能源轉型中的儲能發展問題

”今朝規劃目標，到2020年籌建6000萬千瓦抽水蓄能，到2030年1.5億千瓦，到2050年抽水蓄能電站3億千瓦。抽水蓄能電站應當占總的發電裝機容量10%左右。“

——中國工程院院士顧國彪

8月7日由華北電力大學、中國可再生能源學會主辦的“第一屆中國儲能學術論壇暨風光儲創新技術大會”在北京召開，會議為大力推廣風能、太陽能、儲能創新技術，推動風光互補、太陽能+儲能、風光儲技術以及智能微電網、能源互聯網技術在綜合能源服務范疇的使用；搭建風能、太陽能與儲能產業科學技術、創新使用的交流與合作平臺，推進風電、太陽能發電無補貼平價上網項目技術發展，推動儲能技術進步和創新。

主旨發言環節，中國工程院院士顧國彪作“能源轉型中的儲能發展問題”報告。

中國工程院院士顧國彪

今天非常高興，楊校長、李寶山理事長都是行業里面非常緊要的人物，我今天非常高興給大家談一談，但是我這個只是跟大家探討一下，可再生能源、新能源的想法，給大家做個交流。時間關系我簡略過一下，有些重點問題可以底下來交流。

因為今朝都講能源革命、能源轉型的問題，化石能源、可再生能源，我這個PPT是早期的，對可再生能源的發展提出一些看法。

今朝我們提出創新驅動的戰略，建設創新型的國家，是我們國家大的戰略。這里面有一些經濟學家的論證，我們國家的廉價勞動力和資源消耗的階段，這個階段已經過去。

2010年的時候低碳能源排放的問題，2010年達到9.5—10%新能源，2020年實現20%新能源，我自己科學研究的經歷是60多年，到今朝為止62年，水電今朝慢慢走向抽水蓄能，儲能也是有各種各樣的方案，今天下午大家會討論，我只是簡單的談談我的想法。

首先大家了解，奧巴馬上臺提出智能電網，我當時就和美國的能源辦主任交流，開會的時候我跟他不客氣的提出，這些工作我們早就做了，不要來忽悠我們。大家了解，我們國家經濟發展轉換方式，后來提出分布式能源方案。發展智能電網的關鍵問題，我不是專家，不細談了。

控制設備，界面與決策，如何來實現電網的運行與調度，優化我們的能源分布。

智能電網的基礎設施，無論電網的結構也好、發電技術，我提出來先進的儲能技術，包括今朝電動車的問題。為了應對三峽電站的爭執，大家了解三峽電站爭執了好幾次，上上下下好幾次，一方面堅持自己的方向，風電、太陽能、光伏、生物質發電、海洋能發電。

可再生能源發展中最大的問題，是間歇性、波動性問題，對大氣的氣象怎么預測，預測完以后對十個小時左右進行預測，向電網是一個小時之內報告風電的情況，用調度來解決要怎么樣把風電納入到我們電網里，這是一個間歇性的問題。但是我們國家最大的特點，風電、太陽能負荷中心距離太遠，可再生能源聚集的地方電網薄弱，上次我記得在電力系統討論的時候，我說這樣的情況在西北酒泉地區建這么大的風電站遲早會出問題，我這個話剛剛說完，猛然打電話過來，那邊幾百臺風機跳閘了，一個小小的故障差一點引起電網的問題。我們的特點，可再生能源聚集地區的電網薄弱。今朝講遠距離輸電，80萬伏的線路建起來以后，我們大家想一想，從那邊輸到這邊，從酒泉地區輸到長沙地區，就從消耗風電輸電的情況要提高穩定性。

這個是我們當時在討論風電發展的時候提出了很多目標，今朝看來，到2020年達到1億千瓦的目標基本實現了，這是沒問題，目標已經實現了。今朝問題是，如何把我們的智能電網建設能夠使得我們新能源穩定，剛才解析了，我們風能利用率很低，從裝機容量來講已經占的比重很高了，已經占了整個裝機容量百分之多少，裝機容量核發電量反映了一個問題，我們要怎么樣對應關于風電的問題。

今朝我們對海上風電比較關注，大家了解海上風電有好幾個，潮間帶和潮下帶風電場，是潮位以下5米海域。還有近海風電場、深海風電場等。

風力發電面臨的問題，我后來做風電的問題，因為水電三峽機組要放一放，放到多少年以后，各種各樣的風力發電機，多種機型協同發展的問題，各有特點，尤其是從德國、荷蘭引進的機型，同時要怎么樣和海上風電結合起來。還有海流發電，水的速度在0.1—0.5的速度情況下就可以發電。還有長江支流發電問題，當時我講一定要和海上發電結合起來，關鍵是儲能技術如何配套。

說道風力發電的問題，主要是感應機最間，最早的感應機調制性感應機，當年我們做小容量的，為知道決海島發電問題，海島至今靠柴油機，柴油供不上來以后沒電，今朝可不可以發展大容量也是我們需要討論的。后來雙饋電機，海上風電到底有哪些樣的機型我們也談論了，直驅、半直驅，不管哪一種都要合理的儲能技術，這是風力電機特性與電網的關系要研究透。

