发展新能源 院士们最关心什么？

新能源，各国争夺的筹码

大力发展新能源已是世界各国低碳转型过程的重点。

当前，世界能源发展面临资源紧缺、环境污染、气候变化三大挑战。以我国为例，化石能源为主的能源结构对大气、水质、土壤、地貌等造成了严重危害，东中部地区的雾霾天气已经成为了困扰人民群众的“心肺之患”。

9月18日，在中国工程院“低碳奥运院士行”研讨会现场，“大力发展新能源，是能源革命的战略方向和必由之路。”全球能源互联网发展合作组织主席、中国电力企业联合会理事长刘振亚在主旨发言中的一句话引起了参会院士、专家的共鸣。“在G20杭州峰会前夕，9月3日，中国与美国共同签署了《巴黎协定》批准文书，规定将全球平均气温升幅控制在2摄氏度以内，要实现这一目标，必须发展清洁能源。”中国工程院院士余贻鑫在认可清洁能源发展必要性的同时，还肯定了我国发展新能源的资源优势：“以太阳能为例，按年平均光照时长1200小时计算，在光电转化率16%、系统整理效率80%的基础上，我国只需开发0.5%国土面积的太阳能资源，便可以满足2015年全年的社会用电量。”

79岁的陈清泉院士同样看好新能源的发展前景。在他看来，能源将成为新一轮科技革命的制高点，发展新能源、实现能源低碳转型也将成为各国争夺这一制高点的重要筹码。

进入21世纪，全球发展新能源的步伐逐渐加快，我国的发展势头更是远远超出预期。据了解，从2000年到2015年，全球风电、太阳能发电装机容量分别增长了23倍、175倍，我国更是增长了280倍、1400倍。

2014年6月，国务院印发《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》，明确提出要大力发展可再生能源，“到2020年，非化石能源占一次能源消费比重达到15%。”

经过各方共同努力，我国用10年的时间走过了美国、欧洲25年的发展历程，新能源实现了从200万千瓦到2亿千瓦的历史性跨越。据了解，截至今年8月底，国家电网已经成为了全球新能源规模最大、发展最快的电网，并网风电、太阳能发电装机容量分别达到1.25亿千瓦和6667万千瓦，均居世界第一。

余贻鑫院士认为，中国在发展清洁能源方面，仍面临着较大挑战。

在新能源规模爆发式增长的过程中，我国在统筹规划、技术标准、市场机制等方面的短板逐渐凸显。为解决这些问题，国家电网公司提出“一特四大”战略，建成投运“四交五直”9个特高压工程，在建“四交六直”10个特高压工程，促进大煤电、大水电、大核电、大型可再生能源基地的集约化开发，明确“建设大电网、构建大市场”的发展思路，并加强技术创新，助力新能源大规模开发利用。

示范工程推广更有意义

9月18日，河北省张家口市张北县。一大早，参与“低碳奥运院士行”的院士们踏上了国家风光储输示范工程的观景台。眼前，成片的光伏板整齐排列，在阳光的照耀下熠熠闪光，远处的风力发电机高大挺立，与群山交相呼应，宛如风车巨人挥舞着手臂，将源源不断的清洁能源送到千家万户。

“这是我第三次来到国家风光储输示范工程，每一次来都会有新的收获，这次来，我如同品尝了一顿丰盛的能源大餐。”黄其励院士感慨道。

为克服新能源随机性、波动性、间歇性等特征，国家电网公司于2009年6月决定全面启动张北风光储输师范项目建设。该工程规划总容量为风电50万千瓦、光伏发电10万千瓦，储能7万千瓦，年发电量12.5亿度，相当于节约标准煤42万吨，减少二氧化碳排量90万吨。

“目前，示范工程的风电和光伏发电的年利用小时数分别达到了2389小时、1564小时。”国网冀北电力有限公司相关负责人告诉记者，国家风光储输示范工程是世界上规模最大的风光储输系统，目前电源总容量达到57万千瓦，智能变电站变电容量66万千伏安，静止无功补偿（SVG）容量18万千伏安，主要指标处于世界领先水平。

