什么是全球能源互联网
2015年9月26日,中国宣布建设全球能源互联网,推广清洁绿色方式,满足全球电力需求。什么是全球能源互联网?它是一个基于可再生能源的分布式、开放、共享的网络,即能源互联网。这里所有的能源都是可再生能源,比如太阳能、风能、地热能和生物质能。电动车也放在这里。事实上,互联网是一种利用先进的电力电子技术、信息技术和智能管理技术,将分布式能量采集装置、存储装置和各种负载互联,实现能量双向流动的共享网络。互联网有五个特点,第一是可再生性,第二是互联性,第三是分布式,第四是开放性,第五是智能化,其中就是储能和储热,这其实是能源互联网的基础。
电动汽车和储能的关系
电动汽车可以作为一种储存能量的方式,它也消耗电能。如果能把汽车取之不尽用之不竭的电卖给电网,这就叫V2G,可见它参与了能源互联网的工作。它需要电,可以作为储能装置来储存。如果北京有200万辆电动汽车,北京的高峰和低谷都可以填满。2019年,大约515亿千瓦时的电力将被风、光和水所抛弃。如果一辆汽车是30千瓦时,它可以供应500万辆电动汽车。随着电动汽车的蓬勃发展,其实弃风弃水就够了。
未来加油站可以改成充电站或者电站,这样在用电低谷的晚上就可以省下来,白天再卖。当然,这可以有所作为,所以中石油和中石化加油站也可以成为能源互联网的一部分。同时,这些充放电电站中的电池也可以作为电动车退役电池进行梯级利用,用作储能电池。目前,电动汽车通常安装60-70千瓦时。如果一天只开十几公里就够了。车主买车的时候,不一定要装那么多电池,大大方便了电动车的推广。
5G和储能的关系
目前5G非常普及,4G基站很少。随着5G基站建设的加快,我国至少需要新建或改造1438万个基站,这大大增加了对电池的需求。至少有155Gh电池的空间。一个5G基站每年的电费大概在1万元左右,所以所有基站的电费大概在1500亿元左右。基站还可以存储低功耗,所以5G基站也是非常重要的储能设备。
大数据中心与储能的关系
到2018年,全国数据中心将消耗1609亿千瓦时电力,而上海全年仅消耗1567亿千瓦时电力。因此,全国大数据中心的用电量已经超过了上海最大的城市。大数据中心需要电力和存储。因为它存储数据,所以它是瓦特流和比特流的集合,与能量存储密切相关。比如张家口有一个数据中心,使用能源互联网技术,基本使用可再生能源。中国这么多大数据中心使用可再生能源,可以把大数据中心和储能联系起来。
能源安全形势
2018年中国能源结构:煤炭65%,石油20%,天然气5%,风电、水电、光伏、核电10%,火电75%,太阳能、风电、水电、核电25%,以火力发电为主。能源资源丰富,缺煤、缺气、缺油。
中国工程院在2006年提交了一份咨询报告,其中有三个重要结论:一是到2050年,自产石油很可能保持每年1.8亿吨;第二个结论是,希望石油对外依存度不超过50%;而第三个结论是,电动汽车将被开发出来取代进口石油。
我们2018年原油进口4.6亿吨,对外依存度70%,远远大于我们当时希望不能超过50%的结论。
。另外2017年我们已经超过美国成为世界上最大的石油进口国,2018年成为世界上最大的天然气进口国。
再看看全球二氧化碳排放量的情况,从2010年开始我们国家二氧化碳排放量是大量的增加,现在又有点往上增的趋势。我们现在已经四个第一,煤炭使用量世界第一,二氧化碳排放量世界第一,石油进口量世界第一,天然气进口量世界第一。怎么样摘掉这四个第一的帽子,是我们应该考虑的事情。能源形势逼人,挑战逼人,使命逼人,我们一定要大力发展储能蓄热,构建全球能源互联网,保证能源安全。
地球上的能量从根本上来说都来自于太阳,能源的利用形式主要包括电和热两种,也因之产生了储电和储热两种技术。尤其需要关注的事实是,热能占终端能源的消费需求高于50%,也就是说,储热的价值和发展空间远大于储电。国际可再生能源署发布的储热专项报告《创新展望:热能存储》指出,当前全球约有234GWh的储热系统正在发挥着重要的灵活性调节作用,到 2030年全球储热市场规模将扩大三倍。在未来10年,储热装机容量将增长到800GWh以上,储热市场发展的浪潮不可阻挡。
储能分为储热和储电
而储热比储电成本低、效率高。
随着可再生能源设备的逐渐安装,装机发电量猛增,但真正使用过程中发现可再生能源不稳定,是一种间隙性能源,不能稳定的加入电网,致使很多地方出现了弃风弃光的浪费能源现象。可再生能源必须配合储能才可以有效利用,而储能主要分为储电和储热两种。储电需要很多有色金属,造价昂贵。而储热的材料很多,可以任意选择,天帅智能科技研发的相变储热材料储热密度高,可以直接转换到供暖终端,提高热转换效率,因为能源在消费使用终端75%还是通过热能来实现的。现在人们普能只重视电池等储电技术的使用,却忽视了储热才是低成本、高效率的储能方式。
在储电热度极高的情况下,仍然有公司在坚持前行。天帅智能科技股份有限公司投入科研力量多年研发,推出了天帅智能相变储能供暖系统,在节能环保的同时,为居民提供低成本清洁供暖,为国家电网削峰填谷,为可再生新能源解决无法即时消纳而造成的弃风弃光难题。
天帅智能科技股份有限公司相变储热技术研发方向已经覆盖水储热、相变储热、固体储热、熔盐储热等多种储热技术路径,依托其高性能的储能技术,公司清洁供暖总规模33830MWh,投运规模3102MWh,在建规模29928MWh,投运项目13个,在建项目10 个,储能清洁供暖项目覆盖:大型楼宇储能供热、城镇小区储能供热、工业园区储能供热、清洁燃煤供热机组储能供热、大型可再生能源基地储能供热等多种类型。
储热市场发展空间广阔规模超万亿元
储热的价值巨大,在清洁供暖领域,储热技术已经实现了广泛应用:
1、在居民供暖中实际效果与运行成本在众多供暖技术路线中占据优势;
2、在工业用热领域,在峰谷电价等配套政策较好的地方,储热电锅炉应用于工业蒸汽领域,成本已经可以与燃气相当;
3、在高温发电领域,多个配套长时间低成本熔盐储热技术的光热发电项目已投入运行;
4、在火电灵活性改造方面,两批国家试点项目中有一半以上采用了储热相关技术路线;
5、在源网荷储一体化和多能互补综合能源服务项目开发中,储热更是不可或缺。
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