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能源互联网赋能碳中和——第五届能源互联网技术与应用高峰论坛

Source:电子报

今年是第“十四五”的开局年,也是双碳目标元年,意义重大,所以在这种情况下这个论坛的主题是经过深入的交流与研究,最后确定为“能源互联网赋能碳中和”。论坛是由多家单位共同培育,联合主办单位有国家能源互联网产业与技术创新联盟和上海新能源人才培训中心,这两个单位都是国家能源局下达文件建立起来的,它本身都有清华大学和上海电力大学的背景。

 

国务院特殊津贴专家、SNEC组委会专家委员会副主席林承桢主持“能源互联网赋能碳中和第五届能源互联网技术与应用高峰论坛”。

 

国家能源互联网产业及技术创新联盟秘书长、清华大学能源互联网创新研究执行院长赵伟教授致辞。
 

原中国可再生能源学会理事长、原科技部秘书长、石定寰先生原国务院参事:作为全球最大的光伏产业界的盛会,而且这几届陆续加入了未来能源很多新的要素,比如能源互联网,智慧能源、储能、氢能等等,包括电动交通等等,包括一些新材料,比如石墨烯技术的应用,很多新的领域不断的加入进来,以这个为主平台,所以对我们未来能源的发展还是起了很重要的作用,我也亲自见证了中国光伏产业15年从小到大,从弱到强,变成今天在全球具有国际影响力,国际竞争力的这样一个产业,在全球不仅为中国的可持续发展做贡献,也为全球发展做贡献,我们感到由衷的高兴。建立合作平台是非常重要的,干一件事情是系统工程,方方面面大家经常在一起交流、一起切磋,一起讨论,找到合作机会,共同探讨面临的主要问题,我想这对发展很重要。所以论坛这样的形式是一个重要的形式,能够搞出精品和品牌来,现在SNEC已经成为品牌了,不禁是中国的品牌也是全球的品牌,过去都有三大洲,各个国家行业协会负责人,产业技术负责人都来这个平台开会,去年由于疫情原因,国际交流这块受到了很大的影响,随着疫情进一步减弱之后,随着我们进一步执行《巴黎协定》,各国都在实现碳中和,我们的平台将来肯定还会成为一个国际交流大平台。
我们现在和国际的很多交流都受到了英美发达国家的限制,对中国尤其在高科技领域很多发展都有限制,很多交流也受到了限制,唯独在气侯变化,围绕全球气候变化领域应该是全球可以有可能坐到一起来谈合作的事情。所以我想正是在这种情况之下,我们合作的国际化、国际交流的性质越发显得更加重要。所以我们要坚持把这个舞台办好,让它在未来的“双碳”当中发挥作用。
在未来发展当中,我们的信息化、智能化如何跟未来的能源清洁化建立新的电力系统,以新能源为主体的这样一个新型电力系统,这是总书记明确的方向。这个方向定了以后,也就要把我们现在的能源结构有一个彻底的改变,我们现在能源结构就是以化学能源为主,以煤炭、石油、天然气为主,化石能源现在占85%以上,未来经过几十年的努力,我们把从现在的局面要翻到以可再生能源为主体,当然也包括核能,但是核能受到限制,由于安全的问题不可能过多发展核能,应该说主力军就是可再生能源,就是以太阳能、风能为主体,当然还有其他的水能、生物质能、低热能、海洋能等等,都应该把它发挥起来。尤其中国海洋的面积很大,但是从现在来看,未来几十年风能、太阳能仍然是发展的主体,要做这么一个大的调整,这应该是一个伟大的革命,这个革命是要把我们整个能源的架构、体系、运行方式、经营模式都要有一个彻底的改变,我们原有的东西已经不适用了,一定要创造新的。创造新的发展当中如果把现在的信息化技术、智能化技术跟我们这样一个未来能源的革命形势紧密结合起来,助力未来碳中和的发展,我想这是一个非常重要的方面。
现在数字经济也是国家未来经济发展的重要方向,数字经济如何跟能源结合起来,华为他们也明确把数字能源作为华为未来的,用信息技术支持社会经济发展的重要方向,而且要加强力量,专门成立了数字能源公司,集合很强的力量来推动这个事业,表明华为看到了未来国家的战略方向,要努力把信息技术这样一个架构更好的跟能源革命、能源结构调整的架构紧密结合起来,所以这是一个非常重要的发展趋势。
未来系统里面,智能化、信息化、互联网的要素将越来越显得重要,但是如何发挥作用,我想我们目前还是在一个初期探讨阶段,我现在听到比较多的是讲架构、方法,讲各种设想,但是我们拿出案例来分析的太少了,我希望我们在未来的发展当中要更多的结合我们双碳发展实践当中大量丰富的实践问题,我们通过互联网去解决了,找到了解决的方法,产生了一定的效果,跟过去传统的有了对比,对于构建新的能源体系,新的电力系统是有很好帮助的,这样一些案例我们要很好的总结,我们要用案例来说话,不是老用理论、框架来说话。

