来自全球各地的政府领导、企业高层和行业专家将齐聚一堂,分享各国在新能源领域的政策、经验和创新实践。这将促进不同国家之间的合作与交流,推动全球能源转型的进程。
以下是Executive Director, Sino-German Renewable Energy Cooperation Center,Tao Guangyuan在第五届未来能源大会国际论坛上的精彩讲话,由云现场整理。
首先非常感谢大会主持人李若梅老师邀请我来作这个演讲。尊敬的周院士、黄会长,尊敬的朱总,尊敬的各位同行们,大家下午好。我今天讲的题目是“智慧能源是构建新型电力系统的关键”,我是来自中德可再生能源合作中心的陶光远,我是执行主任。
我同时也是德国能源署驻北京办事处的主任,我简要介绍一下德国能源署不是管常规能源的,它是2000年为了实现能源转型,2000年是德国能源转型的元年,社民党的领袖施罗德和绿党1998年竞选成功担任总理,2000年正式开始能源转型,就成立了这么一个机构,我们这个机构据说除了世界气候保护组织之外,全世界最大的气候保护的咨询机构,我们这个机构的一个特点是上管天、下管地,也就是说既管政策、法律等等各方面的制定、市场的推广,同时还有一个很重要的任务,就是做技术经济性的分析,我们有点像能源研究院,不是像能源电力科学院,不像周院士在的那个单位。德国有一个特点,不可能说向其他国家学习来制定我的政策,因为他是能源转型的领头羊,所以他必须对技术进行技术经济性的论证,这个技术能不能进行推广,这个技术如果要示范经过多长的时间才能经济性,大概有三百人做这个工作。
我们在中国开展了非常多的活动,从2004年开始我就负责德国能源署在这方面的工作,也是负责19年了。我们在中国做了非常多的项目,比如说大家知道的被动房,超低能耗建筑,就是我协助当时的德国能源署的署长斯蒂芬科勒引入到中国的,2015年以前中国所有的被动房没有一个例外,所有的都是德国能源署提供的咨询,包括我们给最大的一桶油最近还提供了氢能发展战略等等。比较有名的一件事情就是大气污染治理,这里面有很多故事我就不说了,大家在网上找一下,有很多很有意思的事情,也有很多有争议的事情。
我们简单看一下德国能源转型的三大支柱,第一个就是节能,当时德国能源转型初期,可再生能源还是比较贵的,所以德国重点就是节能,其次是通过可再生能源的示范,有限的示范利用来努力降低可再生能源的成本,大概在2014年的时候,德国已经意识到,大概在2020年风光电成本就能低于煤电,所以从2014年开始德国宣布进入能源转型2.0时代,也就是说把工作重点从节能转移到怎么样开发可再生能源方面,当然节能还继续做,但是这个重点就转向利用可再生能源。当然可再生能源出现了一个很大的问题,就是波动问题,我们后来讲到。还有一个就是在不能使用电能的地方要使用氢能,主要四个领域,冶金、化工,一部分交通运输能源,还有一个就是补偿发电。
德国能源转型的目标实现的是非常顺利的,当时是斯蒂芬科勒,既是我的老师,也是我的朋友,也是我的顶头上司,他和现任总统施泰因迈尔,施泰因迈尔当时是施罗德的州办公厅主任,他们两个牵头为施罗德制定了竞选纲领,2000年又制定了能源转型计划,我不得不说非常佩服这一代人,非常有前瞻性的一代人,他们在2000年制定的目标,说以1990年德国碳达峰的时候的碳排放为基准,到2020年减排40%,到2050年减排80%,2020年那一年,德国非常精准的二氧化碳减排40%,误差不超过1%。2020年的时候,德国同时宣布德国能源转型目标提前,原来是2050年80%提前到2045年超过95%,所以我们很佩服这一代有远见的专家。
