预测 四、结构怎么调 五、智慧的网络 互联网革命的启迪 智能电网的任务 能否建设中国式的智能电网 智能电网系统及关键技术 六、海南的选择,4,世界正在行动,一、正在建设中的未来绿色智慧城市,5,未来智慧城市与智能电网的构想,6,绿色 智能 建筑,7,绿色 智能 家庭,8,绿色 智能 工厂,9,绿色 智能 学校,10,11,异常气候将威胁中国,二、全球气候变暖或变冷都是灾难,全球出现罕见的严寒天气,北半球冰雪交加,IPCC报告漏洞百出，丑闻不断，预设立场，利益熏心 俄罗斯科学院主天文台宇宙研究实验室主任哈比布尔洛阿布杜萨马托夫教授日前宣称，太阳已进入“冷却周期”，而地球气候将因此受到严重影响并发生剧烈变化。太阳辐射强度正在缓慢地下降，预计将在2041年达到最低值 人类活动导致的“温室效应”将无法阻止全球性的气候变冷趋势。“二氧化碳的影响力无论如何也不会超过太阳亮度在两个世纪内的持续变化所造成的影响。”在气候变暖的过程中，二氧化碳只起到了很小的助推作用 即将到来的全球性气候变冷不但会使地球表面遭冰雪覆盖的区域大幅度增加，还会使大气层中气体浓度降低，而这两种因素又会进一步加剧气候变冷的趋势 中国北方地区出现59年来最寒冷的冬天，北京冰雪低温，华北地区-32，呼伦贝尔出现-45-47的持续低温；华中、华东地区也出现低温降雪天气 寒流袭击北半球，欧洲、北美、俄罗斯、印度等地都出现数十年不遇的低温冰雪灾害天气,全球变暖还是变冷？,直径：139.2万公里（地球直径109倍） 体积：1.412×1027 立方米（地球的130万倍） 质量：1.989×1027吨（地球33.3万倍） 温度：约6000K(表面) ，1560万K (核心)，500万K（日冕） 地球表面地球表面温度不过213333K 平均密度：1.409克/立方厘米,日地平均距离 1.5亿公里 日地最远距离 1.521亿公里 日地最近距离 1.471亿公里 大黑子直径可达20万公里，是地球面积几十倍，太阳黑子周期11.2年,水的因素被忽略,德国基尔莱布尼茨海洋科学研究所著名的气候研究专家马杰布·拉夫提得出的研究结论。拉夫提的计算机气温曲线图显示，最近的10多年，全球的平均气温基本上处于一个平台的位置，没有明显的增加 英国哈德利气候变化研究中心最新出炉的一份研究报告也支持了拉夫提的观点。这份报告显示，从1999年至2008年，全球平均气温仅增加了0.07摄氏度，实际气候变化接近于零。拉夫提还认为，自然因素是影响地球气候变化的重要因素，其中海洋洋流规律的变化、太阳活动周期以及火山喷发对气候的中期变化起决定性作用 中国一些学者一直认为全球气候变化和大气中水蒸气含量增加有关，但水蒸气是可以通过相变吸热、增加地表白雪覆盖增强反射等物理现象实现“自愈”,变冷、变暖都是巨大的挑战,变暖 中国节能减排路途极其艰难 海平面上升、气候异常、干旱和暴雨等 碳关税、碳核查将对中国的发展影响巨大 碳成本将大大增加社会、经济发展的成本 中国将不得不面临一次巨大的结构性调整 变冷 世界将面临全球性能源资源短缺，必须大幅度增加能源供应 能源价格将急剧上涨，能源冲突威胁加剧 粮食生产将减少，直接威胁国家安全 中国同样将面临一次巨大的结构性调整,18,空前的压力和即将陷入的危局,二、中国能源供应现状与预测,哥本哈根会后对中国的质疑,2009年11月，中国国务院25日召开常务会议，决定到2020年中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%45% 按照7.5%的增长速率，中国GDP总量到2020年将达74.3万亿人民币 中国GDP能耗从2005年万元GDP的1.222吨标煤降低到2020年的0.672吨，年能耗50亿吨标煤，接近美国、欧盟和日本届时的总和 如果中国的能源结构不实行大的调整，二氧化碳排放将达到120亿吨，届时美国、欧盟、日本的排放总和为80亿吨 全球排放总量限额是300亿吨,中国单位能耗目标,2008年各国单位GDP能耗对比,22,能源结构不调整，其他结构难优化,三、结构怎么调？