路甬祥全國人大常委會 北京 100805
大力發展分布式可再生能源應用和智能微網① *
路甬祥
全國人大常委會北京100805

編者按目前,中國正處在工業化和城鎮化進程中,能源需求持續增長,能源對外依存度高,環境治理壓力大,大力發展分布式可再生能源和智能微網有利于緩解資源和環境的雙重壓力。鑒于此,中科院學部于2014年啟動了“大力發展分布式可再生能源應用和智能微網”咨詢研究,重點分析分布式可再生能源和微網系統在構建未來我國自主、自立、清潔、可持續發展的能源體系中的巨大潛力和重要作用,提出未來分布式可再生能源發展的預期目標和發展路線圖,以及發展制度、政策和建設綜合示范區與技術創新工程的建議。為讓各級決策者、科技界及社會公眾深入了解該領域的進展,本刊特圍繞該主題出版“分布式可再生能源和智能微網”專題以饗讀者。
分布式可再生能源將能源的生產和消費結合在一起,直接向用戶供能,剩余電能通過智能微網并入電網。分布式可再生能源系統便于實現冷、熱、電等多種能源的互補利用,滿足用戶的多種能源需求,提高能源利用效率。未來二三十年,將是我國能源生產消費方式和能源結構調整變革的關鍵時期。文章著重討論了分布式可再生能源和智能微網在能源結構調整和轉變中的意義、作用和發展潛力;分析其技術發展狀況和未來新技術發展的前景;探討分布式可再生能源和智能微網技術與產業未來的發展模式、發展路線圖以及對社會發展的影響;并結合目前存在的問題分析有利于發展分布式可再生能源的政策與保障措施,提出若干發展建議。
分布式,可再生能源,智能微網
人類社會正在逐步向以可再生能源為主的綠色低碳、可持續能源時代過渡。大力發展分布式可再生能源是能源革命的重要內容,對于推進我國能源結構轉型,保障能源自主安全具有重要的戰略意義。它將促進上萬億新興產業發展,推動產業結構調整。分布式可再生能源有利于促進城鄉新型能源體系發展,推進新型城鎮化和新農村建設;有利于改善大氣質量,保護修復生態環境。它也是“一帶一路”戰略的重要內容,對推進實施“一帶一路”具有重要意義。
可再生能源的利用有集中與分布兩種方式。集中式是在資源豐富的地區建設大規模可再生能源生產基地,依靠長距離能源網絡輸送到負荷中心。而分布式則將可再生能源系統建在用戶附近,一次能源以可再生能源為主,二次能源以分布在用戶端的冷、熱、電聯產為主,將電力、熱力、制冷同蓄能技術結合,滿足用戶多種需求,實現能源梯級利用。
分布式可再生能源技術包括太陽能光伏發電、太陽能熱發電、太陽能熱利用,以及風能、生物質能、地熱能利用等。它將可再生能源的生產和消費結合在一起,生產的電力首先滿足本地用戶的需要,富余部分通過智能電網提供給鄰近用戶。它可將多種能源資源和用戶需求進行優化整合,實現資源利用最大化。分布式可再生能源和智能微網系統在構建未來我國自主、自立、清潔、可持續發展的能源體系中有著巨大潛力和重要作用。
1.1資源潛力
可再生能源具有清潔、自然再生、廣域分布、能量密度低、間歇性等特點,從本質上具有明顯的分布式能源的特征。
我國地域廣闊,可再生能源資源總量巨大。陸地水平面平均太陽輻照度約為 175瓦/平方米,高于全球平均水平,太陽總輻射資源“豐富區”及“很豐富區”以上占全國陸地面積的 96.3%,絕大部分地區適合利用太陽能。
我國陸地 50 米、70 米、100 米高度層年均風功率密度達 300 瓦/平方米以上的風能資源技術可開發量分別為 20 億千瓦、26 億千瓦和 34 億千瓦,70 米高度層年平均風功率密度達到 200 瓦/平方米以上的風能資源技術可開發量為 36 億千瓦。在水深不超過 50 米的近海海域,風電實際可裝機容量約為 5 億千瓦。總體上,我國風能資源技術可開發量滿足國家大規模開發風電的需要。
