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未來能源: "清"裝上陣 有"備"而來

中國電力網發布時間:2024-04-23 10:13:08
能源安全事關經濟社會發展全局。建設新型能源體系,既是推動能源綠色低碳轉型、實現碳達峰碳中和的重要支撐,也是保障國家能源安全的必然選擇。經過持續攻關和積累,中國多項新能源技術和裝備制造水平已全球領先,建成了世界上最大的清潔電力供應體系,新能源汽車、鋰電池和光伏產品還在國際市場上形成了強大的競爭力,新能源發展已經具備了良好基礎。

今年1月發布的《工業和信息化部等七部門關于推動未來產業創新發展的實施意見》提出,聚焦核能、核聚變、氫能、生物質能等重點領域,打造“采集—存儲—運輸—應用”全鏈條的未來能源裝備體系。研發新型晶硅太陽能電池、薄膜太陽能電池等高效太陽能電池及相關電子專用設備,加快發展新型儲能,推動能源電子產業融合升級。

從積極發展清潔能源,到研制新型能源裝備,中國發展未來能源,正“清”裝上陣,有“備”而來。

建設新型能源體系

2023年召開的中央經濟工作會議提出,加快建設新型能源體系,加強資源節約集約循環高效利用,提高能源資源安全保障能力。

在建設新型能源體系方面,中國正加速發展核能、氫能和生物質能。

由中國核能行業協會聯合中核戰略規劃研究總院、中智科學技術評價研究中心共同主編的《中國核能發展報告2024》藍皮書近日發布。藍皮書顯示,2023年,中國新開工核電機組5臺,核電工程建設投資完成額949億元,創近5年最高水平。截至2023年底,在建核電機組26臺,總裝機容量3030萬千瓦,均保持世界第一。

藍皮書顯示,2023年,中國商運核電機組繼續保持安全穩定運行。全年新增商運核電機組2臺,數量達到55臺,額定裝機容量5703萬千瓦;全年核電設備平均利用小時數為7661小時,核電發電量4334億千瓦時,位居全球第二,占全國累計發電量的4.86%,年度等效減排二氧化碳約3.4億噸。2023年,共有33臺機組在世界核電運營者協會的綜合指數達到滿分,滿分比例和綜合指數平均值位居世界前列。

堿水制氫、PEM(質子交換膜)制氫、高壓氣態儲氫……近年來,中國氫能產業不斷涌現新的技術突破和應用場景,核心技術加速攻關,應用市場不斷優化。

國家能源局科技司有關負責人介紹,中國氫能專利位居全球第一,關鍵核心技術加快突破。目前,中國單氟制氫能力穩步提升,能耗持續下降;35兆帕智能快速加氫機和70兆帕加氫站技術逐步突破,200千瓦以上燃料電池堆逐步投向市場。

“在科技研發、產能建設等多個領域,中國的氫能產業都位居全球第一。”工信部相關負責人表示,接下來要以科研項目為依托,加快工業領域的氫能關鍵核心技術攻關,加強薄弱環節的技術研發和創新,提升產業整體技術水平。

近日,秦嶺腹地首個生物質發電項目——松巖灣垃圾電站在陜西省商洛市商州區建成投運。該電站發電總裝機2.5萬千瓦,日處理生活垃圾1200噸,年發電量1.2億千瓦時。項目通過對商洛市商州區、丹鳳縣等周邊區縣生活垃圾的無害化處理,實現了生活垃圾的資源化、效益化,其所生產的綠色清潔電能,通過110千伏線路接入了國家電網。

松巖灣垃圾電站是中國發展生物質能的一個縮影。當前,中國生物質能的利用方式主要有生物質發電、沼氣和生物天然氣、生物質清潔供熱、生物液體燃料等,其中生物質發電是最主要的利用方式。截至2023年9月底,全國可再生能源裝機約13.84億千瓦,同比增長20%,其中生物質發電裝機0.43億千瓦。

中國產業發展促進會副會長兼生物質能產業分會會長鄭朝暉認為,未來中國生物質能將充分發揮其可再生特性,構建農業—環境—能源—農業的低碳循環可持續發展模式。“生物質來自于農業廢棄物,經過能源化和資源化利用,再重新回到農業,反哺農業、農村。”鄭朝暉說。

新型儲能產業發展

發展未來能源,新型儲能發揮著重要作用。

近年來,隨著中國新能源發電規模持續快速增長,新型儲能進入大規模發展期。“十四五”以來,新增新型儲能裝機直接推動經濟投資超過1000億元,有力支撐能源電力發展,成為中國經濟發展新動能。