我希望能夠對海上風力發電機進行探討，各種各樣的機型要怎么樣聯合運行，儲能系統配置，配合大電網調度，我們超級計算及處理調度的問題。

今朝電動車也發展的個，既要檢討自己，因為我90年去美國開會，他們宣傳美國的電動車要在95年之前要把美國的一半改為電動車，今朝看沒有實現，我們上了這個當，我回來以后給中央領導寫了“大力發展電動車”，因為那個年代電池的發展非常理想，以為這個東西很快就可以使用，實際上電池的能量、效率、安全性的問題，今朝最大的就是安全性問題，2008年以來，磷酸鐵鋰離子電池已經被世界上認為是新能源汽車首選的動力來源。燃料電池要怎么樣發展，要提醒大家，10年之前當時美國的公司向我們宣傳燃料電池，那時候我們要召開2008年奧運會，利用奧運會推進燃料電池發展，后來我跟他講，我說我們有化學研究室，燃料電池使用在電動車有很多問題，今朝的電池成本我們用不起，我說我的學生在德國寶馬，他跟我講德國人是億萬富豪才用得起，我說我們用不起，燃料電池我們要改變，用什么東西來替代，這樣才可以發展。另外，燃料電池還有制氫的問題，氫的儲存，為了這個事我也給中央領導寫過報告，氫的儲存、運輸各方面都還要進一步發展，氫能的利用肯定是很好的事情，但是要怎么樣利用的問題是一個大問題，當前磷酸鐵鋰使用比較多，但是也有問題。今朝關鍵是安全問題，我在家里頭實驗過，把電池拆開做實驗，差點著火把我家燒了。我有學生在美國特斯拉做電動車，很多芯片控制，萬一中間某一個地方失控，只要有一個地方失控，他用幾千個電池，電池在美國市場最好的，幾千個電池串并聯起來，但是管理系統萬一出一點問題，特斯拉去年燒掉了二三十輛，所以這個東西不要盲目的跟蹤，但是我們要處理我們關鍵的問題，我今朝正在處理電池的安全問題，我今朝做的工作已經從電機、電池走到了電化學和要怎么樣處理電池設備的冷卻問題，上它能夠在恒溫情況下，包括三峽發電機，做到了基本上是在60度左右運行，一定要有防火、滅火、絕緣，今朝我的幾個學生正在做，要怎么樣處理磷酸鐵鋰離子電池的安全問題，這里面有很多工作可以做。

鋰離子電池的問題，強充強放壽命短，半充半放容量小，鋰的活性問題，我在家里實驗電動自行車，操作的時候開關失誤，本來要斷開，結果沒有想到放在一起中間沒有加電感，著火了，差點把我家里燒了。所以超級電容今朝要怎么樣和電池之間配合起來，又要有很多安全的問題。

能源研究所，說今朝我們的新能源汽車沒有一個是真正的新能源，因為用的是我們的火電，要怎么樣成為低碳能源，我一直給發改委的領導提出，我說新能源汽車這個概念通俗講應當叫電動車，這個問題我們要尋找一個新的技術路線才能加工出低碳汽車，我今朝正在支持一個企業家用甲醇，甲醇原來一個老的機械故障，甲醇有哪些缺點，低溫啟動問題、動力問題，今朝我們正在做利用甲醇、利用汽車的尾氣萌生少量的氫氣，叫純氫汽車，今朝實驗進入試運行，在東北做的很好，要怎么樣產業化。

電動車寶馬公司的，城里是電動的，郊區是混合型的。串聯混合型，電動車用少量的電池，然后用甲醇制氫，推動發電。

還有今朝我們充電站的問題，我本來提議可不可以利用風電來給電池充電。

儲能技術，容量最大的是抽水蓄能，今朝包括壓縮空氣，因為他的優點當然都有，我今朝推動的是做抽水蓄能。

大家了解，儲能的毛病大家都了解，什么電池好，鉛酸蓄電池、鋰離子電池、液流電池、超導、壓縮空氣儲能、飛輪儲能？今朝因為有了碳纖維以后，磁浮做得很好，今朝在北京的地鐵使用了飛輪儲能。最大的儲能還是抽水蓄能，大家了解我們北京也有儲能電站。他的問題在什么地方？抽水蓄能主要的特征，它的變化比較低，一天要變化多少次，一會兒是電動汽，一會兒是發電機，來回變化很多，發電機的線圈很容易損害，損害的原由，我們做了一定的技術處理這個問題，把溫度始終保持在6度左右，而且是無功德循環的體系，我今朝正在推動難忘的85V抽水蓄能的發展，這個是我看了是最大的一個亮點。

今朝規劃目標，2020年籌建6000萬千瓦，到2030年1.5億千瓦，到2050年抽水蓄能電站3億千瓦。抽水蓄能電站應當占總的發電裝機容量10%左右。

抽水蓄能電站占總裝機容量比例，2020年統計，奧地利20.14，日本10.7，瑞士1.02，西班牙2.92，意大利9.52，德國5.14，法國7.35，美國2.44，中國1.6。為了這個事情德國希望找我去，希望和我們合作蒸發冷卻技術，我給他們講了半天都不懂得，雖然請了工作人員講，但是他們不理解，讓我們考察阿爾卑斯山抽水蓄能電站和電網的情況，當時我們討論，討論完以后幾位專家到阿爾卑斯山去調查這些情況，這是9年之前的事，當時沒有推動，今朝開始大家理解了。