作為農業大國,我國生物質資源豐富,每年可作為能源利用的生物質資源折合約為 6.7 億噸標煤,其中農林廢棄物約為 3.7 億噸標煤,林業廢棄物 0.8 億噸標煤,工業廢水 0.86 億噸標煤,畜禽糞便約為 0.96 億噸標煤。
對于分布式可再生能源利用而言,可利用的土地和建筑屋頂或墻面也是重要資源條件。預計 2020 年分布式建筑光伏最大可裝機容量達 7.5 億千瓦,2050 年達10 億千瓦。中國 12% 的國土面積為不能用于耕作的沙漠、戈壁和灘涂,總面積為128萬平方公里,其中戈壁面積 57 萬平方公里,有充足的土地資源發展太陽能發電。
1.2技術水平與發展現狀
目前主要可再生能源利用技術已趨成熟,成本快速下降。在可預見的將來,可再生能源的技術和經濟性都將達到與常規能源相當的水平,在世界范圍內可再生能源利用的快速發展已成為現實。
中國光伏技術研發水平不斷提高,個別技術研究水平進入世界先進行列。我國單晶硅和多晶硅電池產業化生產的平均轉化效率分別為 18.3% 和 17.1%,部分企業的高效光伏電池和組件技術達國際先進水平。國內光伏電池組件價格從 2007 年的 36 元/瓦下降至當前的 4.2 元/瓦,整體系統的價格也從 60 元/瓦降至 8 元/瓦。2014 年,我國太陽能光伏組件產量 35.6 吉瓦,約占全球總產量的 71%,居世界第一,中國光伏產業規模在世界上已形成絕對優勢。
2014 年,全國風電新增裝機容量 23 916 兆瓦,至 2014年底全國累計風電裝機容量 115 329 兆瓦。小型風電的發展與技術日臻完善,使用的領域逐漸擴大;目前用于分布式風力發電的主要是中小型風機,先后建設了若干中小風機為主的微網發電示范項目。近年來各地也開始了一些利用兆瓦級大風機的分布式風力發電和微網試驗和示范。
我國太陽能中低溫熱利用產業完整,產品市場化程度高,2013 年太陽能集熱器的總安裝使用量達到 3.1 億平方米,年產量和安裝量均居世界首位。除了供應民用熱水外,在采暖、空調、紡織、印染、造紙、海水淡化等建筑和工業領域的太陽能中低溫熱利用也有很大市場潛力。在工農業領域以及生活用能領域,太陽能中高溫熱利用技術和太陽能制冷空調技術處于研發示范階段,這些技術適用于廣大中小城鎮及農村冷熱能源的應用,以及邊遠地區工農業熱能的應用,發展前景廣闊。
生物質能源分布式利用的主要途徑是供熱和供電。目前,我國的生物質能產業主要有沼氣、生物質發電、燃料乙醇、生物柴油和成型顆粒。至 2010 年底,生物質發電裝機約 550 萬千瓦,沼氣年利用量約130 億立方米,生物質固體成型燃料年利用量約為50萬噸,非糧原料燃料乙醇年產量為 20 萬噸,生物柴油年產量約為 50 萬噸。
我國地熱資源的利用已經形成以取暖、水產養殖、浴療、農業和醫藥等直接利用方式和以發電為主的地熱資源綜合開發利用技術體系。隨著地源熱泵技術的發展,淺層地熱能利用是目前中國地熱能開發應用的主要方式。
太陽能與多種其他可再生能源的結合具有良好的互補性,可以提升能源密度,提高運行效率,可在一定程度上彌補單一可再生能源的間歇性和不穩定性缺陷。太陽能與常規化石能源發電系統互補,可以降低對太陽能高溫集熱、蓄熱技術的依賴,是現階段太陽能熱發電規模利用的可行途徑。太陽能與化石能源綜合互補利用,可有效解決太陽能不穩定的問題,降低開發利用太陽能的技術和經濟風險,提高利用效率。
太陽能與建筑結合是分布式可再生能源應用的重要方向。目前主要是太陽能熱水器以及光伏發電與建筑的結合。我國擁有世界最大量的建筑,同時又是全世界最大的太陽能熱水器和光伏發電組件生產國,太陽能與建筑結合及一體化,可充分利用建筑以及太陽能資源,降低成本,帶動建材產業轉型,具有規模發展的廣闊前景。
1.3發展潛力