新型儲能是指除抽水蓄能外,以輸出電力為主要形式,并對外提供服務的儲能技術,具有建設周期短、布局靈活、響應速度快等優勢,可在電力系統運行中發揮調峰、調頻、調壓等多種功能,是構建新型電力系統的重要支撐技術。新型儲能包括鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。

27.09%——2023年12月,隆基綠能科技股份有限公司刷新單結晶硅太陽能電池效率世界紀錄。這是繼2022年創造26.81%的世界紀錄后,隆基綠能再一次實現突破。

對此,隆基綠能總裁李振國說:“我們希望每一寸、每一點太陽光,都能被最大化利用。”

太陽能是自然界中最普遍的能源。但它也有“缺點”——能量密度較低。提高電池轉化效率,意味著吸收同樣的光,能發出更多電,從而攤薄成本。

十幾年前,光伏電池主流轉換效率為13%—14%。隨著技術進步,如今這項指標已達23%—25%。以2022年全球新增光伏裝機240吉瓦計算,轉換效率提升0.01個百分點,每年就可多發電1.4億千瓦時;在20%轉換效率的基礎之上,每提高1個百分點,可以為下游電站節約5%以上的成本。

在另一條技術路線中,隆基綠能還打破了晶硅—鈣鈦礦疊層電池轉換效率的世界紀錄:達到33.9%。

在單結晶硅電池、晶硅—鈣鈦礦疊層電池兩大賽道,隆基綠能的太陽能電池效率走在前列。近日,隆基綠能制造出了高柔韌性、高功率重量比的晶硅異質結太陽能電池,其中,57微米厚的一款電池比A4紙還薄。

隆基綠能太陽能電池的發展,是中國積極開發新型儲能技術應用場景、推動新型儲能產業發展、加快建設新型能源體系的一個縮影。

國家能源局數據顯示,截至2023年底,全國已經建成投運新型儲能項目累計裝機規模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時,平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機規模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時,較2022年底增長超過260%。

科學技術的不斷進步為新型儲能的建設提供了更多可能。

從充換電站到新能源場站、電網調峰調頻,新型儲能快速發展及應用場景不斷拓展的背后,離不開新技術的有力支撐。

在山東肥城,國際首套300兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范項目已完成主體建設,正在開展系統集成和調試工作。該項目依托中國科學院工程熱物理研究所自主研發的先進壓縮空氣儲能技術,建成后有望成為全球單機規模最大、性能最優的新型壓縮空氣儲能電站。

中儲國能(北京)技術有限公司總經理紀律說:“我們所研發的先進壓縮空氣儲能技術,可同時解決傳統壓縮空氣儲能依賴大型儲氣洞穴、依賴化石燃料、系統效率低等主要技術瓶頸。研發團隊突破了1兆瓦至300兆瓦級壓縮空氣儲能系統核心關鍵技術,擁有完全自主知識產權。”

新型儲能的發展,離不開國家政策的支持。

近年來,中國出臺了一系列相關政策,促進和鼓勵儲能項目開發建設。“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出,加快抽水蓄能電站建設和新型儲能技術規?;瘧?。2022年1月,國家發展改革委和國家能源局聯合印發的《“十四五”新型儲能發展實施方案》提出,到2025年,新型儲能由商業化初期步入規?;l展階段,具備大規模商業化應用條件;到2030年,新型儲能全面市場化發展。

國家能源局日前印發的《關于促進新型儲能并網和調度運用的通知》提出,規范新型儲能并網接入管理,優化調度運行機制,充分發揮新型儲能作用,支撐構建新型電力系統。

除了國家部委,地方也在稅收等方面提供政策支持,鼓勵新型儲能產業的發展。

在福建省寧德市,針對新能源產業的快速發展,國家稅務總局東僑經濟技術開發區稅務局聚焦稅收服務,多措并舉,以政策紅利支持企業投入研發、鼓勵科技創新。針對新能源產業鏈企業距離市區遠,往返辦稅耗費時間長等問題,在鋰電新能源園區建設全市首個“智慧稅務辦稅云廳”,實現企業辦稅“10分鐘抵達、3公里服務”;成立新能源產業鏈稅收需求專幫團隊,實現常規問題直接答復,難點問題集體研究解決;針對新能源企業員工數量多,各類人才獎勵政策復雜,個稅輔導需求大的情況,制定相應工作輔導方案,稅務團隊提供“零距離”需求服務,“一對一”輔導幫助納稅人解決疑難問題。

“企業這幾年之所以能在新型儲能技術方面大膽的創新,得益于國家的好政策,比如稅收的優惠政策加計扣除,讓我們不斷持續加大投入,開發出越來越多的新產品,進一步滿足了社會的需求。”寧德新能源科技有限公司總經理左允文說。

