如何評價新能源發電和微電網技術發展前景?


從宏觀來講,「新能源發電」和「微電網技術」是相互依存的兩個技術,在研究和應用領域的絕大多數情況下,都是共生的。論其前景,也有技術和政策兩個層面。

一、關鍵概念

首先對「新能源發電」和「微電網技術」中的一些關鍵技術和概念進行明確。一方面是為了明晰一些容易模糊的概念,二是便於梳理兩者之間的共生關係。

1.1 新能源發電:

「發電」自不必說。關於「新能源」,有必要明確下與「可再生能源」的區別,二者的範疇經常被混淆。

可再生能源指的是在自然界可以循環再生的能源。通常包括風能,太陽能,水力資源,生物質能,潮汐能等等。

新能源是一個相對的概念,指以新技術和新材料為基礎,使非傳統能源得到現代化的開發和利用的能源形式。

舉兩個例子進行明。1. 核能。核能是利用核聚變、裂變,釋放出核礦石內的能源,不屬於可再生能源。但核能尚不能歸類為常規能源,從分類上屬於新能源。2. 水能。水力資源毋庸置疑是可再生資源,但因已廣泛應用,屬於常規能源,不屬於新能源。

1.2 微電網技術:

微電網是將分散式電源、負荷、儲能裝置、變流器以及監控保護裝置有機整合在一起的小型發配電系統。用下圖表示更形象一些。

微電網,從字面上就很好理解,微小的電網系統,可謂「麻雀雖小,五臟俱全」。整體來講,微電網技術有許多優點:1. 可以充分利用一切可以利用的發電資源,主要以可再生分散式能源;2. 可以就近消耗,避免長距離輸電的損耗和高額投資;3. 可靈活調整發電容量,改造費用小;4. 可離網運行,也可併網運行,可靠性高;5. 對於大電網來說,微網是一個可控單元,可有效減少間歇電源對大電網的衝擊。

1.3 二者關係

新能源及可再生能源可以有效的解決能源的短缺問題及相關的環境問題,但新能源發電技術的不夠成熟和諸多限制因素制約了新能源的廣泛利用。發電作為微電網中的重要一環,有諸多技術保駕護航,分層次多維度的運行控制技術,日益完善的儲能技術,電力電子技術的全面應用等等。這些都有效的保證了新能源(及可再生能源)以分散式的方式,融入到微電網之中,使整個微電網在保證電能質量的前提下高效運行。

二、發展前景

什麼是好的前景,用一個通俗的比喻,不光要有市場,還要賣得出價。市場即是有空間,有實際需求;有價,即自身有技術含量,可以在不斷的技術完善和革新中,鞏固並繼續開拓市場。接下來,就從宏觀政策層面以及相對微觀的技術層面分析下前景。

2.1 政策層面

新能源和微電網與一般的日常快消品不同,它的需求不是用戶一個贊就能提升的,要依靠相關部門和企業實打實的來規劃和投資,其宏觀層面和長遠戰略的意義更多,所以其市場自然離不開政策的支持和引導。

新能源:

  • 國際能源署近兩年一直在倡導低碳轉型。低碳轉型的關鍵就是推進可再生能源和新能源在能源結構中的比例。
  • 在國家發改委公布的「十三五」控制溫室氣體排放工作方案部門分工中指出,2020年控制煤炭消費總量在42億噸左右,基本形成以低碳能源滿足新增能源需求的能源發展格局。
  • 2017年初國家能源局出台2020全國各省可再生能源配額制,推動能源生產和消費革命的總要求,促進可再生能源開發利用,保障實現2020、2030年非化石能源佔一次能源消費比重分別達到15%、20%的能源發展戰略目標。

微電網技術

  • 2017年2月7日,國家能源局發布《微電網管理辦法》(徵求意見稿)。文件中指出,微電網作為「互聯網+」智慧能源的重要支撐以及與大電網友好互動的技術手段,提高電力系統的安全性和可靠性,促進清潔能源的接入和就地消納,提升能源利用效率。
  • 2017年6月21日,國家能源局電力司司長黃學農在青海某高峰論壇中的演講中指出,近期將出台《推進併網微電網建設試行辦法》,推進微電網可中斷負荷,解決遠距離大容量跨區直流充電故障影響安全穩定運行問題,提高受端電網的適應能力,滿足受端電網供電可靠性。
  • 2017年4月1日,國家發展改革委正式公布《國家重點節能低碳技術推廣目錄》(2017年本低碳部分),指出,未來五年國內微電網工程將建設逾300座,預期推廣比例將達到5%,項目投資將達到5億元,可形成年減排二氧化碳能力約20萬噸。

以上是摘錄的一部分政策相關內容,從國際角度,到國家層面,再到各省、各市,都在不斷的發布相關政策,布置相關的投資,引導新能源的推廣和微電網的建設。在這種環境和形勢之下,不難預見,接下來的若干年,新能源和微電網將迎來一輪迅猛發展。另一個角度來看, 有市場的地方就有江湖,更多的學者、課題、試點、工程都將在這個領域中百花齊放,自然也將進一步促進著相關技術的進入和市場的不斷延伸。

2.2 技術層面

新能源:

新能源的概念已經存在了很多年,但一直沒有得到真正高速的發展,更多是由於很多能源的受限因素太多,以及發電技術的不夠穩定。比如風電機組,受風資源的影響很大,即使有很多微觀選址的相關研究與應用,但在實際應用中仍存在著風機出力不穩的問題。近幾年風電和光伏的迅速推廣,很大得益於國家政策的補貼政策,而棄風又成為了投資之後需要解決的問題。

雖然微電網很大程度上解決了新能源不夠穩定的問題,但就新能源的能源種類和技術角度來看,還有很大的提升空間。所以,從前景來講,新能源的發展方向無非兩種:更多種類能源的開發,以及發電技術的成熟化推進。