本研究調研分析了若干分布式可再生能源與微網的實施案例,包含單體建筑、工業廠區、居民社區,以及鄉鎮、縣、工業園區甚至省市,既有農村,也有城市、海島,顯示了分布式可再生能源無論是在供應居民生活用能方面,還是在工業用熱、用電方面的廣泛適應性和可行性。
在北方農村地區,分布式可再生能源與農村節能建筑結合,可再生能源發電與供暖、熱水結合,可有效解決一般北方農村農戶日常用電、生活用熱水和冬季家庭供暖需求,也可滿足一般公共設施的用電、用熱需求。但在生物質資源貧乏地區,農戶炊事用能依然依靠燃煤或燃氣。
中東部工業發達地區適合大規模推廣分布式光伏發電。這些地區工業廠房多,可安裝光伏的屋頂也多,而且發電-用電距離近,用電需求較大,光伏電力可就地充分消納;中東部地區工業用電和商業用電的電價較高,光伏發電的經濟性較好;一般性工業用電負荷特性與光伏發電特性比較相符。
對于中等用電強度工業地區,其大部分廠房適合建設屋頂光伏系統。據廣東佛山三水工業園區估算,充分利用目前的屋頂可安裝光伏系統 300 兆瓦,裝機容量可達2015 年最大用電負荷 645 兆瓦的 46.5%。考慮到光伏發電利用小時數約為一般火電廠的 1/3,工業廠房屋頂光伏發電大約能滿足該地區最大用電負荷的 15%—20%。
分布式可再生能源利用同地區能源需求、能源基礎條件、建筑屋頂資源、零散空地的利用密切相關。推出區域性整體規劃,將新型城鎮化建設、“三舊”(舊城鎮、舊廠房、舊村莊)改造等各類計劃同分布式可再生能源建設結合起來,加強規劃引導,統籌協調各種資源,這樣的實踐經驗值得推廣。
可再生能源能量密度相對比較低,無論是建筑用能還是工業用能,分布式可再生能源與節能技術結合尤為重要。在一些供熱需求比較大的工業企業中,分布式可再生能源供熱與熱能梯級利用、余熱回收再利用等技術結合,形成高效能源綜合利用系統是降低能耗、提高經濟效益和社會效益的有效途徑。
近年來可再生能源技術發展迅速,但要實現與常規能源競爭,在能源消費結構中占據主要地位,無論在性能上還是成本控制上都還需要進一步發展。隨著新理論、新材料、新技術的不斷出現,未來 10 年可再生能源技術在若干領域將會有新的突破和進展,降低成本、提高材料、器件和系統能效,使分布式可再生能源技術獲得更大創新發展空間和潛力。
2.1技術選擇
2.1.1可再生能源發電與熱利用技術
光伏技術方面,晶體硅電池、薄膜電池可能長期并存,微線矩陣電池、全光譜吸收電池等新型電池技術有望進一步提高光伏電池效率、減少材料用量、降低成本。風電技術方面,在較低的單機造價條件下實現系統安全性、可靠性以及適應性,并且在較寬風速范圍、不穩定自然風況下可靠運行,技術挑戰和發展潛力很大。分布式太陽能熱發電方面,冬季向用戶供熱、夏季供冷以及全年提供衛生熱水,通過能量梯級利用形成一體化多聯供能源系統。生物質能利用方面,大中型沼氣工程、秸稈燃料鍋爐燃燒應用技術、小規模生物質氣化及利用技術、生物質熱解技術等我國與歐美日等國相比還有較大差距。
2.1.2可再生能源-建筑集成一體化技術
分布式可再生能源在建筑用能中的技術創新重點在材料、構件、能源系統與節能建筑設計集成等。材料方面,將重點發展新型透光、光控、保溫、儲熱等建筑材料,強化與建筑功能、材料、結構、美學設計相互結合。建筑構件方面,主要發展新型太陽能光伏/光熱一體化建筑構件,包括被動式太陽能建筑在內的構件化、模組化建筑太陽能利用技術。能源系統與節能建筑方面,主要發展光伏/光熱技術,實現冷熱電及熱水聯供。太陽能建筑一體化技術與墻體節能、屋面保溫隔熱等建筑節能技術和能源智能管理有機結合,提高建筑綜合能效。
2.1.3分布式可再生能源熱利用與綜合利用技術