積極發展清潔能源

當前,積極發展清潔能源,推動經濟社會綠色低碳轉型,已經成為國際社會應對全球氣候變化的普遍共識。中國正在順勢而為、乘勢而上,積極發展清潔能源,建設新型能源裝備。

在東北,國內在運最大陸上風電基地全容量投產發電;西南長江干流,6座梯級水電站組成的世界最大清潔能源走廊全力頂峰保供;東南蔚藍大海,全球首臺超大容量16兆瓦海上風機并網發電……2023年,中國可再生能源總裝機突破14億千瓦,占全國發電總裝機比重超過50%,歷史性超過火電裝機。

以水電為例,2023年,世界最大清潔能源走廊發電量就超2760億千瓦時,同比增長5.34%,相當于節約標準煤約8300萬噸,減排二氧化碳超2億噸,可滿足超2.9億人一年的生活用電需求。

世界最大清潔能源走廊由長江干流烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽和葛洲壩6座梯級電站共同構成,總裝機容量達7169.5萬千瓦。

國際能源署發布的《2023年可再生能源》年度市場報告顯示,中國是全球可再生能源領域的領跑者。2023年中國風能新增裝機容量比上年增長66%,2023年中國太陽能光伏新增裝機容量相當于2022年全球太陽能光伏新增裝機容量。報告稱:“中國對全球實現可再生能源增加兩倍目標發揮著至關重要的作用。”

近年來,中國光伏產業發展迅速并保持國際領先。目前,全球光伏產業近90%的產能在中國;光伏組件全球排名前十的企業里,中國企業占7家。中國企業在降本增效的同時,還加大研發力度,努力攻關新一代光伏電池技術。

中國的風電設備出口也呈快速增長態勢。據相關統計,目前全球市場上約六成風電設備產自中國。從2015年起,中國風電設備出口裝機容量復合年均增長率超50%。中企承建的阿聯酋首個風電項目日前正式投入運營,項目總裝機容量117.5兆瓦;中企投資承建的孟加拉國首個集中式風電項目也在前不久并網發電,每年可為當地提供1.45億千瓦時的綠色電力……中國在實現自身綠色發展的同時,也為更多國家發展可再生能源提供支持,助力實現全球氣候目標。

能源電子產業的融合升級,也為中國的綠色低碳發展提供了新方案。

天臺上綠草如蔭,透光薄膜光伏組件在防曬又不影響樓下中庭采光的同時,源源不斷將太陽能轉化為電能,為核心辦公區供電;一樓停車場,“車網互動”標牌映入眼簾,新能源汽車可在此將車載閑余電能返送電網……

近日,在廣東省深圳市的南方電網深圳福田供電局,記者走進了一棟樓齡近“40歲”的建筑,這里是南方電網首個集新型能源技術、數字化平臺于一體的近零碳排放示范區。通過“光儲直柔”、車網互動、超充、碳排放監測管理等技術應用,每年可節約42萬千瓦時電,減少二氧化碳排放約189噸,相當于植樹1萬棵。

“直流電較交流電而言有降低電力傳輸損耗的優勢。我們建設‘光儲直柔’新型配電系統,通過復用天臺既有的遮陽棚支架搭建光伏,實現綠色用能和直流供電。”深圳供電局電力科學研究院總工程師趙宇明對記者說,光伏自發自用,余電自動儲存,夜間通過儲能系統再對大樓進行供電。光伏與充電樁、直流空調、直流照明等連接起來,提升光伏發電利用率,直接降低10%的建筑碳排放。

近年來,深圳供電局在做好自身項目建設的同時,全力服務深圳積極打造近零碳項目的落地。

在大梅沙社區,深圳鹽田供電局聯合相關部門打造碳管理和監控功能平臺,動態監控各類排放數據,并推動儲能等領域的國家重點研發計劃項目成果用于生物圈三號*大梅沙萬科中心碳中和實驗園區。由深圳供電局新興業務企業新能院投資建設的光伏發電系統,每年可為該園區提供約90萬千瓦時的綠色電能,約占園區電能需求85%。

在深圳北站,深圳龍華供電局定制差異化節能降碳減排方案,在光伏項目建設、規劃設計、運維、并網等方面提供支持,助力該站達到降碳40%的目標。

在深圳首個零碳公園——龍崗零碳公園,深圳龍崗供電局針對項目“光儲直柔”技術特點,提供電力圖紙設計、技術指導等服務,助力公園建成能源監控系統。

來源:人民網

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