2023年|江億院士《調(diào)動(dòng)用電終端的調(diào)蓄潛力，助力風(fēng)電光電有效消納》
江億院士認(rèn)為，終端用能在新型電力系統(tǒng)建設(shè)中的作用，應(yīng)該得到一定的重視。
——江億院士《調(diào)動(dòng)用電終端的調(diào)蓄潛力，助力風(fēng)電光電有效消納》
2023年2月17日，2022國(guó)家能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)暨2022中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)能源互聯(lián)網(wǎng)專委會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)在廣州召開(kāi)，本次大會(huì)和年會(huì)以“構(gòu)建新型電力系統(tǒng) 引領(lǐng)零碳持續(xù)發(fā)展”為主題，旨在探討碳達(dá)峰碳中和愿景下，如何促進(jìn)能源領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，對(duì)我國(guó)能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有積極的引導(dǎo)和推動(dòng)作用。將進(jìn)行全程直播。更多直播請(qǐng)聯(lián)系：13693626116
以下為演講摘錄：
由江億院士的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)看：風(fēng)電光電最適合裝在哪兒？不是像有些機(jī)構(gòu)所覺(jué)得都是在西部，實(shí)際上是小頭在西部，大頭在中東部。
江億院士提出了以下幾個(gè)問(wèn)題：
1.解決電力供需關(guān)系的季節(jié)性差別。即春天電力過(guò)剩、冬夏不足，怎么解決這個(gè)冬夏不足的問(wèn)題？二是多裝風(fēng)電光電。要是滿足冬天和夏天的需求，大概就會(huì)導(dǎo)致約20%的棄風(fēng)棄光量，經(jīng)濟(jì)性太差，增加的成本太高。二是制氫、儲(chǔ)氫、氫發(fā)電。把春天、秋天的電導(dǎo)到冬天和夏天去，但是經(jīng)濟(jì)性太差，因?yàn)檫@種跨季節(jié)儲(chǔ)能只能是一次性的，儲(chǔ)氫裝置本身的經(jīng)濟(jì)回收也比較難。所以比較了各種辦法之后，最后發(fā)現(xiàn)可操作的還是要保留一定的火電。
2.怎么把春天的棄風(fēng)棄光電力有效地用上又是另一個(gè)問(wèn)題。如果是這么大規(guī)模的風(fēng)電光電，必須有棄風(fēng)棄光，否則經(jīng)濟(jì)性很差。制氫之后，成為燃料或者再發(fā)電都挺對(duì)的，但是由于它的累計(jì)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)太少，所以算下來(lái)還是初投資高。再就是發(fā)展一些高耗電企業(yè)，如電解鋁、做電石等，還是因?yàn)槟赀\(yùn)行小時(shí)數(shù)，所以折舊率高。再有一個(gè)辦法就是電鍋爐止熱，但是春天不用熱，這樣就得發(fā)展大規(guī)模的跨季節(jié)儲(chǔ)熱，把春天的電存到冬天去解決建筑采暖問(wèn)題，這可能是未來(lái)要仔細(xì)深入研究的一個(gè)發(fā)展熱點(diǎn)。
3.季節(jié)差是一件事，更大的問(wèn)題是安裝在哪的事。中東部的土地資源貴，寸土寸金，所以很大程度要依靠城鄉(xiāng)建筑的屋頂光伏，尤其是北方農(nóng)村建筑都是平房，它的屋頂是特別豐富的資源，所以怎么開(kāi)發(fā)好分布式的屋頂光伏資源是又一個(gè)問(wèn)題。
所有人都知道風(fēng)電光電一天里的大范圍變化，那么怎么解決日內(nèi)電源變化與需求的不匹配問(wèn)題？這是新型電力系統(tǒng)面臨的最大難題。
現(xiàn)在使勁發(fā)展水電+抽水蓄能，但是以各種資源條件來(lái)看，抽蓄離滿足要求還差挺多的。所以除了水電和抽蓄之外，還要額外的儲(chǔ)能和調(diào)節(jié)能力?，F(xiàn)在有空氣壓縮儲(chǔ)能、集中化學(xué)儲(chǔ)能、太陽(yáng)能熔巖、熱發(fā)電等等，但是規(guī)劃了一下，就占了很大的資源，而且投資也很大。
所以，大頭是建筑資源加上私家電動(dòng)車(chē)，這是還沒(méi)有好好開(kāi)發(fā)的一個(gè)巨大資源。
再有就是將來(lái)大規(guī)模的風(fēng)電光電的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不夠時(shí)，怎么解決實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)、平衡穩(wěn)定是又一個(gè)新問(wèn)題。
先看電動(dòng)車(chē)，要是充分把電動(dòng)車(chē)的資源調(diào)度起來(lái)，關(guān)鍵是一位一樁，即停即接，同時(shí)是智能有序充電（不聽(tīng)車(chē)的，而聽(tīng)電網(wǎng)的），它就能夠充分發(fā)揮巨大的儲(chǔ)能能力，但是不能接在大電網(wǎng)上，因?yàn)楣β侍?，配電網(wǎng)受不了，而應(yīng)該接在建筑配網(wǎng)里，充分利用好建筑配網(wǎng)資源。