,结构怎么调,胡锦涛去年10月在山东考察期间多次强调：必须痛下决心、狠下工夫，坚决打好转方式、调结构这场硬仗，为长远发展打下坚实基础 胡锦涛今年2月3日在中央党校省部级研讨班上说：紧紧抓住机遇，承担起历史使命，加快经济发展方式转变 胡锦涛3月5日在上再次要求：打好转变经济发展方式这场硬仗 经济基础决定上层建筑，什么决定经济基础? 调整能源结构是关键，特别是一次能源结构决定一个国家的经济基础,胡锦涛总书记指出：“纵观人类社会发展的历史， 人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。”,美国的能源结构,欧盟的能源结构,印度的能源结构,巴西的能源结构,全球的能源结构,中国的能源结构,对比中国与欧美及全球各种能源消耗,问题出自“以煤为主”的能源结构,中美欧盟天然气产消费量,能源的更替,来自：海夫纳能源的气体时代,美国天然气产业,2008年美国年销售天然气6572亿立方米，年产量5822亿立方米（中国807亿、761亿） 6000家企业从事天然气的勘探开发， 85%的气井不是大集团钻探的 160家企业经营管道，长度达28.5万英里，（45.6万公里），其中28.8万公里是跨州管道 1200家企业从事天然气分销，这其中包括城市公用设施公司,丹麦为什么能接入20%的风电,丹麦是世界上除水电外可再生能源利用最多的国家 丹麦在没有智能电网的情况下实现风力发电接入比率高达20% 丹麦是分布式能源（热电联产）最普及的国家，全国没有一个工业供热锅炉不发电，也没有一个火电机组不供热，全国分布式能源达到53% 灵活调节的分布式能源系统实现多种能源互补，解决了可再生能源接入的调峰问题 发展分布式能源可以调动民间的积极性和资金解决能源、环境的可持续发展 丹麦是世界上能源利用效率最高的国家，作为一个高寒地区国家，人均GDP超过4万美元，人均而一次能源消耗仅仅3.4吨标准油当量，为美国的38.8%,丹麦 Ringkøbing 热电站,安装1 台瓦锡兰（ Wärtsilä） 20V34SG燃气内燃机组 发电：8 MWe (43.77%) 供热：9.6 MWth(52.53%) 燃料消耗18.3MW 热电综合效率：96.3%,分布式热电分产更加节能,美国CHP/CCHP累计装机容量变化,资料来源：国际分布式能源联盟,日本1985-2006年CHP/CCHP累计装机容量,（单位：兆瓦MWe） 资料来源：国际分布式能源联盟,中国未来的天然气总量将可能维持150200年的文明进程,北京南站太阳能一体化建筑,低碳之路,45,1、互联网革命的启迪,四、智慧的网络,网络链接世界,20世纪上叶的电话网络、电力网络、煤气、自来水、排水和热力等公用设施网络；中叶的天然气网络、输油网络和高速公路，下叶互联网，都深刻影响着人类文明的进程 互联网的成功使参与、公平、扁平化成为趋势 互联网向物联网的延伸 三网合一到多网融合 互联网将改变我们的生活，智能电网将颠覆人类的生活,从电话到互联网,从互联网到物联网,互联的本质在于参与,互联网与电视、广播、报纸等传统媒体最大的不同在于参与性 互联网的核心意义是“参与”，建设智能电网的核心意义也是“参与”，使每一个企业、每一个家庭、每一个个人都可能参与减少能源消耗，增加清洁能源供应和能源环境科技创新 