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从全球角度来看,能源行业在过去10年经历了巨大的变化。在绿色发展理念的推动下,新一轮能源转型的特点是什么?如何实现跨境一体化和协调发展?我们将面临哪些挑战和机遇?本报近日采访了欧洲科学院院士、瑞典皇家理工学院教授严,他认为能源与智能数字控制等其他技术的协同创新;互联网升级版人工智能非常重要,但是能源系统的特性决定了能源转换不能用其他技术来解决。迎接挑战需要能源本身。有必要与工程、商业和政府中的决策者合作,不断创新技术和商业模式,降低能源系统的硬成本和软成本。 可再生能源的兴起 记者:从能源资源的角度来看,本轮能源转型不同于以往的煤炭革命和石油革命。在你看来,这种能量转换的突出特点是什么? 颜:正在进行的能源转型是由人类可持续发展的需要驱动的能源转型。能源的使用不仅需要方便和可靠,还需要清洁和低碳。其主要特点是可再生能源的快速增长和对能源系统的渗透,从而进一步提出了系统化& ldquo灵活性。需求。 我亲身经历了一件事来说明这种变化趋势:在2010年前后,作为主编,我邀请了来自世界各地的400多位杰出的顶尖科学家和工程师,共同编写了一本长达5年、长达4000多页的大型参考书《清洁能源系统手册》(6卷本),对整个能源系统进行了仔细的梳理。最后,六卷的标题分别是“可再生能源”、“清洁能源转换技术”、“减排技术”、“智能能源利用”、“能源储存”和“能源系统的可持续性”。在该书的编写过程中,有两个变化:第一,分卷的“可再生能源”最初被称为“替代能源”;其次,“能量储存”的子体积在开始时不可用,但后来被特别添加。 这本书是在2010年吗?2015年汇编过程中的变化实际上反映了能源转换的两个非常重要的特征:一是可再生能源从最初的& ldquo替换& rdquo能源已经成为主流能源。另一个是,这种能源供需的动态变化需要新的手段来平衡对存储技术的需求。 从近年来的能源装机容量来看,2013年世界新增装机容量中,可再生能源首次超过化石能源。以美国为例。在2017年装机容量的净增长中,94%来自可再生能源,只有6%来自其他传统化石能源。这个数字可能超出了人们的想象。尽管特朗普一直在谈论撤回煤炭,但能源投资市场的变化表明,能源转型是大势所趋。 记者:可再生能源的快速发展是大势所趋,但也有人说很难在短时间内改变传统能源的生活。你认为传统能源在未来能源系统中的地位如何? 颜:能源的选择不是一个简单的问题,谁改变谁的生活&生活;生与死。问题是在人类可持续发展的大目标下,如何实现能源为人类提供方便、清洁、可靠的服务。清洁能源还包括传统化石能源的清洁使用。我们正在寻找能量系统在清洁约束边界条件下的最佳解。在不同的时间空刻度时,这个& ldquo最佳解决方案。可能会有所不同。然而,随着可再生能源技术的创新和成本的快速下降。最佳解决方案。这是一个我们可以见证和加速的大趋势。我们需要抓住潮流,而不是逆潮流而动,参与到对清洁能源系统的探索中来。最佳解决方案。在…的过程中。 记者:除了经济,可再生能源也存在间歇性问题,这给整个能源系统的供需平衡带来了技术挑战。你怎么想呢 颜:可再生能源经济在过去的十年里取得了巨大的进步,已经进入了一个可以与传统能源竞争的时代。新能源成本的下降在芯片领域经历了一个类似摩尔定律的发展现象:每两到三年价格将下降一半。基本上,发光二极管、光伏、风能等行业都是这样发展的。储能技术的发展可能会遵循同样的趋势,并在未来为我们提供更多的技术。 可再生能源间歇性问题的解决需要技术、制度和商业模式的全方位创新。这需要系统的灵活性。除了清洁、低碳、安全和高效,未来的能源系统还需要更多的灵活性和经济性。从技术上讲,在(资本)来源-(负)电荷-储存(储存)-使用(客户)及其整体集成的每个环节都需要优化和创新。如智能微网、分布式能源、虚拟电厂、虚拟储能、用户响应等。能源系统需要权力下放、非垄断和能源市场的进一步自由化。卖出灵活性。纳入未来能源系统的商业模式创新也非常重要。 系统优化不仅仅是数值理论 记者:随着科技进步,可再生能源装机容量增加,应用成本和价格是否也在快速下降? 颜:是的。这与另一种趋势& mdash密切相关。& mdash能源供应已逐渐从原来的中央能源供应模式转变为分布式模式。 最近,我们根据太阳能光资源和光伏发电的经济性分析了全国344个城市。我们发现,如果是自用的,根据终端用户自用的情况,如果只计算现有光伏发电的成本,就可以不用补贴使用。当然,有必要确保在系统和市场中没有灯被丢弃。