大家也知道二氧化碳排放主要集中在三个领域,工商业、交通运输和建筑,有两个重要的二次能源,一个是电能,这没有什么说的,一个是氢能,氢能将来占的比例会比较低,悲观的人说占15%,乐观的人说占20%,甚至20%多一点,不管怎么说氢能是一个新秀,引起了大家的重视。德国是一个在发达国家中,和中国的能源结构、用能特点很相近的国家,富煤、缺油、少气、重工业非常重,所以德国的经验和教训,中国人特别重视来学习。
我们今天的时间关系只重点谈一下发电领域,这是以前的发电领域,这个是实现碳中和的主线,首先是节能,因为成本比较低,所以从它开始,节能完了用可再生能源怎么用?用电能,当时就已经预计到风光电就很便宜,干脆电能化简单,然后可再生能源化,可再生能源最主要的问题是波动,就要靠智慧能源来解决,最后剩下不能用电能解决的问题用氢能解决,这个路线是非常清晰的。这个用字的大小就说明了现在能源转型中的任务艰巨,我想时间关系我就不细说了,我这个PPT文件不能给出去,我们单位说了给出去要审查,所以你们需要拍照就拍照,你们拍照没问题,但是我要给出去,听说有人告状,上次就告我一状,说我说了一句话不合适,我们单位是央企,有人告状我还受不了,所以我讲话可以讲,我给出去就麻烦了。
这个是德国能源转型,大家看风光电的比例到2020年就接近40%了,特别是2020年当时疫情的原因,德国风光电的比例发电量功率都是超过了40%,德国的电网还是很稳定的。这也是它的计划,大家认为它的计划可以提前实现,到2030年可再生能源达到80%。大家也都知道现在实现可再生能源比例高成本已经不是问题,这是在中国的风电成本,这是光伏的成本,这个都没有任何问题了,今天这些都不用讲了。现在的大问题是波动,这也是德国2020年就出现可再生能源发的电已经超过了总用电的负荷,这是今天要解决的主要问题。中国也出现这个问题,第一次出现负电价就在山东,也就是2022年出现了。
我们要解决什么问题呢?一年8760个小时,未来大概有50%多一点的时间是电力不够,电力不够指的是风光电发完以后电力不够,还有40%多的时间是过剩,其实我们要做的工作就是把过剩时间的用电移到电力不够的时候用,把电力发电移到电力不够的时候发电,基本说要求灵活性是50%左右。于是就出现了一个新家族,这个我认为讲的是最全面的一个图,今天的电力结构就是这样的结构,特别是智慧能源,这个新家族里面有智慧发电、智慧用电,还有储能,我要跟大家说明的一点智慧用电占的比例是最高的,只不过搞电力系统的人对用户不太熟悉,我马上会讲一下这个问题出在什么地方。
于是乎智慧能源就是四大金刚,存储、消纳、补偿,还有更大的电网。现在中国智慧能源的主力是什么呢?很遗憾,我们用了两个很昂贵的办法,一个是蓄电池,一个是抽水蓄能,这两个这么高的成本作为储能,就大大提高了我们能源转型的成本,这是现在的一大问题。德国不走这条路,我们再看一下电池,我们现在电池配的很少,如果要配的话,一个千瓦应该是配两个千瓦时,我们现在都是配0.4、0.6,最多的时候山东配的0.8,实际上真正要满足电力系统,要两个千瓦时,我们现在都把这个重担压到电网上去,结果电网没办法,就拿手里仅有的这点煤电和气电来进行调节,所以说这个事情很麻烦,大风光基地居然配煤电,真是意想不到,将来怎么办?将来要实现碳中和这些煤电到哪里去,这是很大的一个问题。