 

国家发改委能源研究所原所长、中国能源研究会学术顾问,原常务副理事长周大地先生通过视频方式向论坛做了题目为“双碳目标和十四五能源发展”的报告;我们现在谈碳达峰和碳中和,“十四五”要起什么作用呢?“十四五”是碳达峰的关键期、窗口期,我的理解就是“十四五”干得好不好,对于实能够不能实现实现在2060年前碳中和,这都是一个非常关键的时期,而且这是窗口期,现在不干以后就太晚了,有可能窗口就过去了。所以中央提出“十四五”期间,我国的生态文明建设进入了以降碳为重点的战略方向,推动减污降碳协同增效促进经济社会发展全面绿色转型,实现生态环境质量改善,由量变到质变的关键时期,真正是要以减污降碳协同增效来作为绿色发展的一个核心内容。同时对怎么样实现这个关键期要争取体现达峰,就是要构建清洁低碳安全高效的能源体系,要控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动。特别是要深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统,同时在工业领域、建设领域、交通领域都要全面行动起来。而且在推动绿色低碳中实现重大突破,除了这些具体行动以外,我们在低碳政策、市场体系、引导绿色生活方式,要提升生态碳汇能力和加强国际合作方面也要积极努力行动起来。
在“十四五”期间要想达峰,就是要在节能降耗,加快非化石能源发展和抑制传统化石能源消费扩张这方面做重大的努力。中国的零碳能源系统应该考虑在“十四五”期间要使煤炭总量下降,石油达峰,而且天然气的增长期也不能太长,有人说天然气要搞到2040年甚至跟以后还在增长,我想天然气作为化石能源实际上在2050年左右也开始要几乎降为0了,所以我们天然气可能也只有10年左右可能的增长期,我们要考虑在2050年左右化石能源全部退出市场,在这个同时并不是能源消费就不能做了,我们要加快发展非化石能源,特别是风电和太阳能,现在才各2亿多千瓦,第一步先要争取风能和太阳能的发电各自升到20亿千瓦以上,如果有需求还可以进一步发展,实际上资源有得是,就看我们做不做。同时生物质能、储能技术、制氢技术都要一起跟着来发展。
现在目前看到我们的能源互联网还是针对了分布式的新能源,化石能源热电能联供,还有天然气如何来替代传统用煤,把供热供电制冷系统互联,区域的能源系统互联优化,形成能源互联,现在这是一个过渡阶段,现在主要还是以化石能源为主,但是要增加非化石能源和分布式能源的比例,但是我们要考虑到电力系统再进化最多25年就要实现零碳化,实际上非化石能源替代化石能源这个过程是要明显加快的,能源互联网的发展也应该面向以后这种零碳能源的方向去发展,所以电力系统首先要解决如何高比例消纳可再生能源的问题,怎么在非化石能源电力为主的这种状态下去实现电力系统的稳定运行,这是首要的。第二,近期是可以考虑用传统火电来支撑非化石能源的加速发展,中期就要考虑用储电和电动车这样的储能系统进行互动,来支撑电力系统的稳定运行,中远期要考虑包括建筑物的直流系统,工业用的直流系统和发电系统的互动,同时充分发挥水电、核电在电力系统的稳定作用。所以能源互联网的内容会有重大的变化,对可再生能源发电当中的精确预测和调度,对用电用能端的新型电气化需求的智能预测和需求侧管理,对于互动性用户的系统性调控样会成为未来能源互联网的主要发展方向。
 

