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【全方位推动高质量发展】聚力“双碳”目标 共话能源互联网(上)
2021-11-07 15:47:57    来源:山西日报

为期两天的第五届IEEE能源互联网与能源系统集成国际会议在太原落幕,在这场全球能源互联网领域最具影响力的年度学术盛会上,专家学者围绕“碳中和与能源互联网”主题,交流学术成果、分享实践经验,群智、群策、群力,共谋全球能源互联网创新发展路径。

李立浧:打造“透明电网” 支持新型电力系统建设

在“碳达峰、碳中和”行动目标下,能源电力如何实现绿色转型?如何构建广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可控,以新能源为主体的新型电力系统?国内外近千名能源领域专家学者洞察前沿技术研究,分享最新实践成果,启迪科学发展思路。

李立浧,中国工程院院士,被誉为电力工程界“直流输电第一人”,曾主持参与国内外多个特大型交直流输电项目。会议上,他的主旨报告题目是《建设“透明电网”支持能源电力绿色发展》。从事电网技术研究和工程建设工作50余年,他把研究方向从特高压输电转向“透明电网”,构筑更安全、更低碳、更灵活的未来能源系统。

李立浧在接受记者采访时谈到,中国特高压直流输电走在世界最前列,远距离达到2000公里到3000公里,大容量达到800万千瓦到1000万千瓦,从标准到设备、再到工程的建设和运行,提供了完整方案,成为世界标准,得到世界上各个国家、各个国际组织广泛的认可。

“进入信息化时代,没有数字化和智能化的应用,能源电力发展将会受到限制,我们站在新起点提出‘透明电网’概念,就是要让能源电力在未来发展中,从能源的生产侧,到输送侧,到用户侧,融合发展,信息透明,让用户能够感觉到、看到、参与到能源电力发展过程。”李立浧打比方说,用户不仅仅消费能源,也产生能源,包括家庭光伏储能、风力发电、电动汽车都能为能源电力供应出一份力,这需要在完全透明的状态下参与。

在“双碳”目标引领下,未来我国的能源体系建设势必要形成以可再生能源为主体的综合能源系统。气、电、冷、热、蓄、新能源等协调互济、梯级应用的综合能源系统,其复杂性要远高于常规能源系统。李立浧认为,助推建立以新能源为主体的新型电力系统,要以“透明电网”为核心,构建安全高效的现代能源体系。“透明电网”是智能电网发展的极致体现,可让电力系统的稳定性大大提升,并提高电力系统的运行效率。

未来新型电力系统,以新能源为主。以新能源为主体的风光单台装机容量将达到几个兆瓦,全国将产生近100亿千瓦的发电系统,光靠人工调度不可想象,所以一定要有数字化、信息化、智能化作支撑。要实现数字化、信息化、智能化管理,数字和数据是基础,我们如何获取?李立浧说,数字获取就是“透明电网”的三要素。第一,获取真实、即时数字数据,需要小微智能传感器,它体积小,能耗小,自身提供能量,而且能够载入国家北斗系统。这种小微智能传感器为未来的数字数据获取提供了好载体。第二,智能设备与设备智能化,不仅能维持原有功能,还能提供电压、电流、温度相应实时信息。第三,大量的数字和数据信息如何形成系统、发挥作用,需要软件载体,类似于交通导航系统,信息透明,按照导航运行,呈现出透明化,到那时,所有的管理就能真正体现出信息化、智能化。

相比当下的智能电网,“透明电网”和智能电网之间有怎样的联系?在李立浧眼里,“透明电网”是智能电网发展到极致的表现。以后,整个电力系统不仅仅是发电、输电和用电的关系。设想中,整个透明化系统能够把整个社会的能量系统发展到极致,让各方作用充分发挥。

吴宜灿:“核5G”开启核能未来之路

从能源安全角度出发,任何国家都不可能局限于发展单一能源。人类对未来能源的需求,必将体现出多元共生的特点。作为一种低碳高密度能源,核能在“双碳”目标下应用前景广阔。然而,传统核能自身发展面临核安全、核废料处置和公众接受度不高等多重挑战,如何破解?未来的核能系统应该是怎样的?

吴宜灿,中国科学院院士。他在主旨报告中提出,要建设第五代核能系统“核5G”。“核电宝”作为第五代核能系统的核心技术之一,具备亲近性、灵活性、智能性等技术特征,有望为构建未来多元共生能源提供重要支撑。“核电宝”从某种意义上来讲,跟充电宝确实有类似地方,它是新型、小型化核电站的通俗名词,相比传统核电站具备超级安全、超小型化、超长效特点。吴宜灿告诉记者,这个“核电宝”最小尺寸可以做到电饭煲大小,但重量可是几百公斤,待机时间至少10年以上,现在虽成本高,但在将来批量化生产后就有广泛的应用。

安全是核电最关注的话题,“核电宝”作为第五代核能系统的实践之一,如何从源头上来保障安全?吴宜灿谈到,“核电宝”作为新型、先进、第五代核能创新的实践系统,最大的特点之一就是非常安全。如何保证安全?“我们有个基本的理念,就是从‘源头确保核安全’,从设计之初,就要从‘规避发生严重事故的可能’的思路出发,而不是发生事故后再做善后处理。高压可能造成爆炸,高温可能熔化,我们在设计时就要考虑避免危险存在,这跟传统的思路比较,理念有了很大的变化。”

传统核能供给因其“单一孤立”的弊端而难以满足未来能源多元共生的需求。目前,全世界仅有不到1%的核能用于供热等非电应用,使得核能这种重要新能源,变成了与消费市场隔离、与用户“孤立”的能源供给方式。同时,新建反应堆单堆功率水平多在GW量级,无法适用于中小型能源网络以及广阔的非电应用市场。因此,在下一代核能系统中,“核5G”要着力打破“单一孤立”的束缚,释放更大的“核能量”。

第五代核能系统被称为“核5G”,在当下“双碳”背景下建设能源互联网的目标之一就是形成能源多元共生的供给结构。核能作为低碳能源,在“核5G”时代来临时,如何实现和其他可再生能源的多元共生?吴宜灿认为,核能清洁、低碳、高功率密度,可以提供高功率能源,特别适合工业领域。传统核能体积庞大,投资巨大,建设周期长,调节功率非常困难。如今,我们提出来的“核电宝”可大大提高灵活性。同时,很多理念将发生很大变化,体现在亲近性。小型化、微型化、安全性的核电站可能出现在大家的身边,在小区里,甚至在家门口,智能化操作,可能是一键启停,甚至无人值守,如果说核电真正做到这样的体验,这些特征使得它跟其他的能源就可以实现多元共生。

“十四五”是我国推进能源转型的关键期和窗口期,能源互联网建设的步伐,影响甚至决定着我们能否从根本上扭转化石能源继续增长的势头。作为一种社会、信息、物理相互依存的超大规模复合网络,能源互联网具有更广阔的开放性和更突出的系统复杂性,需要新技术、新路径的不断突破,需要新理念、新思路持续更迭。(记者沈佳 本栏目内容源自山西卫视“全方位推动高质量发展”)

[编辑:裴芬芬]

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