發展新能源 院士們最關心什么？

　　新能源，各國爭奪的籌碼
　　
　　大力發展新能源已是世界各國低碳轉型過程的重點。
　　
　　當前，世界能源發展面臨資源緊缺、環境污染、氣候變化三大挑戰。以我國為例，化石能源為主的能源結構對大氣、水質、土壤、地貌等造成了嚴重危害，東中部地區的霧霾天氣已經成為了困擾人民群眾的“心肺之患”。
　　
　　9月18日，在中國工程院“低碳奧運院士行”研討會現場，“大力發展新能源，是能源革命的戰略方向和必由之路。”全球能源互聯網發展合作組織主席、中國電力企業聯合會理事長劉振亞在主旨發言中的一句話引起了參會院士、專家的共鳴。“在G20杭州峰會前夕，9月3日，中國與美國共同簽署了《巴黎協定》批準文書，規定將全球平均氣溫升幅控制在2攝氏度以內，要實現這一目標，必須發展清潔能源。”中國工程院院士余貽鑫在認可清潔能源發展必要性的同時，還肯定了我國發展新能源的資源優勢：“以太陽能為例，按年平均光照時長1200小時計算，在光電轉化率16%、系統整理效率80%的基礎上，我國只需開發0.5%國土面積的太陽能資源，便可以滿足2015年全年的社會用電量。”
　　
　　79歲的陳清泉院士同樣看好新能源的發展前景。在他看來，能源將成為新一輪科技革命的制高點，發展新能源、實現能源低碳轉型也將成為各國爭奪這一制高點的重要籌碼。
　　
　　進入21世紀，全球發展新能源的步伐逐漸加快，我國的發展勢頭更是遠遠超出預期。據了解，從2000年到2015年，全球風電、太陽能發電裝機容量分別增長了23倍、175倍，我國更是增長了280倍、1400倍。
　　
　　2014年6月，國務院印發《能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）》，明確提出要大力發展可再生能源，“到2020年，非化石能源占一次能源消費比重達到15%。”
　　
　　經過各方共同努力，我國用10年的時間走過了美國、歐洲25年的發展歷程，新能源實現了從200萬千瓦到2億千瓦的歷史性跨越。據了解，截至今年8月底，國家電網已經成為了全球新能源規模最大、發展最快的電網，并網風電、太陽能發電裝機容量分別達到1.25億千瓦和6667萬千瓦，均居世界第一。
　　
　　余貽鑫院士認為，中國在發展清潔能源方面，仍面臨著較大挑戰。
　　
　　在新能源規模爆發式增長的過程中，我國在統籌規劃、技術標準、市場機制等方面的短板逐漸凸顯。為解決這些問題，國家電網公司提出“一特四大”戰略，建成投運“四交五直”9個特高壓工程，在建“四交六直”10個特高壓工程，促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發，明確“建設大電網、構建大市場”的發展思路，并加強技術創新，助力新能源大規模開發利用。
　　
　　示范工程推廣更有意義
　　
　　9月18日，河北省張家口市張北縣。一大早，參與“低碳奧運院士行”的院士們踏上了國家風光儲輸示范工程的觀景臺。眼前，成片的光伏板整齊排列，在陽光的照耀下熠熠閃光，遠處的風力發電機高大挺立，與群山交相呼應，宛如風車巨人揮舞著手臂，將源源不斷的清潔能源送到千家萬戶。
　　
　　“這是我第三次來到國家風光儲輸示范工程，每一次來都會有新的收獲，這次來，我如同品嘗了一頓豐盛的能源大餐。”黃其勵院士感慨道。
　　
　　為克服新能源隨機性、波動性、間歇性等特征，國家電網公司于2009年6月決定全面啟動張北風光儲輸師范項目建設。該工程規劃總容量為風電50萬千瓦、光伏發電10萬千瓦，儲能7萬千瓦，年發電量12.5億度，相當于節約標準煤42萬噸，減少二氧化碳排量90萬噸。
　　
　　“目前，示范工程的風電和光伏發電的年利用小時數分別達到了2389小時、1564小時。”國網冀北電力有限公司相關負責人告訴記者，國家風光儲輸示范工程是世界上規模最大的風光儲輸系統，目前電源總容量達到57萬千瓦，智能變電站變電容量66萬千伏安，靜止無功補償（SVG）容量18萬千伏安，主要指標處于世界領先水平。