国家电网有限公司发展策划部副主任、新能源云项目负责人刘劲松先生报告的题目是:“新能源数字经济平台”:新能源云是国家电网服务双碳行动方案18项措施之一,新能源云是以能源革命和数字革命相融并进的趋势,充分考虑国家能源资源的禀赋特色和国家电网枢纽平台作用,将新一代的信息系统与新能源的全产业链、全价值链、全生态圈的业务深度融合形成的新能源互联网平台。聚合全部数据要素,以提高整体资源的配置效率,服务绿色发展和碳中和,服务构建以新能源为主体的新一代电力系统。
 

中国电力企业联合会副秘书长刘永东先生演讲的标题是“发挥标准的引领作用,推动建立新型电力系统,助力电力双碳目标”:我们也在思考双碳涉及到哪些领域,可能涉及环境比较多,包括发电侧、电网侧、用户侧,也包括电力市场,还有灵活性资源,当为主体以后,灵活性资源就变成电力系统非常重要的话题。在标准化工作中间我们认为需要加强标准化的顶层设计,因为它涉及的环境比较多,专业领域比较多,涉及到标准之间的相关支撑也比较多,我们认为加强标准顶层设计尤为重要。
 

中国电力技术市场协会的副会长,综合智慧能源专业委员会会长赵风云主持了“政策、市场和技术导向”的论坛环节:在今天的背景下,中央提出双碳目标,我们怎么来实现?我们新型电力系统怎么去践行国家的双碳目标,我们带着这些问题来到会场。我们今天也是在感叹,或者为SNEC这个平台点赞,他们确实很早就布局新能源的发展,能源互联网的技术给我们提供了这样的平台,让我们一路走来在不停的讨论和研究这个问题,我们也希望咱们这个平台一直走下去,一直伴随着我们国家双碳目标的实现。
 

清华大学四川能源互联网研究院的副院长刘毅博士演讲主题是:“双碳背景下的能源互联网产业技术发展”:能源互联网的概念一直是三层,物理层、信息层和价值层,涵盖了风、光、氢、生物质、CCUS(碳捕获与封存),面向了三个重点领域,可以把农业拆成工业、交通和建筑,大概就是这三个了。核心的核心,电网怎么能够有效的跟其他的能源网络结合起来,提高能源系统运行效率,同时能够更好的消纳可再生能源,电网就是核心,所以我们说建设电网是构建清洁、低碳、安全、高效能源体系的重点。
 

隆基新能源有限公司总经理陈鹏飞先生演讲的题目是“建筑光伏一体化——实现碳中和的有效路径”:作为光伏的企业,我们在思考建筑光伏一体化的时候我们从来没有去从光伏的角度去思考,我们是希望从建筑的角度如何去思考,它能够和我们的光伏寿命能达到25年,这就是我们思考的一个初衷。据数据,建筑的碳排占碳排放总量的一半以上,2018年全国建筑全过程碳排放总量是49.3亿吨,占全国碳排放总量的51.3%,这是一个巨大的碳排变化。我们欣喜的看到国家部委在去年推出关于绿色建筑创建的行动,明确2022年,当年城镇新建筑中绿色建筑的建筑面积占比将达到70%,包括推广绿色建材。在目前来推广绿色建筑的省份已经在蓝色的地图里面不断的更加增多,我们在北京将建筑光伏一体化,
 

特斯拉企业大学的刘洋先生演讲主题是“特斯拉新能源的应用”:大家可能以为特斯拉是一家汽车公司,其实特斯拉不仅仅是一家汽车公司,特斯拉的确在2003年这家公司诞生的时候,确实是一家电动汽车公司,而且当时我记得我们的目标是推动全球向可持续交通的发展,在2016年我们跟另外一家公司合并,变成了现在的特斯拉的公司,我们现在的目标是致力推动世界向可持续能源的发展,我们是一家能源公司,汽车只是我们能源的其中一个应用。首先有太阳能的产品—能源屋顶,它跟瓦片很像。第二个是能源储存产品,是家庭式的。第三个是能源应用产品,就是现在的特斯拉汽车,现在我们的特斯拉汽车在上海临港生产。特斯拉是美国上市公司,从2021年的第一季度的财报可以看出,我们的能源产品,前两款产品同比增长71%,这是一个非常大的增长。我们提供能源的一体化的解决方案,从能源的采集,能源的储存,以及能源的利用。
 