面向工業供熱和發電的太陽能鍋爐技術可利用太陽能獲得 80oC—250oC 的熱能。風能熱泵供熱技術直接將風能轉化為機械能,驅動壓縮式熱泵實現供熱,在寒冷多風地區具有應用前景。太陽能和土壤熱互補利用,既可利用太陽能提升地源熱泵運行效率,又可通過地下埋管換熱器把土壤作為補償太陽能間歇性的儲能措施。太陽能與生物質互補利用,可實現我國農村地區采暖期能源互補供熱、發電,并提供生活熱水。太陽能和化石燃料通過熱互補和熱化學互補,可實現太陽能重整甲烷 - 燃氣蒸汽復合熱發電系統、中低溫太陽能驅動替代燃料裂解發電系統等新型系統,實現太陽熱和替代燃料的共同高效利用。
2.1.4分布式儲能技術
分布式儲能技術將有效提高可再生能源并網規模,并在未來智能電網中提供電網備用、電能質量調節等重要輔助服務。功率型儲能提供數秒到數分鐘的高功率支撐,能量型儲能則提供數分鐘到幾小時的能量支撐,兩者綜合使用更具經濟性。在熱電聯供系統中,儲熱設施成為一種有效的儲能措施,通過供電、供熱的交互作用,提高系統靈活性和綜合能效。插電式電動車和混合動力車的大規模推廣應用提供了一種新的分布式儲能方案,通過大量車載電池的合理有序充放電、參與電網調節,使電網獲得輔助調節設施。在含分布式發電、儲能、可控負荷的特定配電網,借助先進控制、計量、通信技術可聚合形成“虛擬電廠”,實現優化協調運行。
2.1.5智能微網技術
分布式電源往往處于電力系統管理的邊緣,有可能造成電力系統不可控制和缺乏管理的局面,所產生的間歇性和波動性在沒有補償和控制管理的情況下可能引起安全性和穩定性問題,并對電網運行和電力交易造成沖擊。用于集成多類型分布式電源和負荷以及儲能單元的微網技術,旨在實現中低壓層面上分布式能源的靈活、高效應用,解決數量龐大、形式多樣的分布式能源并網帶來的各種問題,是實現各種分布式能源安全可靠接入電力系統的最具發展潛力的新技術。
多項微網技術示范已展示了其在分布式能源接入電網方面的作用與效果。未來微網、分布式能源、信息技術將進一步融合,主要包含 3 個方面:信息與計算嵌入微網能源、微網能源融入廣域信息網絡和基于信息的微網智能化。借助物聯網、云計算、數據挖掘等新技術,靈活地整合、管理、調度分布式能源,實現基于微網的分布式供能的智能化。隨著電力電子技術的進步,基于直流的新型供電方式也逐漸成為可能,多端直流系統、交-直流混合系統等將帶來微網系統結構創新與突破。
微網的智能化和靈活的系統結構,將為分布式可再生能源安全可靠接入和配送、高效轉換和利用、優化調節供需平衡等奠定堅實的基礎,有效解決大規模分布式可再生能源的接入和消納問題。
2.2發展路線
目前,光伏發電已在少數地區和領域開始具備價格競爭力;到 2020 年,將在居民用電領域逐步具備價格競爭力;到 2030 年,光伏度電成本將逐步接近甚至低于傳統能源發電上網電價。光伏發電中,分布式的比例大約占 50%。
風力發電成本已低于油電與核電,接近煤電。未來15 年中國風能仍將以年均新增裝機 15 吉瓦—20 吉瓦的速度發展,隨著陸上風電開發的成熟,未來海上風電和分布式風能利用將快速增長。
太陽能熱發電目前處于技術示范和商業化起步階段,到 2020 年可承擔調峰和中間電力負荷,2030 年以后可承擔基礎電力負荷。
2015—2020 年,生物質分散供熱和天然氣替代技術基本成熟。到 2020 年,生物質發電裝機容量達 3 000萬千瓦,固體成型燃料年利用量達 5 000 萬千瓦,沼氣達 440 億立方米,生物乙醇達1 000 萬噸,生物柴油達200 萬噸。
分布式可再生能源熱利用與綜合利用技術,2015—2020 年,太陽能制冷/熱泵、生物質供熱等技術基本成熟,推廣和拓展建筑領域以及工業領域太陽能熱利用。2020—2030 年,光伏與光熱一體化、太陽能綜合利用技術得到普遍應用。
3.1發展目標
黨的“十八大”確立了2020 年在轉變經濟發展方式方面取得重大進展的方針,強調要推動能源生產和消費革命,未來二三十年,將是能源生產、消費方式和能源結構調整變革的關鍵時期。可再生能源將快速增長,到2020 年占一次能源消費的比重達到 15%—20%;2035 年超過 30%,形成天然氣、石油、煤炭、核能和可再生能源為 5 大支柱的新格局;力爭 2050 年清潔、可再生能源所占比重達到 55%—65%,成為一次能源的主體。
