多样性与去碳化是未来电力在能源方面的趋势,可持续性的价值链发展是电力发展的重要环节。
去年的wbcsd大会上,世界工商联合会能源与发展领域主席提出了一个大题目,在解决能源对环境污染的问题上,电力系统到底能起什么作用,应该怎么来做。它的要求就是要走低碳的方式,提出了以低碳方式走向2050。世界工商联合会对于能源利用的手段是什么看法?它认为电力是发展的脊梁。不管将来几十年里会有什么样的变化,电力系统、电网建设依然是非常有利的方面。电力发展要注意对能源的多样性和去碳化的重视,要注意综合的可持续发展和沿着价值链提高效益。
我国电网公司刘振亚总经理认为未来的电网有一个跨洲际的输电高速公路,这种构想是要充分利用我国已经发展起来的特高压输电线路,举例来说,俄罗斯是能源大国,可以把它的天然能源转化成电能,再利用我国的特高压输送电网输送到欧洲。这个构想是说在未来电网里要具有跨洲际的特高压输电的总体思想。对此刘总有几个基本看法:他认为传统的能源仍然是基础,可持续能源可作为优先发展考虑;要以技术创新为指导、以全球能源优化为方向;要有可靠、高效和绿色的能源供给系统。
超高压、特高压电网前景可期
跨洲际能源的配送要通过超高压、特高压的电网的建设来实现,这种趋势在一些国家里非常明显。比如欧洲国家之间有很多就建立起跨国输送,欧洲和非洲也更在筹划建立跨洋的差距离海底电缆。目前,有很多国家建设了或是准备建设超高压、特高压电网。其中美国建立了东西海岸连接的更为强大的智能电网。印度在去年因为一次重大电力事故,造成了大面积的停电,当时一半的面积的供电缆用户都受到了影响,它在考虑建立首条特高压电缆。俄罗斯在规划它的电网升级,巴西也在筹划国家的电网升级问题。
从超高压的发展来说,要构成一个真正可行的电网,当然技术要成型。刘振亚总经理认为,现在超高压的直流技术已经成熟了,特别是我们国家在大截面、大容量的半导体器件的能力上已经走到国际领先地位,能够长距离输送可持续的能源到欧洲,有两个问题要解决。一个是要有效承担欧洲能源的安全性;再就是要实现环境友好。
关于高压直流的发展,hvdc与电力电子研究委员会主席提出了一个观点,他认为,未来的输电网和我们现在的电网会有一些不同考虑。一是考虑发电资源的优化利用,二是考虑发电到负荷的远距离连接,三是考虑电力区域之间的互联贸易。这些考虑就是为了实现供电的可靠性,同时降低供电成本。
输电网改造是大势所趋
在未来电网还有一个突出变化,就是增加了间歇式的可再生能源的可接受总量,现在的电网在这方面还不够,如果有大面积的风电或者太阳能的发电厂,把它的电力要接入到现在的主网会给现在的主网带来很大的风险,未来电网要在这方面有所突破,解决这方面的问题,使得现在的电网能够容纳下集中的、大容量的、可持续的间歇式能源的接入问题。
关于这一问题,hvdc与电力电子研究委员会主席发表了一些结论。一是为满足不断增加的可再生发电对能源多样性需求的政策目标,要加强输电系统,就是输电网本身建设的加强,这与线缆行业紧密相关,输电网的强化构建会给线缆行业提供一个新的机遇。二是公众反对架空线意味着需要有更多的电缆,以及更强烈的需要去处理好现有的路权问题,就是输电线路占据的路权问题,这样就会为高压直流电路发展提供一个新的机遇。这里讲的公众反对架空线,主要是因为高电压、大电流强的电场磁场对于生态环境的考虑,欧洲标准里已经有具体的规定,所以架空线将来转成电缆使用肯定是未来电网的趋势。另外电缆还有较强的抗自然灾害的能力。日本有一个统计,从抗地震灾害来说,当然抗风灾、雪灾更突出,电缆的抗灾害能力比架空线高很多。新的输电技术的应用,包括高压直流网的建设,都有助于按时实现输电网络的建设和改造。
智能电网应用势在必行