　　
　　“在河北張家口壩上地區建成世界第一個風力發電、光伏發電、儲能系統、智能輸電于一體的新能源綜合示范工程，并通過深度研究風光儲聯合發電控制運行方式和調度模式，取得了一批原始性的創新成果。為加快解決新能源大規模并網世界性技術難題、推動新能源領域技術和產業發展貢獻了力量。”中國工程院能源與礦業工程學部主任彭蘇萍院士這樣評價張北風光儲輸示范工程。
　　
　　據了解，張家口市風能資源可開發量4000萬千瓦，太陽能資源可開發量3000萬千瓦，年平均日照時數2898小時，全年活動積溫2448攝氏度。就在4個月前，5月13日，國網冀北電力在張家口市發布《全球能源互聯網張家口創新示范區發展白皮書》，提出要打造全球能源互聯網“樣板間”，這實際上是一個在單一區域內匯集智能電網、特高壓、清潔能源三大核心要素的綜合性展示平臺，也是全球能源互聯網的典型縮影。
　　
　　一份來自張家口市的發展規劃顯示，到2020年，張家口市清潔能源裝機將突破2000萬千瓦，屆時55%的電力消費將來自清潔能源，全部城市公共交通、40%的城鎮居民生活用能、50%的商業及公共建筑用能來自清潔能源，40%的工業企業實現零碳排放。
　　
　　2022年，第24屆冬季奧林匹克奧運會將在北京和張家口舉行，新能源的開發利用勢必會在很大程度上踐行“綠色奧運、低碳奧運”的發展理念。據了解，2022年冬奧會配套工程將實現冬奧專區電力消費100%清潔化，專區交通運輸全部采用清潔能源供能，奧運場館和附屬供電設施將實現“分鐘級”自愈。
　　
　　“示范工程還需不斷總結發展經驗，持續地、動態地追蹤新能源發展目標。”黃其勵說。
　　
　　分布式能源值得期待
　　
　　目前，美國已發布《清潔電力計劃》，將提前退役5400萬千瓦煤電；英國計劃到2025年關閉所有燃煤電廠；德國計劃在2030年，可再生能源發電比重達到50%……可見，構建以新能源為主導的能源供應系統已經在世界范圍內得到了廣泛認可。面向未來，中國新能源發展的方向何在？
　　
　　就開發方式而言，中國工程院院士韓英鐸認為，分布式與集中式發展同樣重要。當今的新能源發展需要大規模、集中式輸送，但分布式同樣大有可為，諸如微電網一類的技術是對能源互聯網的實踐，也意味著智能電網的延伸。
　　
　　在世界范圍內，兩種開發方式都具有較好的發展前景，據了解，預計2050年，全球集中式清潔能源發電量將達到55萬億度，分布式清潔能源發電量也將達到11萬億度。在資源配置方面，我國80%以上的風能、太陽能分布在西部北部地區，70%以上的用電需求集中在東中部地區，這便導致了新能源無法大量就地消納和平衡。目前，我國電網跨區輸送能力只有6900萬千瓦，僅占水電、風電、太陽能發電裝機總容量的16%。因此，我國亟需加快建設以特高壓為骨干網架的大電網，構建東、西部特高壓同步電網，從而滿足新能源大規模發展的需求。
　　
　　隨著技術的發展，新能源的經濟性也將大幅度提升。據美國阿貢實驗室預計，未來5年內，儲能電池能量密度有望提升至目前的5倍，成本降低至目前的1/5。
　　
　　“目前電網儲能技術的發展，尚不能滿足新能源的開發需求。”在中國工程院院士楊裕生看來，未來電網需要研發出理想的儲能技術，具備安全性能強、壽命長、使用方便、價格低廉等特點。
　　
　　此外，電網安全仍是與會院士、專家關注的重點。中國工程院院士邱愛慈認為，在短期內，電網仍然會圍繞特高壓、智能電網發展，集中式和分布式相結合，在這樣的背景下，安全問題必須得到充分重視。對此，國家電網公司將加快發展抽水蓄能，建立煤電深度調峰機制，增強電網調節能力，并加快形成特高壓交、直流協調發展、各級電網協調發展的堅強網架，從根本上提升電網安全承載能力。