鉅大LARGE | 點擊量:1160次 | 2018年08月26日
全球能源互聯(lián)網(wǎng):能源可持續(xù)和低碳化的必然選擇
全球互聯(lián)網(wǎng)是人類社會可持續(xù)發(fā)展的需要。人類社會發(fā)展到今天,面臨重大的挑戰(zhàn):氣候變化、可持續(xù)的能源、清潔的空氣、清潔的水、快速城鎮(zhèn)化、人口老齡化、新的傳染性疾病的產(chǎn)生以及安全的網(wǎng)絡(luò)等。在這些全球重大挑戰(zhàn)中,首當其沖的就是氣候變化、可持續(xù)能源,全球能源互聯(lián)網(wǎng)就是來應(yīng)對這兩個問題的。能源的總路線是低碳化、智能化和終端能源電氣化。
電動汽車不僅僅是一個交通工具,電動車是能源的載體,也是信息的載體,所以電動汽車在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中將扮演非常積極的角色。電動汽車是分布式的負荷,風能、太陽能等能源未來是分布式的發(fā)電方式,分布式的發(fā)電跟分布式負荷怎么能夠平衡?加上電池就可以兩面跑。電池可以吸收電網(wǎng)的電,然后用電池給電動車供電,當電動車有富余電的時候、電網(wǎng)需要的時候,電動車電池也可以給電網(wǎng)充電。我最近研究了能源和信息的基本關(guān)系,有了電池就可以做到可持續(xù)的分布式能源供給,實現(xiàn)能源的優(yōu)化配置。
目前,清潔能源在全球分布不均勻,例如非洲太陽能豐富、北歐風能豐富,但是負荷中心又遠離它們,所以需要特高壓把它們連起來。骨干集中式,要跟微網(wǎng)、孤網(wǎng)、分布式配合好,就像身體一樣,大動脈跟小靜脈要配合好,光大動脈好不行。這兩個,特高壓主干道是保障,但是也要充分發(fā)揮微網(wǎng)、孤網(wǎng)、分布式的作用,能夠自己平衡,尤其是在低碳化的背景下做到碳平衡,這樣就能給主干道減少負擔。
低碳化不僅是碳捕捉,而是要實現(xiàn)碳平衡。什么是碳平衡?在能源生產(chǎn)當中會產(chǎn)生二氧化碳,也會吸收二氧化碳,二氧化碳是兩面的,一方面它是廢料、是有害的,但另一方面它也是材料。舉一個例子,在發(fā)電廠里面二氧化碳是廢料,但有些化工廠需要二氧化碳做材料。氫氣也是這樣的,在有些鋼廠、化工廠氫氣是廢料,煤制油氫氣是個廢料,但是在有些地方氫氣是一個寶,氫氣是一個燃料。把氫氣跟二氧化碳一結(jié)合,就產(chǎn)生甲烷、產(chǎn)生燃料。所以就要把能源生產(chǎn)當中產(chǎn)生的二氧化碳和氫氣,去跟能源消費當中產(chǎn)生的二氧化碳和氫氣互相平衡。
要從根本上解決人類能源面臨的資源約束和環(huán)境約束,需要推行清潔替代和電能替代。電能容易控制、容易輸送,所以終端用它。同時,終端用電也是清潔化,在家里燒水燒飯不會產(chǎn)生氣,是干凈的。
但是看能源的時候,不能只看到電,要看到電背后跟電有關(guān)的東西。我認為要發(fā)展智能綜合能源系統(tǒng)。所謂綜合能源,就是要將電能、化學能互補,電能和化學能可以互補的。剛剛講二氧化碳、氫氣是化學能,有很便宜的電的時候,可以電解水產(chǎn)生氫氣,需要能源的時候,氫氣可以跟二氧化碳結(jié)合生成燃料,還可以跟氧氣結(jié)合產(chǎn)生燃料電池,氫氣本身也是能源。因此能源的優(yōu)化配置,不僅是電能的優(yōu)化配置,而是綜合能源的優(yōu)化配置。這就需要在優(yōu)化電力系統(tǒng)的時候,跟優(yōu)化化工要結(jié)合在一起。也就是要發(fā)展先進化工,實現(xiàn)自動化、智能化、數(shù)字化。
在能源數(shù)字化、智能化方面,我現(xiàn)在正在開發(fā)“能源計算機”跟“能源銀行”。能源計算機跟數(shù)字計算機一樣,首先是把能源數(shù)字化,就好像以前電話機只能打電話,要傳文字、打電報,或要看視頻、看電影就要用盤或者用帶,現(xiàn)在數(shù)字化以后通過衛(wèi)星什么都可以做,所以要把能源數(shù)字化、智能化。
數(shù)字化以后就是存儲,也就是“能源銀行”?!澳茉淬y行”跟銀行一樣,存儲介質(zhì)也多種多樣,不光是蓄電池,包括物理儲能、能源轉(zhuǎn)化等都是儲能的形式。我最近在研究微型納米級的超級電容串并聯(lián),在磁場的作用下它就能用作儲能。銀行是把賬上零零碎碎的錢集中起來辦大事情,現(xiàn)在棄風棄掉的電也可以通過“能源銀行”集中起來,今天不用明天用。
數(shù)字化儲存之后,還要加上一個操作系統(tǒng),和計算機的操作系統(tǒng)一樣,可以優(yōu)化。這樣來進行能源的優(yōu)化配置,什么地方需要能源,什么地方產(chǎn)生能源,全部都用能源計算機來計算。
再談?wù)勎覍χ袊履茉雌嚱】蛋l(fā)展的幾點看法。
我認為新能源汽車要健康持續(xù)發(fā)展應(yīng)遵循以下四條基本規(guī)律:
一、創(chuàng)新驅(qū)動:開發(fā)適合國情的不同類型新能源汽車,包括國民車、高端車、出租車、公交車、專用車等。
二、雙輪驅(qū)動:政策驅(qū)動和市場驅(qū)動。
三、三好:好的產(chǎn)品、好的基礎(chǔ)設(shè)施、好的商業(yè)模式。
四、四網(wǎng)融合:交通網(wǎng)、能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、人文網(wǎng)融合。
首先要創(chuàng)新驅(qū)動,開發(fā)不同類型的車。中國是人口大國,首先要開發(fā)國民車,什么是國民車?是大家買得起、用得起、用得方便、用得可靠的車。這個國民車不需要有超跑的性能、不需要有特斯拉的性能,不要追求加速度、急轉(zhuǎn)彎、因為國民車主要是代步工具,所以價錢要便宜。我算了一下,一個特斯拉要80度電,一個國民車5度電就可以,為什么呢?特斯拉為了追求那幾秒鐘的加速度要給出那么多的功率,所以裝那么大的電池,城市里面不需要,也不需要跑得很遠,這是國民車。
然后是高端車,向特斯拉一樣有超高性能的但要有中國的特色。然后是特種車、出租車、物流車、低速車。低速車是特殊的市場,是農(nóng)村、城鎮(zhèn)需要的。低速車是不需要國家補貼的,但在山東有幾十萬的保有量,為什么?符合農(nóng)民的需要,市場就接受了:第一,農(nóng)民不需要遠距離;第二,不需要高速;第三,家里充電就可以,電池小,不需要快速充電,也不需要專用充電樁。但是它有沒有安全的問題,需要不需要提高質(zhì)量?需要的,所以政府應(yīng)該愛護它。低速電動車問題的焦點在如何合解決路權(quán)。