迎接智慧能源革命的挑战

1迎接智慧能源革命的挑战取势明道优术中国企业投资协会金融委员会副秘书长北京股权投资协会副秘书长中国能源网CIO韩晓平2目录1.智慧能源革命带来的挑战2.智慧能源系统及关键技术3.中国能源供应现状与预测4.改革停顿和倒退没有出路31、智慧能源革命带来的挑战41929年大萧条的教训•胡佛（胡华）1929年3月4日--1933年3月3日担任美国总统•在1920～29年，美国工业总产值增加近50%，大企业得以蓬勃发展，卡特尔、康采恩、托拉斯盛行，社会财富高度集中于少数利益集团手中，大企业政治直接左右国家决策。全美1/3的国民收入被5%的昀富有者占有；60%的家庭年收入为仅够温饱；还有21%的家庭年收入处于贫困线。欧洲一战后重建完成，造成美国产能过剩，诱发结构性经济危机•1929年美国爆发经济危机，道琼斯指数跌去90%，全球5000万人失业，生产倒退20至30年，工业生产下降37.2%。仅美国有10多万家企业破产，6000家银行倒闭，失业率高达30%，物价暴跌33%，国际贸易缩减40%„胡佛政府为挽救危机，出资修筑大量公共设施，支持大企业进行项目建设：帝国大厦和克莱斯勒大厦1930年开工、胡佛大坝1931年、金门大桥1933年、诺里斯大坝1933年┄。政府实行赤字财政，加大税收，支持大企业，放手让其进行“市场调控”„政府增加投入并未能帮助美国走出大萧条，大量资金流入大企业，中小企业成为危机的牺牲品，失业进一步增加，结果使危机越演越烈5罗斯福新政——改革和打破垄断•F.D．罗斯福1933年3月4日就任第32届美国总统，开始“新政”•1935年8月28日罗斯福力排众议签署了遏制垄断企业的《公用事业控股公司法》（PUHCA），使州政府能够有效监管属地电力、电话公司，州议会能够配合立法•立法前，全美虽有100多家电力公司，但主要市场控制在3大垄断寡头手中•该法授权证券交易委员会（SEC）打破托拉斯、康采恩，限制公用事业公司在各州的管辖权限，规范运营公用事业公司及其相关业务活动，强迫其分拆、重组•通过要求控股公司放弃它们在各州电力公司的股份，变电力公司为各州独立运营的经济实体，从而取消了大量的跨州经营的垄断电力控股企业•严格限制这些能源垄断控股公司从事的主营和兼营业务，规范他们的收入z1935年5月罗斯福签署了一项成立农村电气化管理局(REA)的执行令。1936年5月罗斯福签署《农村电气化法》z在1938年至1942年间，REA在美国乡村开展了一场大规模群众性教育运动，帮助农民学会怎样使用电能来减轻繁重的日常家务及农场杂活，提高农业的整体生产率z大量增加了就业，新技术应用，从根本上改变了农村基础设施，缩小了城乡差距6奥巴马的能源新政„奥巴马应对危机转败为胜的出路•利用美国在技术创新、资本市场和制度方面的优势重新夺回经济和技术的“制高点”•在争夺全球气候变化斗争领导权和控制权上重建占据优势地位•通过主导排放交易制度继续维持美元作为全球性主导货币的战略地位•充分利用美国信息技术的优势地位，整合能源并延伸至工业、商业系统完成信息化社会建设„全球气候变化加速——威胁人类生存•传统能源技术已经无法逆转全球气候变化的趋势，必须进行一次深刻的能源革命•奥巴马政府在减排问题上已经转变态度，参众两院无异议批准朱棣文说明国会将支持减排„信息革命技术成就倒逼能源革命•1867年英国物理学家麦克斯韦的研究曾经预示“信息将成为一种特定意义的能源”•信息技术革命将与新的能源革命进行深度整合，并依附于能源系统影响整合经济社会•和讯：IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟，智能电网改革将推动能源革命的深度裂变7美国的战略意图是什么•为什么奥巴马不救三大汽车公司，却出资发展新能源汽车.美国提出2016年小型汽车和轻型卡车的平均能耗将达到每加仑汽油行驶35.5英里，相当节省18亿桶原油，环保功效相当于减少1．