“虽然智能电网在我们国家也叫的很早,但其实国际上还没有国家真正踏出第一步,实验区的建设都筹划了很长时间。”abb智能网商业开发负责人兼cigre c6研究委员会德国委员表示,“关于配网的部分是真正实现智能电网的主要领域。”他还介绍了当前智能电网在美洲、在欧洲的实验区发展概况。比如说美国智能电网能源公司牵头,在德克萨斯州所进行的一项局域网上的只能电网的实验研究,重点目标就是改进电器的可靠性和存储容量,在30%区域完成全智能电网功能,并有望在2013年开始智能电网的应用。美国的智能电网实验研究应用了先进的配网管理系统,在29个变电站安装遥控监测设备,在226条配电线路上安装579个现场自动开关和监测器件,还集成各种部件来完成可靠性、监测目的以及需求的整改。
欧洲智能电网在建设上也是先抓一个示范区,这个示范区的组织工作也是做的非常缜密,有6个配电但为来担任示范工作的领导,几乎覆盖了欧洲电力计量客户的一半以上。有27个参与的单位,包括公共事业部门、供电部门、制造商和科研院所。时间规划是4年的时间,方案的协调是由欧洲地区发展机会协调,这里面牵扯到资金的使用问题。技术领导是意大利国家电力公司,总装是由西班牙能源公司总装,准备金是54兆欧元,欧共体出资255兆欧资金。
智能电网建设主要的技术改革方向是构建储能系统,减少对环境的影响。abb智能网商业开发负责人还强调,新的大容量的存储电能的装备,将来在电网中间会是一个非常重要的装备。
分布式能源集成是技术发展趋势
在技术发展方向里面,分布式能源的集成,包括小型发电机、储能以及相关的电力电子器件,配电系统的中长期改造,包括微网建设和有源配电网的建设。微网在未来的变化会非常突出,有源网络是研究概念上的配网,所有的用户都是电力的消耗单位,而未来的这种用户有可能就是电力的供电单位。比如说有些用户家里装上太阳能或者风能,自己用的时候就从网上取电,不用的时候就卖给电网。
日本在“3.11”灾害之后,核电重建受到国民的反对。整个发电系统中,所有的核电全部都毁了、停了。日本面临着灾后重建能源的来源问题。在日本政府的规划里面曾提出要充分利用风能、太阳能这些发电能源的形势,但是可以想象在日本这样一个国土面积非常有限的产出,无疑是一件很困难的事情。虽然执行较难,可从日本政府的规划上,它的输电网路和配电网络的建设确实构建了一套新的想法,包括新的线路建设,都是和线缆网络的这种市场开拓密切关联的。
假如日本的能源的来源都改成这种可再生能源,那么日本政府需要新建大量的线路电缆。再加上随着日本地下用电量的增长,日本的地下电缆系统将会发展的非常强大,所以长距离、超高压的大截面的电缆的使用,在日本将是新的趋势。
海底电网成电缆行业掘金地
从电网在按照未来发展的模式,当输电和配电系统在容纳着大的间歇式发电能源的接入状况下,它有很多的技术工作和装备改造工作要做,这中间会有很多的困难,特别是海底电网架设问题。
从我们国家或者从国际上来看,海洋下面的主网建设可能会成为一个很重要的方向。现在海洋主网已经建成的如从非洲到欧洲的海底主干线的连接,我们国家的大连湾等。尚处于建设阶段的如国网的海洋工程,其中电缆的投资大概有30亿,有30公里的海缆,还有南网南澳岛上的海缆建设等。从项目规模可以看出海洋中间的主电网建设会成为未来主要的发展方向。
配网和海洋中间系统的建设也是一大机遇。在海洋里面的石油平台有一个发电船然后供给各个平台,这里面就包括一个小的系统构成;另外我们国家正在搞深海区的海底资源开发,建立一个深海平台,如我国公布的第一个深海油井——南海油井平台。该平台的建设用电缆量加起来有600公里,假如这种海洋工程开发相继进行,对电缆行业是一个非常好的机遇。
城镇化建设为电缆行业新机遇
城镇化建设是我们国家现在已经确定的一个方针,从农村到城市化的改造,线缆是绝对不可缺少的,而现有城市现代化和智能化建设,又是一个比较新的,对线缆产品高智能化发展的新机遇。另外,能源、资源和气候的问题会促进我们国家现在电网的变化,当然也包括国际上电网的变化,各种基础水平的产品都会共存。业内流传着这一句话,说我们国家的工业或者经济师一种龙型的经济,就是头在天上在云里面,尾巴可能在海里;从产品来想这个问题,高等级的、尖端的产品市场要有,最基础的产品市场也要有。我们电缆行业各个层次的基础水平的产品都会存在,所以我们国家的电缆市场是非常具有包容的大市场,未来我国电力系统需求将呈现多元化发展。