隨著分布式可再生能源技術、微網技術和儲能技術的不斷進步,分布式可再生發電裝機在電力總裝機中的占比將不斷提高,到 2050 年有望達到約 1/3,總裝機量將超過20 億千瓦。
3.2政策保障和制度創新
可再生能源正處在快速成長階段,成長的動力是技術不斷進步和市場快速發展。政策保障和制度創新對于促進其產業的發展十分重要,有利于克服目前所面臨的一些體制、機制和觀念上的障礙。
世界各國提出過一些不同的政策鼓勵可再生能源的發展,包括配額制、招標制和固定上網電價等。在可再生能源發電技術研發處于成長期時,固定上網電價政策更為有利。配額制政策則在經濟成本上更為有利,適合在可再生能源發電技術成熟的市場上采用。
不同的政策各有優缺點,應在不同的階段及時總結,不斷改進政策及制度設計,加強實施中的監管,持續協調發展。
3.2.1創新價格補貼機制
穩定的電價收入是電力企業投資的前提。當前電價補貼機制是促進分布式可再生能源產業規模化發展、提高效率、降低成本、提高競爭力的重要條件和工具,應當用好電價補貼機制,支持和引導企業不斷創新、降低成本,逐步達到與常規電力平價。
成功的固定上網電價制度包括適當的上網電價和上網電價隨發電成本調整的機制。就當前光伏成本和我國的資源條件,應形成有資源差別的電價制度。逐年降低電價補貼,實現 2020 年在用電側平價上網,2025 年在發電側平價上網。
為了鼓勵可再生能源發電的升級換代和創新應用模式,對于新型可再生能源利用形式,如 BIPV(Building Integrated PV,光伏建筑一體化)、智能家庭、帶儲能的微電網等,可在初期給予更高的電價或額外的補貼,以鼓勵投資者。
3.2.2推進電力體制改革
目前中國電力消費屬于壟斷市場,不利于公平競爭和可再生能源電力的發展,尤其是在一些光伏和風力發電可以和常規電價競爭的地方,應逐漸引入電力市場價格競爭機制。
電力體制改革應打破電網企業的壟斷經營,按照“十八大”市場起決定性作用的要求,發揮更加開放公平的市場作用,在末端電力市場開放的同時,開放含分布式能源的配電網的建設、運營和服務。
電力體制改革的內容應包括:創新發電計劃管理方式;允許發電廠和用戶之間直接制定電價進行交易;允許民營資本進入配電和售電領域;允許社會資本進入成立售電公司;促進分散屋頂、空地等資源得到更加合理的配置和利用;促進多種分布式發電經營模式的生長。
3.2.3商業模式和投融資機制創新
分布式可再生能源項目規模小、商業模式復雜、不確定因素多,在尋求投融資上有其特殊的困難。分布式能源的發展需要創新商業模式和投融資環境,構建完整的金融體系和渠道,包括:建立項目評級制度;建立完善的第三方評估和項目資產量化體系,為項目融資打下基礎;建立“統借統還”和“組合信貸”融資平臺;組建可承擔較高風險的創業投資引導基金和產業投資基金,建立分布式電站風險投資機制;充分發揮多層次資本市場的作用,創新金融組織管理方式;開發分布式電站金融產品,探索項目證券化;進行項目債權融資、股權融資、租賃融資、購電協議融資等。
3.2.4產業發展政策
加大對分布式可再生能源產業技術創新和升級改造的扶持力度,優先支持建設國家及省級工程中心、重點實驗室、技術中心,提升研發水平。鼓勵組建“產學研用”一體化協同創新平臺。
在高新技術企業認定、企業所得稅減征、研發費用的加計扣除和成本攤銷、固定資產加速折舊等方面,對分布式可再生能源企業給與更多的優惠和支持。
嚴格落實“有保有壓”的信貸政策,支持企業做優做強;防止落后產能項目盲目擴張建設,對不符合國家產業政策的項目不予信貸支持。推動金融保險機構與生產制造企業、項目開發商的互利合作,完善相關服務體系,提高企業競爭力,促進我國可再生能源企業國際化發展。