北京天诚同创电气有限公司执行董事、北京天润新能源有限公司副总经理胡江先生演讲的题目是“双碳背景下园区减碳行动方案”:从绿电方案来讲,这是一个园区的典型用电场景,我们必须发展可再生能源,在这个场景之下,我们希望尤其是企业界的朋友能够在早期做能源系统的设计,包括从多种能源的使用,能够在初期的时候可以降低整个能源系统成本。
 

上海电力大学副校长二级教授黄冬梅女士:新型的电力系统是实现30 60的前提和基础,新型电力系统结构由原来稳定的火力发电为主导,转为受气象驱动的新能源发电为主导,将面临颠覆性的挑战。不同的气象条件下电网运行模式差异是巨大的,需要通过数字化、智能化的手段,结合电力时空信息技术进行深度的融合。大数据的分析能够挖掘多系统、多主体的关联、因果关系,在信息充分对称的条件下实现源、网、荷、储的高度协同。
上海电力大学有很多优秀科研团队,在这样一个背景下,以大数据为媒介,串联构成能源电力数据链,围绕国家海洋新能源大规模开发利用,以及电网数字化体系构建的重大前景,我们做了一些工作,通过数据的获取、传输、存储、挖掘与应用,实现电力时空大数据的智能感知与协同处理,将大数据的价值发挥到最大化,应用到电力物联网,智能微电网以及海岛微网的多个场景。
未来的新型电力系统包含了大规模的风电场、光伏电站、海洋能电站等可再生能源电站,地理条件因素的影响逐渐加大,必须需要精细化的建模,建设规划输电线路,我们团队是运用复杂的地理条件下,输电线路规划方法,基于GIS对地形、坡度、用电类型、覆冰、灾害地理环境因素进行变化,量化了输电线路路径规划过程中复杂的地理信息,构建了输电线路路径优化模型。我们在高水平的期刊上发表了多篇的论文,也在科委的项目中得到了支持。
为了提高大尺度的遥感数据分析和处理的服务响应效率,针对时间、高复杂度、空间超大规模计算问题,我们面向CPU+GPU这种异构体系结构的集群,运用适合于超大规模的并行计算,对大容量火力发电机组、核电机组、高电压等级的输电等成本高、危险性大的场景进行仿真验证和动态调度,我们也发表了多篇高水平的论文。
最后围绕双碳战略,基于时空大数据基础进行双碳评价指标体系研究,综合考虑区域、行业、重点企业对监测对象的碳排放总量,能源消费强度,碳排放强度等因素,深入研究不同类型能源供给碳排放规律,构建电力低碳变化测算模型,实现区域能源碳排放情况的精准刻画,动态监测和全面分析,助力单个省份和部分区域电力的碳达峰,目标和碳中和的实现。
 

清华大学社会科学学院能源转型与社会发展研究中心常务副主任何继江主持了“技术创新、标准体系、案例”论坛环节。

 

信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司新能源事业部总工程师魏川的报告是“源网荷储模式的能源互联网”:源网荷储主要是分成三个部分,一个是区域级的,一个是市县级的,一个是园区级的,这个核心还是在电网,只有整个电网能够在以大的基础去补充小的电源,用小的电源就地消纳,然后来对大的电源相当于是一种完善。
 