通过全体民众的参与解决能源资源瓶颈，控制污染排放，提高投资收益，实行经济社会的可持续发展,50,2、智能电网的任务,四、智慧的网络,建设智能电网的任务,52,能源技术进步是人类文明的根本动力,驾驭火动物蛋白狩猎迁移旧石器时代 制造陶器植物蛋白农耕城邦新石器时代 木炭铜和铁器农业封建国家农业文明时代 煤炭蒸汽机工业殖民地早期工业文明时代 石油/电力内燃机/电动机交通和通讯国家集团/联合国现代工业文明时代 天然气/新能源分布式能源系统（信息化能源系统）数字化信息系统全球化信息时代 酶/细菌氢能/生物能源系统生物工程技术宇宙生物时代,胡锦涛总书记指出：“纵观人类社会发展的历史， 人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。”,53,智慧能源体系,智慧能源难以定义的技术概念，需要以对信息技术的认识方式来理解智慧能源 从互联网到物联网（the Internet of things）世界的智慧化将实现“无所不在的连接”（pervasive connectivity），将所有需要东西实现数字化的互联，将整个系统居于掌控之中，实现不断扩大、不断深入的整合优化 互联网技术对能源的启示分布在用户端的分布式能源系统对用户电、热、冷、热水、除湿等需求及变化；根据电力、燃气、日光、水等供应和排放控制因素，兼顾周边互临能源设施间的互供互补，进行协同优化 分布式能源微电网智能电网智慧能源 包括：智能电网、电力线数字通讯、微电网控制技术；分布式能源及可再生能源、储能、高温超导输电及超导电机、蓄电式汽车和电动农机、智能家电等 相关：智慧交通系统、智慧燃气系统、智慧水系统、智慧金融等,54,全球能源革命新浪潮,3、能否建设中国式的智能电网？,四、智慧的网络,中国智能电网的意见分歧,目前对于中国应该发展什么样的智能电网，在认识上出现的巨大的分歧，主要焦点是优先“智能输电”，还是优先“智能配电” 国家电网提出要根据中国特色，发展“特高压为骨干的输电网智能化”为核心任务的“统一坚强智能电网”，在2020年建成以特高压电网为骨干的统一的坚强智能电网 而包括南方电网、清华大学等更多机构的专家则认为中国应该与全球同步，发展“配电和用电智能化”，实现“节能优先”，提高用电效率和改善需求侧管理，实现各种分布式能源的自由接入的“智能电网” 清华大学卢强院士认为，110kV以上的不是智能电网，只能称为电网自动化或输电自动化。 为什么没有中国式的“互联网”？中国有没有可能建立一个中国式的“智能电网”？ 如果今天我们能创造出一个具有中国特色的智能电网，并使其成为普世的技术，无疑我们将创造另一个历史。,能源资源的战略构想,主管部门对中国能源资源的基本判断是“富煤、缺油、少气，发展大规模可再生能源条件好”，未来的能源建设重点是： 在西北、东北和华北富煤地区建设以百万千瓦级超超临界燃煤火电机组为核心的大型坑口燃煤火电基地 在西南水电资源丰富地区建设大型梯级水电站群。中国技术可开发装机容量5.4亿千瓦，年发电量2.5万亿千瓦时，目前中国水电开发比例仅为31.5%，装机容量1.71亿千瓦 在2020年之前在东部地区建设以美国西屋AP1000和法国法玛通EPR1700第三代反应堆技术为核心的70007500万千瓦的百万千瓦级核电机组。未来核电规模将达23亿千瓦的容量； 利用西部地区广袤的荒漠资源建设大型可再生能源基地，先后提出建设7个风电三峡、3个太阳能三峡。三峡电站容量2250万千瓦，2008年发电量881.5亿千瓦时。按容量计算这些可再生能源的“三峡”需装机2.25亿千瓦，按电量计算需装机4.5亿千瓦 全国范围建设100千伏万特高压交流同步一张大网,