3.2.5創新財稅政策
當前國家通過在電價中征收附加費的方法來籌集對可再生能源發電的補貼資金,每度電征收 1.5 分,每年大約能征集 400 億元。這個辦法簡單易行,但卻不盡合理,因其并未直接抑制二氧化碳的排放。
而碳稅是以減少二氧化碳排放為目的,是對化石燃料按照其碳含量或碳排放量征收的一種稅。碳稅有利于推動消耗化石燃料產生的外部負效應內部化,通過增加能源的使用成本達到減少能源消耗的目的,是促進我國節能減排和建立環境友好型社會的有效經濟手段之一。
征收碳稅按照“誰排放,誰繳稅”的原則,既可以抑制碳排放,又可以形成支持可再生能源的良性機制,更加公平。征收碳稅符合國際上“可測量、可報告、可核實”的原則,提升中國負責任大國的形象。
我國應制定更加積極的能源轉型戰略,制定減少煤炭消耗、降低化石能源比重的行動計劃,制定和實施科技與產業創新促進太陽能發展、分布式能源與城鎮化、太陽能與智慧能源社區計劃等,大力發展分布式可再生能源,全面加速我國能源轉型,構建未來我國自主、自立、清潔、可持續發展的能源體系。
我國應以承辦 2022 年冬季奧運會為契機,建設可再生能源應用綜合創新示范區,建立可再生能源發展的綜合改革體系,探索可再生能源“技術-經濟-政策-法規”綜合發展模式,有力促進我國太陽能、風能、儲能、智能電網等技術進步和產業發展,促進京津冀城市群綠色、生態能源體系建設。
城鎮化是我國社會轉型與變革的必然發展趨勢,是未來相當長一段時期我國社會經濟發展的動力和重要內容。城鎮化既帶來了能源利用方式變化、能源消費增加等挑戰,也提供了在未來廣大中小城鎮重構能源體系、調整能源結構的機遇。我國應將中小城鎮綠色能源體系建設納入國家能源發展戰略,將分布式可再生能源的發展納入我國城鎮化建設發展中的能源供應體系規劃和建設,統籌各種資源、持之以恒、持續發展。
發展可再生能源、建立綠色高效可持續的能源體系是能源革命的主要內容。國家有關部門應將可再生能源轉換與利用長期納入科技創新計劃,加強創新,長期持續支持超大型風機、高效低成本光伏發電和光熱轉換利用技術、高效新型儲能技術、智能微網技術等關鍵核心技術的發展,支持建立若干可再生能源國家級示范工程,搶占可再生能源領域技術制高點,以實現能源技術革命。
可再生能源正處在快速成長階段,成長的動力是技術不斷進步和市場快速發展。政策保障和制度創新對于促進其產業發展十分重要,有利于克服目前面臨著一些體制、機制和觀念上的障礙,促進其技術不斷發展、產業規模不斷擴大、成本不斷下降。應加強對分布式可再生能源與智能微網發展的政策支持,創新價格補貼機制、推進電力體制改革,打破市場的壟斷、創新商業模式和投融資機制、創新財稅政策,從產業政策等方面支持分布式可再生能源技術和產業更快更好地發展。
1 路甬祥. 清潔, 可再生能源利用的回顧與展望. 科技導報,2014, 32 (28/29) :15-26.
2 World Energy Council. World energy perspective:energy efficiency technologies-overview report. [2016-1-10]. https:// www.worldenergy.org/w p-content/up loads/2014/03/World-Energy-Perspectives-Energy-E ffic iency-Techno log ies-Overview-report.pdf.
3 中國工程院. 中國能源中長期 (2030、2050) 發展戰略研究報告. 2011.
4 國家能源局. 可再生能源發展“十二五”規劃. 2012-08-06.