“在河北张家口坝上地区建成世界第一个风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源综合示范工程，并通过深度研究风光储联合发电控制运行方式和调度模式，取得了一批原始性的创新成果。为加快解决新能源大规模并网世界性技术难题、推动新能源领域技术和产业发展贡献了力量。”中国工程院能源与矿业工程学部主任彭苏萍院士这样评价张北风光储输示范工程。

据了解，张家口市风能资源可开发量4000万千瓦，太阳能资源可开发量3000万千瓦，年平均日照时数2898小时，全年活动积温2448摄氏度。就在4个月前，5月13日，国网冀北电力在张家口市发布《全球能源互联网张家口创新示范区发展白皮书》，提出要打造全球能源互联网“样板间”，这实际上是一个在单一区域内汇集智能电网、特高压、清洁能源三大核心要素的综合性展示平台，也是全球能源互联网的典型缩影。

一份来自张家口市的发展规划显示，到2020年，张家口市清洁能源装机将突破2000万千瓦，届时55%的电力消费将来自清洁能源，全部城市公共交通、40%的城镇居民生活用能、50%的商业及公共建筑用能来自清洁能源，40%的工业企业实现零碳排放。

2022年，第24届冬季奥林匹克奥运会将在北京和张家口举行，新能源的开发利用势必会在很大程度上践行“绿色奥运、低碳奥运”的发展理念。据了解，2022年冬奥会配套工程将实现冬奥专区电力消费100%清洁化，专区交通运输全部采用清洁能源供能，奥运场馆和附属供电设施将实现“分钟级”自愈。

“示范工程还需不断总结发展经验，持续地、动态地追踪新能源发展目标。”黄其励说。

分布式能源值得期待

目前，美国已发布《清洁电力计划》，将提前退役5400万千瓦煤电；英国计划到2025年关闭所有燃煤电厂；德国计划在2030年，可再生能源发电比重达到50%……可见，构建以新能源为主导的能源供应系统已经在世界范围内得到了广泛认可。面向未来，中国新能源发展的方向何在？

就开发方式而言，中国工程院院士韩英铎认为，分布式与集中式发展同样重要。当今的新能源发展需要大规模、集中式输送，但分布式同样大有可为，诸如微电网一类的技术是对能源互联网的实践，也意味着智能电网的延伸。

在世界范围内，两种开发方式都具有较好的发展前景，据了解，预计2050年，全球集中式清洁能源发电量将达到55万亿度，分布式清洁能源发电量也将达到11万亿度。在资源配置方面，我国80%以上的风能、太阳能分布在西部北部地区，70%以上的用电需求集中在东中部地区，这便导致了新能源无法大量就地消纳和平衡。目前，我国电网跨区输送能力只有6900万千瓦，仅占水电、风电、太阳能发电装机总容量的16%。因此，我国亟需加快建设以特高压为骨干网架的大电网，构建东、西部特高压同步电网，从而满足新能源大规模发展的需求。

随着技术的发展，新能源的经济性也将大幅度提升。据美国阿贡实验室预计，未来5年内，储能电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。

“目前电网储能技术的发展，尚不能满足新能源的开发需求。”在中国工程院院士杨裕生看来，未来电网需要研发出理想的储能技术，具备安全性能强、寿命长、使用方便、价格低廉等特点。

此外，电网安全仍是与会院士、专家关注的重点。中国工程院院士邱爱慈认为，在短期内，电网仍然会围绕特高压、智能电网发展，集中式和分布式相结合，在这样的背景下，安全问题必须得到充分重视。对此，国家电网公司将加快发展抽水蓄能，建立煤电深度调峰机制，增强电网调节能力，并加快形成特高压交、直流协调发展、各级电网协调发展的坚强网架，从根本上提升电网安全承载能力。