除此之外，建筑里還有巨大的柔性用能和儲(chǔ)能資源、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的慣性，和空調(diào)末端結(jié)合起來(lái)，可使得空調(diào)的用電靈活可調(diào)。從上世紀(jì)90年代，我們就做了水蓄能、冰蓄能、水蓄熱，這其實(shí)是對(duì)電網(wǎng)有一定貢獻(xiàn)的。再加上電動(dòng)車(chē)，還有大量的小家電都有電池，掃地的小機(jī)器人里也都帶電池，那是巨大的可開(kāi)發(fā)資源。
按照國(guó)外的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)，全世界的電池產(chǎn)量，55%用在電動(dòng)車(chē)上了，我想應(yīng)該比這個(gè)數(shù)還更多。接近30%的電池用在各種各樣的小家電上，包括手機(jī)、計(jì)算機(jī)、便攜機(jī)、掃地機(jī)器人，這個(gè)數(shù)太出乎意料了，與電動(dòng)車(chē)電池有得一比了，所以怎么把這個(gè)資源好好地開(kāi)發(fā)利用，比起建巨大的儲(chǔ)能電池箱、集裝箱有意義多了（不花錢(qián)），關(guān)鍵是怎么把它們調(diào)度起來(lái)，這就需要一個(gè)更加好的建筑室內(nèi)的配電平臺(tái)實(shí)現(xiàn)柔性，把這些資源充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，這也是我們說(shuō)的光儲(chǔ)直流新型配電的主要目的。
后面更重要的是怎么把這些資源調(diào)動(dòng)起來(lái)，分布在全國(guó)千家萬(wàn)戶，約1億個(gè)末端，核心是怎么和電網(wǎng)協(xié)調(diào)互動(dòng)。
江億院士認(rèn)為，得自己主動(dòng)響應(yīng)、主動(dòng)調(diào)節(jié)，就是說(shuō)按照現(xiàn)在的理念，統(tǒng)一由電網(wǎng)調(diào)度，更重要的是每個(gè)末端各為其主，都有它自己的主人。對(duì)這些分散的末端就需要有一個(gè)反映電網(wǎng)供需矛盾的統(tǒng)一信號(hào)，同時(shí)這個(gè)信號(hào)還要能夠激勵(lì)終端自行進(jìn)行條件。
那么，用什么信號(hào)？電價(jià)。
可以把碳作為一個(gè)激勵(lì)機(jī)制設(shè)計(jì)出這么一套體系來(lái)。
我們的目標(biāo)是希望控制火電，盡可能減少火電的發(fā)電量（碳排放量），可以根據(jù)這個(gè)目標(biāo)計(jì)算出每個(gè)瞬間火電機(jī)組的碳排放量，包括碳排放責(zé)任因子、每度電有多少碳排放。但不應(yīng)該是真實(shí)地要把這個(gè)責(zé)任搞清楚，這個(gè)差別是什么？這個(gè)火電機(jī)組尤其是煤電機(jī)組為什么運(yùn)行？當(dāng)負(fù)荷高峰時(shí)，因?yàn)槟┒艘秒姡奶寂欧哦紤?yīng)該由末端用電者承擔(dān)。
江億院士總結(jié)，電力系統(tǒng)面臨的重大變化，集中電源向集中與分布相結(jié)合的電源系統(tǒng)變化，現(xiàn)在是源隨荷變，以后風(fēng)電光電不停進(jìn)化了，就要變成源和荷的協(xié)調(diào)，甚至于有荷隨源變的趨勢(shì)，那電源側(cè)就省事了。電網(wǎng)的調(diào)控保障也從完全依靠電源側(cè)的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為電源和終端共同承擔(dān)，這樣一來(lái)集中和分布的儲(chǔ)能設(shè)施逐漸成為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐，這和現(xiàn)在相比都是巨大變化。
在這樣巨大變化的狀況下，運(yùn)行調(diào)節(jié)措施就必須要變化，而它的變化就需要設(shè)計(jì)制定新政策機(jī)制，因?yàn)椴煌恼邫C(jī)制針對(duì)不同的主要矛盾，面對(duì)的是不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和調(diào)控模式。所以，絕不能在已有的政策機(jī)制框架下去研究解決問(wèn)題的方法，而只能根據(jù)改變了的現(xiàn)實(shí)狀況重新設(shè)計(jì)新的政策機(jī)制，才能把解決調(diào)節(jié)問(wèn)題。我們想的電力動(dòng)態(tài)碳排放責(zé)任因子方法可能針對(duì)未來(lái)電源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)調(diào)節(jié)將出現(xiàn)巨大變化而可以采用的很簡(jiǎn)單而可行的方法。
（根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)本人審核，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)?。?span style="display:none">江億院士《調(diào)動(dòng)用電終端的調(diào)蓄潛力，助力風(fēng)電光電有效消納》
