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        分布式能源如何影響我們的未來?

        放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2021-09-11 12:14:28    作者:小英    瀏覽次數:17
        導讀

        我們已經步入一個巨大的能源時代,人民生活、工業(yè)發(fā)展、社會進步都離不開能源,特別是以電力為例,我國的用電量正在逐年上升,輸電網絡正在面臨更大的挑戰(zhàn),數字時代的到來也將會給我們的能源領域帶來新的變革。既然

        我們已經步入一個巨大的能源時代,人民生活、工業(yè)發(fā)展、社會進步都離不開能源,特別是以電力為例,我國的用電量正在逐年上升,輸電網絡正在面臨更大的挑戰(zhàn),數字時代的到來也將會給我們的能源領域帶來新的變革。

        既然能源有著如此重要的戰(zhàn)略地位,那么,我們怎么樣去認識未來的能源?

        在有一個基本的認識之前,首先要了解我國目前的能源結構。

        根據IEA(國際能源署)統(tǒng)計的數據,我國化石能源份額與全球水平相當,均為85%,化石能源中具體包含了煤炭、石油、天然氣,并以煤炭為主,直到前幾年煤炭在一次能源中的占比仍然高達58%,石油占比34%,天然氣7%,這個比例也不及全球平均水平。

        除了化石能源外,還有低碳能源。包括了我們所知道的風電、水電、核電以及其他可再生能源,在份額比例上,水電占到8%左右,核能僅為2%,其他可再生能源份額為4%。

        很顯然,中國的能源結構仍然是傳統(tǒng)火電占大頭,但未來的能源趨勢正在向如下幾個方面轉變——

        首先,我們的能源系統(tǒng)正從集中式逐漸走向分布式。

        分布式能源系統(tǒng)(Distributed Energy System, DES),簡單來理解就是「在哪里用能,就在哪里產能」。相比集中式能源系統(tǒng),分布式能源系統(tǒng)在規(guī)模上小了許多,但它依然擁有許多相似的元素,包括各種發(fā)電(多為可再生和清潔能源)、儲能和能源監(jiān)控解決方案。

        分布式能源系統(tǒng)可以針對非常具體的要求進行定制,目前的應用場景主要是在工業(yè)園區(qū)、機場、酒店、大學校園和醫(yī)院等大型的機構。

        上海的迪士尼樂園、在建的西安高新三期城市客廳項目、獲得中國工業(yè)大獎的陜鼓能源互聯(lián)島項目,都是分布式能源系統(tǒng)解決方案的典型案例。

        “分布式”這個概念,是相對于集中式來講的,集中供電是通過大型的發(fā)電廠進行發(fā)電,再通過高壓輸電線路運送到需求端,這樣的電力流動模式是單向的,當前,我們對電力的依賴程度已經達到一個前所未有的地步,隨著用電量的增加,電網負荷壓力會越來越大。

        因此,分布式的供能系統(tǒng)作為集中式的互補,就十分有必要。盡管在全球范圍內,很長一段時間都將繼續(xù)維持化石燃料主要占比的情況,但可以預見,可再生能源的占比會越來越高,如何把這些小規(guī)模的、零散的、但卻會廣泛存在的能源末端都利用起來,作為整個能源體系的重要補充作用,是一個值得深入的問題。

        目前,在分布式能源領域常用的是天然氣冷熱電三聯(lián)供的方式。天然氣作為清潔能源,價格較為昂貴,但傳統(tǒng)燃煤電廠的平均效率只有35%,通過對天然氣能源的梯級利用,綜合的機組運轉效率可以達到80%以上。對天然氣最大限度地“榨干吃凈”,使用成本無形間也就降低了。

        有的讀者看到這里就要問了,那么分布式能源和普通人的生活又有什么關系呢?

        有。

        以往,集中式供電的模式下,我們在能源系統(tǒng)中處于純粹的消費者,而在未來,分布式的供能模式中,小到每家每戶、大到園區(qū)工廠,都可以自主地變?yōu)槟茉吹漠a消者。自己生產出的電力自己使用,多余的還可以并入電網當中,回賣出去。

        舉一個很類似的例子,集中式供電如同在百貨商場里購買東西,分布式供能系統(tǒng)則將每個人都納入了一個類似于電商平臺的系統(tǒng)當中,電力銷售從原來的to B模式變?yōu)閠o B+to C模式,用戶個人也可以成為賣方,讓電力資源能在綜合能源系統(tǒng)當中自由地流動。

        對于多個家庭組成的社區(qū),或者小規(guī)模的分布式發(fā)電系統(tǒng),就可以組成了一個微電網(Microgrid)。

        微電網指的是由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。微電網中的電源、儲能和用電設備容量一般比較小,電壓比較低,且微電網位于用戶側,成本低、污染小,更為靈活。通過微電網控制器可以實現對整個電網的集中控制,讓微電網成為一個可以自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng),既可以與外部電網共同運行,也可以脫離外部電網獨立運行。

        因此,分布式能源的優(yōu)點就顯而易見了:將分布式的各類資源盡可能地參與到能源系統(tǒng)的運行當中去,就近取用,減少遠距離傳輸的成本和損耗,削峰填谷,成為電力系統(tǒng)中的穩(wěn)定輔助,支撐用電安全,并且在低碳減排方面也會有突出的貢獻。

        除此之外,在化石能源方面,未來勢必會走向高效清潔的利用方式。

        即使未來清潔能源的占比會有所上升,但也很難在短時間內取代化石能源,因為無論是核電、水電還是風電,或者光伏發(fā)電,都有各自的弊端,如核電的調峰成本太大、水電機組運行的季節(jié)特征與地理區(qū)位明顯、風電和光伏無法主動發(fā)電……

        因此,我們對化石能源的依賴性始終存在,為了提高利用和降低碳排放,改造發(fā)電機組的動作在近年來也一直從未停止。

        最后,這些現狀和未來趨勢都會促使我們的能源系統(tǒng)朝著更加集成高效、智能化的方向發(fā)展,來為經濟社會提供有力的支撐。

         
        (文/小英)
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