這是那個水庫，我帶了我們的學生，帶了我們今朝德里所長去看，就這么一個水庫。3100米的高度，十幾個電站，就這么一個小的水庫，利用它的高差，德國人在那邊做的試驗。風電、太陽能，后面是抽水蓄能，晚上我們儲能，白天發電，風電、太陽能百分之百的利用，當然這里有一個條件，要有山有水。

電力系統的儲能問題有一個想法，不同的儲能裝置應當有合理的配置，當地如果有風、有太陽能怎么來配置，這是研究的課題。充電站應要如何樣分布，包括電動車，電動車未來會遇到很大的困境，一旦我們國家的補貼取消以后，電動車恐怕有很多會跨掉，要怎么樣處理我們清潔能源的問題，因為我做了很長時間的風電，風電企業日子一直不好過，什么原由？開始不好，后來發現問題。希望我們在智能電網中間把各種各樣的，我們今朝也在走分布式能源系統，分布式能源系統如何來利用當地的新能，結合合理的儲能系統，我今朝也在提出新型城鎮化的能源系統，未來大城市北上廣發展的問題，大家可能了解四環是一條界限，四環之內叫中央，四環之外是北京市，交通、環境污染問題。有領導找我，他希望我們建立一個50萬千瓦的，方案討論好，什么準備都做了以后，軍事重地，不能干了。最近他們又來找我，小電站的改造，都是好事。我自己感到，無論有哪些政治情況的變化，儲能技術發展的問題，風光新能源要怎么樣利用？智能微網的發展，聯盟共創共盈。負荷變化以后，發電機錠子和線圈脫離的問題，電化大的發電機，我們家做了40萬的發電機，做的非常好，周邊其他幾個都是空的，我們一個發電機月25年了，今朝利用它來調頻，我今朝正在推動發電機抽水蓄能，我希望建成一個共創共盈的聯盟。為什么原由？給大家講個笑話，跟寶山領導匯報一下。我做的幾個發電機，受壽命長了，長了以后制造廠搞空冷的一些同志跟我說，顧老師，你這個不要發展的太多了，電站的效率應當反饋到制造廠，否則制造廠還會用老的技術，希望3年換一個險圈，5年、15天以后，60年走的更快。

組委會讓我講共創共盈的問題，也不太好講，涉及到體制問題、機制問題，我給中電投的領導，作為投資公司把我們電站的效率和我們制造廠的利益捆綁起來，這樣我們搞科研工作才有希望。同時我說，包括三峽電站做完以后我們已經運行了，到2018年，那個幾乎是退出了這個舞臺，兩臺機組每天凈增多少億，這個事情是一個大問題。包括能源發展，我們今朝推進智能微網的發展，其中有儲能技術，什么環境下用什么樣的技術，如果這里用抽水蓄能或者電池，如果當地電動車好我可以用利用的系統，為知道決這些問題，我們今朝正在處理云計算的問題，風冷以后整個系統效率可以節約30%的能量，超級計算機。我們這個事情做完了以后，我們沒有得到利益，我們個虧在哪兒，包括給三峽電站，虧損了，沒有錢，領導也不給，三峽電站也不理解，等到我們做完了運行了幾年以后，院長發了善心給了我們獎勵。所以我這個隊伍很難維持下來，所以沒有方法，今朝說電池的問題，什么原由，我一直想智能電網、新能源、電動車、儲能融合在一起，把我們的體系建立一定的關系，惟有這樣才可以把我們超級計算及和云計算推廣。

這里頭最大的問題，政策的導向，今天有領導在，希望建立風光儲產業鏈，否則我們搞科研的人非常艱難，我們拿不到經費，我干什么，我一會兒干水電、一會兒干風電、一會兒干計算機，今朝干什么？設備，沒方法，為了維持這個隊伍生存下去，所以希望產學研用包括金融實質性的結合。

第二個，人才、成果評價及獎勵機制，有很大問題，我常常說很難聽的話，SCI+EI=傻瓜，我為什么講這個話呢？我今朝做的研究工作，就是從中，哪一個地方破了哪一個地方補一補，邊緣的擦邊球的技術，我的隊伍跑了好幾次，我的隊伍跑了三次，我給胡錦濤總書記講，胡錦濤總書記為了推動資本創新，那時候增強，他們就是當年工作的時候團隊在一起。最近又碰到了問題，三峽今朝做完以后又要上，沒有經費，包括今朝強調的問題，實際上我說真正有用的好的技術不能放掉，核心的關鍵技術不能放掉，特別像我們今朝做的冷卻技術，我們講冷卻介質有哪些、什么條件怎么用，不能寫論文，寫了論文我們幾十年，差不多六十年研究的結果就出去了，對人才、成果評價級獎勵機制。

今天就講這些，謝謝大家！

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