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    未來電力產業的三大趨勢
    發表日期:2015-4-22
    能源需求快速增長,環境壓力日益緊迫,怎么解決這一難題?在今天召開的“中美綠色創新合作交流會”上,清潔發電技術成為討論最激烈的話題之一。清潔發電技術的未來會是怎樣?電力產業當前發展形勢如何?無所不能(caixinenergy)帶您概覽其貌。

      “天然氣時代的到來,分布式能源崛起,可再生能源增加和工業互聯網的應用是中國及全球電力市場所面對的現狀,急需創新技術來應對這一改變!痹诮裉煺匍_的“中美綠色創新合作交流會”會議上,技術創想備受與會專家及企業的關注。

      作為今天的參與會議的企業之一,通用電氣(GE)公司高級副總裁兼大中華區總裁段小纓表示:“作為全球最大的油氣開采、運輸和發電設備綜合企業,GE公司希望與政府和國內外企業共同打造一個公開、透明、市場互道的能源生態系統!睘閷崿F這個目標,早在2006年GE就曾與發改委簽訂了相關合作諒解備忘錄。段小纓還表示:“通過與政府和企業合作,將促進投資、競爭和新技術應用,以應對能效、排放和霧霾等長期困擾產業和社會的關鍵挑戰,為中國能源的未來共同打造可持續發展之路!

      目前整個中國的電力產業正在進行一場重大的變革。傳統電力公司不再占據霸主地位,各類企業和投資者紛紛進入這個潛力無窮的市場,而消費者必將受益,并且在發電、用電中都扮演更主動、自主的角色。

      據《經濟學人》分析電力產業的變化的三大趨勢:分散而斷續的發電、日益廉價的蓄電、智能化用電。它們相互滲透,每個趨勢都存在無限商機。

      一、天然氣分布式發電技術——熱電聯供提高效率

      受到霧霾天氣困擾、對于電力消費需求旺盛的地區來說,推動分布式發電和清潔發電,可以促進能源結構轉型和治理空氣污染。但這實現起來并不簡單。

      從能源的綜合利用效率來看,天然氣分布式發電,尤其是熱電聯供的天然氣分布式能源站的綜合效率達到 75%-80%。但常規能源譬如火力發電廠綜合利用效率僅有 40%。

      冷熱電三聯供的天然氣分布式能源系統通常包括三個環節:首先由燃氣輪機作為主要驅動,燃氣溫度在 1000攝氏度左右,提供外輸電能;其次通過吸收式制冷機,在 300-500攝氏度的中文余熱環節下供冷;最后通過吸收式熱泵等提供 100-200攝氏度的低溫余熱,向用戶供熱。

    這其中,燃氣輪機是天然氣分布式能源的核心驅動環節。

      2012年,GE 與華電集團合作,成立了華電集團通用輕型燃機設備有限公司( HDGE),該公司主要即生產制造天然氣分布式能源設備。

      2014年,在兩家企業的合作下,中國首臺套航改型燃氣輪機發電機組在上海下線。此次下線的 LM6000PF燃氣輪機發電機組是世界上最先進的 5萬千瓦等級發電機組,聯合循環發電效率可達 52%。

      燃氣輪機熱電聯供項目中燃料利用率對燃氣發電的成本有很大的制約,所以,企業為了控制成本,會在技術上加大投入,以期提高燃料利用率從而減少成本。但是成本只是制約天然氣發電的一個因素。目前制約天然氣分布式發電的一個重要因素是尚無明確政策措施扶持。正如南車玉柴總經理楊戰明此前在接受采訪是表示:“對于天然氣發電,更重要的是政策導向,怎么去導向,最后怎么去落地,不落地的說得再多也不能抵消其不實施的事實。所以,不管分布式能源的春天即將來臨還是黎明前即將到拂曉,沒有政策落地的支撐,只能淪為一句空言!

      二、微電網——可以實現電力自給自足

      分散而斷續的發電是電力產業的變化的一個重要方向,并存在無窮商機。傳統模式下,電力企業既發電也用電,其主要任務是滿足高峰時段的用電需求,這種高成本最終將由納稅人承擔,技術的創新會將電網變得更加復雜和碎片化,微電網便是其中之一。微電網是指接有風力發電機、太陽能電池、燃油發電機等分布式能源的小型電力系統,該系統一般包括分布式能源、儲能、負載、變配電、控制系統等組成部分,F在,越來越多的私人機構和企業也開始自己運行自己的電力系統,把發電、蓄電和高效供電結合起來。

      微電網可以應用在難以接入傳統電網、需要部分或者全部自主供電的偏遠地區,例如海島、礦區、極地等等。

      此外,在能夠接入傳統電網的地區,人們也可以為家庭、社區或者單位搭建包含小型太陽能或者風力發電設備的微電網,部分或者全部實現電力自給自足,從而節約電費、減少排放。

      不過,由于天氣的原因,一陣風,一片云都有可能改變風力發電機、太陽能電池等分布式能源的運行狀態,所以其輸出的電力發生波動,會影響微電網穩定運行。

      三、智慧風機——用大數據增加發電量

      在環境的壓力下,人們將注意力轉移到如何利用可再生能源發電,比如風力發電。風力發電在中國已有較長的發展歷史,隨著技術的進步,如何讓龐大的風機更加智能、新增裝機降低度電成本、提高可靠性,是風電場主關注的焦點。那么利用工業互聯網、先進監測控制策略的“智慧型”風機逐漸收到市場青睞。

      一個智慧型風機要達到四個方面。一是大數據前提,一臺風機一分鐘可能有十萬個數據檢測信息的反饋,智慧風機不是風機和中控室的“對話”,而是風機和風機之間的“對話”,每一臺風機在運行的過程中,都可以實時地相應風場的環境和形態;二是智能風驅軟件,風驅軟件可以讓風機自動調節角度和鼓風能力,從而增加風機的年發電量;三是風場與電網之間的協同,實現數據的互聯可以幫助電網管理整個風場上網的電量;四是提高整個風場運行的可靠性。

      事實上,我國風電場規模日益擴大,風機間建立聯系則顯得很重要。GE在全球的裝機量達到38GW,約有25000臺風機,而其每一臺風機都有多達幾百個的傳感器,根據這些傳感器的實時數據,風機之間就可以實現相互“對話”,共享運行的各種參數,避免或減少由于個別部件偶然失效帶來的發電損失。

    四、 能源大數據推動節能

      信息技術逐漸滲透于能源系統,這將是清潔能源發展的重大推動力。據美國節能經濟委員會 (ACEEE)預測,如果家庭用戶和企業用戶都能充分利用現有的信息及通信技術為電力系統帶來的改進,那么全美可以減少 12%~22%的能源消耗,相當于節約了上百億美元。

      中國也不甘落后,在 2014年政府工作報告中,李克強總理提到“互聯網 +”概念,這加大了對下一代互聯網與能源融合的支持。

      目前,IBM已將數據分析作為其大數據戰略的核心,共投資 160億美元進行 30次數據分析的相關收購,并在電力產業提出電網轉型、提高發電效率及顧客運營轉型等倡議,從而支持能源大數據處理。

      GE則通過每秒分析上萬個數據點,融合能量儲存和先進的預測算法,開發出能靈活操控 120米長葉片的 2.5-120型風機,將數據傳遞給鄰近的風機、服務技術人員和顧客,效率與電力輸出分別比現行風機提高了 25%和 15%。

      一句話,科技現在正在引領發電行業的變革。每個企業都要應對這種挑戰。
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