京东方的能源科技有限公司CTO姜宇先生演讲主题是“智慧能源操作系统,赋能低碳综合能源管理”:京东方这几年通过自身企业的发展以及在我们各个领域的应用,以及和我们的伙伴一块儿不断的去摸索,我们总结了一些经验,首先我们开发了一套BSEOS的平台,这个平台就是智慧能源操作系统,这是一个简称,是为零碳综合能源服务来赋能的一个产品,是面向三类客户的一个多边交易的平台,它是由三个平台组成,是物联平台、生态平台和应用平台。内在的联系包括L2C的套件,第二是D2C的套件,第三是ProAPP各种专业的应用,L2C是叫做生意参谋,它更多的是把我们从自身体制内部和客户整个的联动在一起,就是从线索到落单整个过程的内在的这种联系。第二个是把我们的数据通过各种数据来进行变现。最后是通过各种专业应用来更多的为直观的TO C和TO B的客户来服务。
 

天合能源云平台的总经理方斌先生演讲题目是“碳中和下的能源物联网如何破局”:构建一个无碳的新能源世界,通过光伏+风能+储能系统+新能源再加能源互联网平台,实现整个能源包括气侯的优化和整个的减排,这是我们的新的愿景。有关分布式这块,天合有一个小愿景,就是百万屋顶万户的工商业,希望链接1亿的终端物联设备。天合聚焦三个板块,一个是能源物联网,一个是工业物联网,还有智能建筑,还有智能商业,大家知道能源和电力是第一个方向,也是我们最看重的。第二块就是工业这块,第三是建筑的排放,聚焦国家的政策,紧跟国家的政策,成为智慧物联网应用整体解决方案的服务商。
 

海南省可再生能源协会秘书长范益民的报告是“双碳背景下的海南省能源转型”:2009年11月,省政府发布了关于《低碳发展的若干意见》,拉开了海南省低碳发展的大幕,2012年11月海南省又被国家发改委确定为我国第二必须低碳试点中唯一的低碳试点省份,经过十年来的发展,低碳发展已经有机地融入了经济社会发展的全局,从2014年以来,海南省启动了海南低碳发展碳排放峰值预测控制路径等一系列的研究工作,形成了一批初步的研究成果,指导了海南省低碳发展的实践。
2010年以来,海南省先后开展了一系列的低碳发展的试点,包括低碳城市,低碳交通,低碳社区,APEC低碳示范城镇,低碳工业园区,以及净零碳排放示范区的试点创建工作,低碳工作取得了一系列积极的成果。
根据《海南省碳排放达峰路线图》的研究,提出了三种不同情景下海南省碳排放量的变化趋势,全省排放量在2031年达到峰值,排放量7407万吨,在同步达峰情景下,2027年达峰,在引领达峰的情景下,碳排放总量在2025年达到峰值,峰值的排放量是5187万吨,到2035年下降到4049万吨。我们下来就是按照引领碳达峰的这样一个情景下,在安排碳达峰的工作。为此,海南要更加积极的开展应对气侯变化和低碳发展行动。
确定要采取的主要措施:一是优化产业结构,创新发展路径。二是发展新能源。打造清洁能源岛。三是推广绿色建筑。倡导低碳生活。四是优化运输模式,建设低碳交通。五是加强政策决策,深化低碳试点。六是增加自然碳汇,探索零碳示范。
 

国电南瑞研究院副院长、总工程师王伟博士主持“十四五规划下的/3060碳达峰碳中和背景下的能源互联网发展”的圆桌讨论:我们讨论的议题有光伏产业实现碳达峰、碳中和路径,物联网与综合智慧能源服务,物联网层两个升级,在信息层从两个融合,能源与信息的融合,IT与OT的融合,价值层实现两个变革,能源行业的生态上实现变革,能源的物理层面上实现变革,还有两个引领,标准的引领和示范引领。
 

参与讨论的专家有:清华大学信息技术研究院副院长、研究员曹军威博士、中国建材国际工程集团有限公司副总裁王丛笑先生、德国能源署北京联络处主任陶光远先生、西人马(厦门)科技有限公司董事长周强博士、无锡美凯能源科技有限公司牟英峰博士、北京京东方能源有限公司BSEOS运营Team负责人王韵静女士、北京双泽信息技术有限公司董事长张勇先生和联盛新能源集团董事&联盛电力总经理田大勇先生。
 

“能源互联网赋能碳中和——第五届能源互联网技术与应用高峰论坛”专家大合影。
 
 记者  徐惠民
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