77亿辆行驶•为什么美国在伊拉克撤军，放弃打赢两场战争，不在非洲建立军事指挥部，不在非洲保持任何军事存在；并停止制造F22隐形战斗机，减少航母战斗群•为什么奥巴马选择华裔担任能源部长和商务部长，美国会为什么对朱棣文的任命全票支持•奥巴马在埃及大学演讲，美国将从伊拉克、阿富汗撤军，允许伊朗和平利用原子能，反对以色列扩建移民点•《美国清洁能源安全法案》获得众议院通过，该法案规定，美国有权对包括中国在内的不实施碳减排限额国家进口产品征收碳关税•金本位——石油本位——碳本位8气候变化——中美压力空前年代中国美国印度欧盟15国俄罗斯日本其他世界199023.148.911.132.222.51157.2206200033.357.515.732.615.412.156.4223200555.758.718.633.815.912.563.8259200767.259.020.733.216.712.566.7276数据来自厦门大学中国能源经济中心总量占世界总排放比例（%）人均排放比较（吨/人）年度中国美国印度中国美国印度199011.223.75.42.219.61.3200014.925.87.02.620.41.6200521.522.77.24.319.81.7200724.421.47.55.119.61.8G2的压力—全球温室气体排放量单位：亿吨美国的压力更为突出9CO2浓度已经接近400ppm10各种能源相关的二氧化碳排放量数据来自国家能源署051015202530354045198019902000201020202030GigatonnesInternationalmarinebunkersandaviationOECD-gasOECD-oilOECD-coalNon-OECD-gasNon-OECD-oilNon-OECD-coal2006到2030年，预计97%的排放量增长来自非OECD国家,其中中国,印度和中东占3/411InternationalmarinebunkersandaviationOECD-gasOECD-oilOECD-coalNon-OECD-gasNon-OECD-oilNon-OECD-coal051015202530354045198019902000201020202030Gigatonnes450政策情景中能源相关的二氧化碳排放量450政策情景中，排放量在2020年达到昀高点后开始下降。到2030年下降1/3，至260亿吨。数据来自国家能源署12202530354045200520102015202020252030GigatonnesOECD+Non-OECDReferenceScenario450PolicyScenarioCCS-21%Renewables&biofuels-18%Nuclear-14%Energyefficiency-47%CCS-10%Renewables&biofuels-25%Nuclear-6%Energyefficiency-59%35%(5.2Gtreduction)65%(9.5Gtreduction)450政策情景中能源相关的二氧化碳减排OECD国家和非OECD国家必须为二氧化碳减排一同工作能源效率对OECD国家和非OECD国家都是关键数据来自国家能源署13IBMCEO彭明盛的“智慧的地球”•首先，高科技使用越来越普遍；其次，世界将连为一体；昀后，所有的事物都变得智能•从互联网到“物联网”(theInternetofthings)时代，世界的智慧化将实现“无所不在的连接”•智慧能源：据美国能源部的研究结果，由于电网效率低下而造成的电能损失高达总电能的67%。为此，美国得克萨斯州、丹麦、澳大利亚和意大利的公共事业公司正在建设新型数字化电网，以便对能源系统进行实时监测。这不仅有助于他们更迅速地修复供电故障，而且有助于他们更“智慧”地获取和分配电力。消费者也能够加强他们对能源消耗的掌控——每户昀多可减少25%的能源花费——而且“智慧能源”管理还能够改善可靠性、服务、效率乃至法令透明度。