一是新能源的發掘。更多種類能源的可能性,也將開拓更多的發電途徑,各類資源能夠被充分的利用。另一方面,能源的多樣性,也將促進不經濟、不可持續能源的加速淘汰。

二是新技術的研究。加速發電技術的成熟化進程,將推進新能源發電的產業化進程,使得新能源發電與傳統常規能源相比,有更大的競爭力。

微電網技術:

微電網是未來智能配電網實現自愈、用戶側互動和需求響應的重要途徑,隨著新能源、智能電網技術、柔性電力技術等的發展,微電網的發展前景也將更加廣闊。

一是微電網將促進多種能源綜合利用。微電網可以有效解決遠距離輸電問題,也就可以就多種能源更直接地連接在一起,真正實現多種能源的綜合利用。加之微網自身多層次多維度的運行控制技術,可以更高效的實現多種能源之間的協調。

二是微電網將與配電網實現更高層次的互動。微電網接入配電網後,將與配電網形成新的互動和可能。當更多的微電網項目投入運行,微電網之間協同也將成為新的突破口。通過微網內能量優化、虛擬電廠技術及智能配網對微網群的全局優化調控,逐步提高微電網的經濟性。實現更高層次的高效、經濟、安全運行。

三是微電網將承載能源與信息雙重功能。微電網與能源互聯網有一定的相通性,在一些觀點中,微電網被視作能源互聯網的先行兵,在微電網這種高效互聯的結構中,除了能源的互聯,通信網的設計與建設也是相當重要的內容,同時,高效的通信網也是實現精準控制的關鍵技術。

當然還有更多可能性,包括更多微電網各環節的深入,也將迎來新的發展前景和空間。

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

以下為筆者在知乎的其他回答,如有需求,歡迎點擊閱讀。

電力市場(能源經濟)專業現狀及未來個人發展規劃? - 知乎

請問智能電力系統今後怎樣發展的?大學生如果想從事這方面工作需要學習哪些方面知識? - 知乎

人工智慧在能源電力領域會有什麼應用? - 知乎

【推廣】為推廣更為成熟的精品文章、乾貨和觀點,本人建立了一個微信公眾號(電力小棧,微信號:electricity-inn),私人運營,堅持原創,歡迎關注。


新能源和微電網都會是必然到來的未來,只是以什麼樣的姿態和什麼時間到來的問題。

新能源市場基本是這麼個情況:有補貼,大量上馬,為了騙補,提升產能,繼續大量上,市場飽和,補貼減少,前期玩票的要麼賺滿走人,要麼割肉走人。然後呢,一大堆新能源電站低價轉手,接收人想掙錢,只有想辦法把更多的電賣出去。這時候會倒逼著新技術進來,把大量風電,光伏等等電站拉一起,搞微網,搞虛擬電站,搞儲能調峰調頻,平衡彼此發電效率,把國網調峰調頻的事情自己做了,這樣才能更好的跟電網要上網電價。

2020年會是個時間節點。


提供幾個官方定性的信息。

國家能源局已承諾「到2020年非化石能源佔一次能源需求15%左右和單位GDP二氧化碳排放降低40%-45%」。

官方統計數據:


大的趨勢是沒問題的,但是在國內短期之內在實用性方面不會形成大氣候,騙補還是不錯的。


瀉藥。

新能源發電的缺點眾所周知,已經有人提到了,就不具體闡述了。我就再補充一點替代方案吧。

可控核聚變:個人認為是解決未來能源危機的根本途徑。

核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射,不產生核廢料,當然也不產生溫室氣體,基本不污染環境。

核聚變的原料是氘和氚,其在地球的海水中藏量豐富,多達40萬億噸,如果全部利用,釋放出的能量足夠人類使用幾百億年,而且反應產物是無放射性污染的氦。另外,由於核聚變需要極高溫度,一旦某一環節出現問題,燃料溫度下降,聚變反應就會自動中止。也就是說,聚變堆是次臨界堆,絕對不會發生類似切爾諾貝利核(核裂變)電站的事故,它是安全的。因此,聚變能是一種無限的、清潔的、安全的新能源。

目前這項技術還未完全實現,技術難度非常大。

目前國際項目有ITER,1985年提出,2005年正式立項,地點在法國,中國有參與。如果該項目能成功,下一步就可製造示範商用堆,離真正的商業核聚變發電就不遠了。

似乎有點跑題,但不管怎樣,能有一勞永逸的方法總該試試吧。


總覺得新能源發電有點矯情,因為效率不夠且不穩定,兩大硬傷。

用來做輔助的話,風能在大部分地方都不實用的,

太陽能似乎可以在大多數地方使用,但電力設備不像電子產品或軟體,

布置它們需要大量的空間,在城市裡很難找到足夠的空間擺放它們,

沒有足夠的空間,發電量上不去。

若建在郊區,發的那點電還不夠傳輸的線損,只能給附近的居民用用,

而且太陽能和風能的發電功率不可能有太大的提高。

因此,從所謂節約能源的角度,我的看法是:

1、發明更好的蓄電池,將新能源的先加入蓄電池,然後再提供給以後的慢慢興起的電力汽車等使用;

2、將資金用於降低線損的研究,線損可是總發電量的百分之幾啊,能降低百分之一都能抵得上多少個新能源發電站


推薦閱讀:

關於低壓配電櫃內母排根數?
寒潮會對電力系統產生什麼影響?電力系統是怎麼防護的?
電力系統無功缺額的概念?
在極不均勻電場長氣隙中擊穿特性為什麼會有「飽和」現象?
用Python編寫潮流計算程序實用嗎?

TAG:電力 | 電氣工程 | 電力系統 | 電力行業 |