我们将公布这一研究结果,并与同事分享。 记者:这是否意味着,目前可再生能源可以负担得起的互联网接入可以通过技术进步实现? 颜:你不能这么看。能源问题是一个复杂的系统问题。技术只能解决一小部分问题。我们发现,虽然可再生能源系统的硬成本在快速下降,但软成本下降并不明显,导致目前软成本在项目总成本中所占的比例越来越大。以美国为例,光伏发电项目的季度成本显示,硬成本大幅下降,每2?3年内减少了一半,但软成本在8年内逐渐占项目总成本的30%?40%到60%?70%.这可能是能源系统未来发展的一大障碍。 在商业模式中,与硬成本相关的科学家和工程师与与软成本相关的律师、投资者和许可证审批者完全不同:工程师认为他们想让产品更便宜,而从商业角度来看,他们想卖更贵的产品。这可能是软成本没有下降的原因之一。将来,即使工程师和科学家试图将项目的硬成本再降低一半,也只是30%?40%的一半。如果再有60%呢?70%的软成本不对应于减少。没有整体商业模式的系统创新,技术进步的效果将非常有限。如何降低软成本还没有被人们重视,是一个亟待解决的问题。 项目的设计应根据当地情况进行。充分考虑当地能源资源和使用特点,进行量身定做。以马尔代夫的岛屿能源系统为例,当地政府希望使用100%的可再生资源,但我们的研究发现,可再生能源的比例约为50%,企业可以获得良好的利润。进一步提高到70-80%甚至80-90%也是可以接受的,当然,还需要增加额外的费用。然而,如果需要100%的可再生能源,成本将大大增加。因此,我们的结论是:在现有条件下,特别是当储能成本很高时,可再生能源达到90%的比例远远好于100%。能源系统的优化不是简单数值指标的实现。 不简单。互联网升级版 记者:基于可再生能源的未来能源系统应该如何面对电力供应和负荷的双重不确定性?& ldquo互联网升级版想法和技术会有什么帮助? 颜:改变能源和改变负荷将是未来能源系统的新常态。这需要技术、政策和商业模式的创新,并将带来许多新的机遇。 有一种观点认为,将信通技术与能源相结合被称为& ldquo互联网升级版能源问题可以通过互联网的框架和方法来解决。但在我看来,只要使用& ldquo互联网升级版无法解决能源系统的问题。原因是能量和信息的物理特征不同,信息的整合和交换会增加新的信息,这是一种附加值& ldquo负熵。这个过程。然而,能量是不同的。能量的转换、传输和储存将伴随着不可逆转的损失,这是一种贬值。增加熵。这是由能量转换的热力学第二定律决定的。 我经常举一个例子。使用手机时,人们担心的是能源,而不是信息。你必须每天回家给你的电池充电,或者你可以带一个充电器和一个充电宝,但是你不会每晚都备份你的信息和照片。原因是能量存储的成本不同于非常便宜的信息存储的成本。一旦能量存储可以像信息存储一样便宜,整个行业将会发生巨大的变化。能源系统和互联网的结合非常重要。互联网可以为能源系统提供新的信息手段,但能源系统不是简单地按照互联网的结构来建立的。能源系统需要根据自身特点进行建设和创新。 记者:也有人认为,随着物联网技术的发展,互联网将成为一个基础设施。那么,从基于资源的能源模式向系统集成模式的转变会对工业生态产生什么影响,系统将如何演变? 颜:从资源的角度来看,未来能源系统将从资源型向集成化、智能化转变。从消费的角度来看,未来的能源系统将生产者和消费者结合起来,形成一个新词& mdash& mdash产销一体化也催生了一个新的商业环节-& mdash;& mdash生产者和销售者。例如,如果原始能源消费者在屋顶上增加光伏,他们不仅可以满足自己的使用,还可以发电和上网,从而成为卖家。这种变化将导致商业模式的变化。消费者不是被动的接受者,而是能源系统的参与者,因此在能源系统中创造了双向互动。 还必须注意综合能源系统与能源储存的关系。当能量不能储存或储存成本很高时,它能转换成其他物质模式吗?氢能可以用作能量储存介质,并与未来的能源系统相结合。此外,电动汽车作为潜在的移动储能单元和新系统也提供了新的创新机会。 最后,我需要再强调一点。如前所述,未来能源系统的建设应因地制宜。它是在一定时间内寻找最合适的当地人。最佳解决方案。的过程。我称之为能源系统。时间-空房间-人& rdquo的3D协作。分销和本地化尤为重要。量身定做适合自己需要的衣服。(定制创新)和rdquo是正确的选择。

来源:BBC新闻网

标题:严谈到能量转换的变化和不变性:系统优化不仅仅是一个数论。

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