德国怎么办?德国经过研究发现终端用能50%是冷和热,还有一部分是机械能,是汽车用的,将来是氢和充电,这一部分占到总用能的75%,都是可以灵活用能的,今天之所以觉得缺乏智慧能源去调节,是因为今天的电力系统提供的这部分能源不是给它们的,它们现在直接用的是化石能源,所以大家不熟悉,找不到灵活能源在哪儿,找不到调节能源在哪儿,所以才上电池。德国是从2004年,我印象特别深刻,有一个工程师跟我说,那一年默克尔还当德国最北部的一个州的环境部长,他当时攻击施罗德的政策,他说他是物理学博士,他说风光电顶多4%就不行了,另外我们开大会,那个工程师很激动的说,自人类工业革命以来,从来没有这么便宜的能源,你想那个能源会便宜到0,就是风光电过剩,2004年人们就预见到风光电将来有0电价,怎么办?整个工业要进行改变,使用波动的风光电,我们中国的工业到今天为止还在睡觉,还没有在研究怎么使用波动的风光电,只有很少部分的人在研究,这一部分的人不是搞电力系统的人,是每一个工业的工业工程师要研究的这个问题,这是中国今天能源转型的困难所在。
当然了,这个需要拿电价来进行调整,所以德国也实行灵活的电价,刚才黄会长讲的,就是不要靠政府,主要是不靠调度调节,德国电力市场主要靠价格调节,不是靠调度调节,当然它有一个特殊的情况,它有基本单元,时间关系就不讲了。
德国用什么储能更便宜?啤酒储能,德国的啤酒发酵45天以上,中国的啤酒不好喝,是发酵15天以下往里面掺大米,德国不让掺大米,中国掺大米就发酵快,45天以上就有大量的啤酒,很简单一度的温差来做存储,电多的时候拼命的制冷,等到没电了就不制冷,用一度的温差,在德国整个啤酒加起来,50千瓦时的电池一分钱不要,0成本,另外德国电厂都进行了改造,都搞了储热罐,时间关系我也不说了。
我们再讲一个零碳园区,我们经常讲到EUREF,基本上使用风光电,然后有少量的用了沼气、热电联供,这是它的能源结构,这是它的能源站,最主要的是这张图,这个事情就决定了怎么样做,把灵活用能做到50%,一个城市能做到50%,我曾经听说了上海总结自己说灵活用能5%,德国说一个城市园区50%,差了10倍,这就是德国为什么有底气说我能2030年80%能使用可再生能源,原因就是我有便宜的调节能力,很简单50%基本是0成本,我就拿建筑物,因为新建建筑,混凝土新储能、混凝土新储冷、电动汽车智能充电,汽车一停车接了慢速充电桩,就是智慧能源。这是很典型的,非常可惜,2020年因病去世,整个EUREF是他主持设计的,德国的能源转型也是他设计,这是一个非常杰出的工程师,既能设计一个国家的能源转型,又能设计一个园区、一个建筑、一个城市的能源转型,做到零碳园区。
最后讲三个问题,谁是能源转型的最大收益者?经常有人讲发达国家整我们,就像我们进WTO一样,说进了WTO要倒霉,现在西方在议论最大的受益者就是中国,中国是全球气候保护、能源转型最大的受益者。第二发达国家为什么不兑现援助?很简单,可再生能源已经很便宜了,比化石能源还便宜,不给你援助也得用它,第二我给你钱,你拿去买中国的光伏组件,我脑子是不是进水了,所以说我估计气候谈判以后这事都没了,发达国家慢慢钱基本就不给了。最后是一个最敏锐的问题,中国哪一年会实现碳达峰?说实话我的个人看法2024年到2026年,我把这张图给大家,大家拍一下慢慢看,很多人有争议,我们的光伏确实非常了不起,我们只要达到2.6,大家看一下,只要达到红线那个高度,那一年就达峰了,大家看这张图觉得那一年应该是哪一年,那一年就达峰了,是一个非常保守的分析,我总结的是4亿吨,其实比4亿吨还少,所以我的看法是中国很快就会达峰。
最后我想说一下开发智慧能源的关键词,不要问电网为我做了什么,而要问我为电网做了什么,大家都把调节的责任都往电网身上推,这是非常不公正的,所有的人都要上网,没有人关心我怎么给电网做调节,所有的用电户将来都是调节者。最后说我不是电网的托儿,我也没拿电网的钱,谢谢大家。