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6 《世界能源中國展望》課題組. 世界能源中國展望 (2013—2014) . 北京:社會科學文獻出版社, 2014.
7 國務院.能源發展“十二五”規劃. 2013-01-01.
8 中丹可再生能源發展項目管理辦公室. 中國可再生能源發展路線圖 2050. 2014.
9 國家發展和改革委員會能源研究所. 中國風電發展路線圖 2050. 2014.
10 藺文靜, 劉志明, 王婉麗, 等. 中國地熱資源及其潛力評估. 中國地質, 2013, 40 (1):312-320.
路甬祥中科院院士、工程院院士,曾任中科院院長、第十屆及第十一屆全國人大常委會副委員長。E-m ail:hanlinhong@263.net
Lu YongxiangProfessor, Academ ician of Chinese Academ y of Sciences and Chinese Academ y of Engineering. Former President o f Chinese Academy of Sciences, Vice Chairman of the Standing Comm ittee of the Tenth and Eleventh National People's Congress. E-mail:hanlinhong@263.net
Promote the Development of Distributed Renewable Energy App lication and Smart M icro Grid
Lu Yongxiang
(The Standing Comm ittee ofNational People's Congress, Beijing 100805, China)
Energy is the foundation for human existence, life, and social civilization. Each revolution of energy technology promotes and marks the progress in human survival and development way and the social civilization. The next twenty or thirty years w ill be the key period of changes for energy production and consumption patterns and energy structure adjustment. People will be committed to building a sustainable energy system w ith a low carbon, high efficiency and intelligence, and diverse sharing. Human beings are gradually transiting to the green lowcarbon and sustainable energy era focusing on renewable energy. The utilization of renewable energy is made in two ways, concentrated and distributed. In the centralized way, a large-scale renewable energy production base is constructed in a region w ith rich resources, and by relying on the long-distance energy network, it is transm itted to the load center. In the distributed way, the renewable energy system is constructed in the vicinity of the user, the primary energy is mainly based on renewable energy, the secondary energy is mainly based on the trigeneration distributed at the user, and electric power, heating power, and cooling combine with energy storage technology to meet the needs of users and to achieve energy cascade utilization. The development of distributed renewable energy is an im portant part of the energy revolution, which has an important strategic significance for promoting the transformation of China's energy structure, and protecting the energy independence and security. It w ill promote the development of new industries worth of trillion yuan, and facilitate the adjustment of industrial structure. Distributed renewable energy is conducive to promoting the development of urban and rural new energy system, and advancing the new urbanization and new rural construction; it is conducive to improving the quality of the atmosphere, protecting and recovering the ecological environment. It is also an important part of the strategy of “One Belt and One Road”, having important significance to the implementation of “One Belt and One Road”. The distributed renewable energy technology includes solar photovoltaic, solar thermal power, solar thermal utilization, w ind energy, biomass energy, geothermal energy utilization, etc. It combines the production and consum ption of renewable energy,generated electricity first meets the needs of the local users, and the surplus is provided to the neighboring users through the smart grid. It can optim ize the integration of a variety of energy resources and user needs to achieve the maxim ization of resource utilization. The distributed renewable energy and intelligent m icro grid system has great potential and important role in building the independent, self-supporting, clean and sustainable energy system of China in future. In this paper, the renewable energy resources w ill be investigated. The technologies used for developing distributed renewable energy and smart grid, and the innovation in the future w ill be analyzed. The potential and the patterns for the industrial development w ill be discussed. And some suggestions on supporting policy to promote the development and application of distributed renewable energy and smart grid w ill be proposed in the end.
distributed energy, renewable energy, smart m icro grid
10.16418/j.issn.1000-3045.2016.02.001
*資助項目:中科院學部咨詢項目“大力發展分布式可再生能源應用和智能微網”修改稿收到日期:2016年1月11日
① 本文主要內容出自作者倡議并主持的中科院學部咨詢項目“大力發展分布式可再生能源應用和智能微網”。主要參加人員有:盧強、李靜海、肖立業、周孝信、過增元、嚴陸光、徐建中、周遠、程時杰、金紅光、孔力、王斯成、吳創之、趙黛青、仲繼壽、葉青、許洪華、祁和生、王成山、齊智平、王志峰、王文靜和陳海生等