另外还有可能合并传统能源和新能源——风能、插电式混合动力车、太阳能等——以提供对一个社区、一个国家乃至全世界的涉及所有能源形式的端到端洞察力。•智慧建筑、智慧金融和保险系统、智慧交通、智慧水系统、智慧气象等世界不仅正变得更小、更扁平，而且“更智慧”14全球能源革命新浪潮152、智慧能源系统及关键技术16智慧能源系统z互联网≠互联网技术；智能电网≠电网智能化技术z智慧能源——难以定义的技术概念，需要从信息技术的概念来理解智慧能源z从互联网到物联网（theInternetofthings）——世界的智慧化将实现“无所不在的连接”（pervasiveconnectivity），将所有需要东西实现数字化的互联，将整个系统居于掌控之中，实现不断扩大、不断深入的整合优化z互联网技术对能源的启示——分布在用户端的分布式能源系统对用户电、热、冷、热水、除湿等需求及变化；根据电力、燃气、日光、水等供应和排放控制因素，兼顾周边互临能源设施间的互供互补，进行协同优化z分布式能源——微电网——智能电网——智慧能源z包括：智能电网、电力线数字通讯、微电网控制技术；分布式能源及可再生能源、储能、高温超导输电及超导电机、蓄电式汽车和电动农机、智能家电等等z相关：智慧交通系统、智慧燃气系统、智慧水系统、智慧金融、智慧气象等17我们需要智能电网解决什么问题1、精确供能——降低终端能源浪费，解决需求侧的节能智能化；2、智能需求侧管理（DSM）——提高用户响应能力，整体优化电力系统运行；3、自由接入——通过供需互动，解决分布式能源，特别是可再生能源的并网供电问题；4、多电源互助——通过全系统电源和主要用电设备的互助协调，解决供电安全；5、分散蓄能——为发展蓄电式交通工具和蓄电式农机等新型电机设备提供优化配置平台；6、创新平台——为智能化电器和信息家电建立一个创新的平台。18z可再生能源的分布式供能•中小水电站（全国现有5000万千瓦，未来可装机容量超过1亿千瓦）•太阳能发电（单晶硅、多晶硅、薄膜、非晶和太阳热发电）•生物质发电（直接燃烧、气化和沼气）•分布式风力发电z天然气基分布式能源•模块化的热电冷联产，利用天然气在用户端发电，利用余热制冷、供暖、除湿、供生活热水、燃气水回收等，实现多能源联合供应•主要采用燃气轮机、燃气内燃机、微型燃气轮机，未来将使用燃料电池•使用直燃机、余热锅炉、蒸汽或热水溴化锂机组、蒸汽离心机等制冷或供暖z资源综合利用分布式能源•高效燃煤热电联产（热电效率80%，140~180克标煤/kWh）•各种余热、余压、放弃资源综合利用发电分布式能源的自由接入19电动汽车——新的分布式能源z蓄电式混合动力汽车•一次充电100~200公里，百公里电耗10~30kWh，速度可达150公里/时•制造技术简单，没有变速箱，采用铁锂电池基本可以满足安全要求•电池充放效率91%，电能→动能效率90%，合计82%（传统汽车燃油→动能效率17~19%），z全电动汽车•一次充电200~400公里•可成为应急电源或分布式调峰蓄能电站，可与分布式能源和电网进行组合z蓄电式拖拉机和电动农用机械z氢燃料电池汽车•氢也是二次能源，建立氢系统比改造现有电系统复杂而投资巨大z压缩空气汽车类型百公里能耗油/电单价(人民币元)百公里用车费用（人民币元）节约成本燃油车（1.6L）7（L）6.344.180%电动车EV15（kwh）0.6922.57010.539944010203040506070欧盟美国中国电动车燃油车数据来源：BYD百公里使用成本（单位：人民币元）2008年数据中国百公里使用成本比较电动车使用成本比较20关键技术微电网智能控制微电网智能控制蓄电式交通工具蓄电式交通工具分布式电热冷储能分布式电热冷储能超导输变电技术超导输变电技术分布式能源系统分布式能源系统电力线数字通信电力线数字通信建筑智能化控制建筑智能化控制智能电器与智能家电智能电器与智能家电智慧能源系统智慧能源系统智能电网智能电网智能交通智能交通智能燃气网智能燃气网智能建筑智能建筑云计算机网