智慧城市建设之智慧能源讲座

智慧城市建设之智慧能源讲座目录1.新技术革命将再次改变世界2.智慧能源系统及关键技术3.中国能源供应现状与预测4.改革停顿和倒退没有出路2009：奥巴马“无畏的希望”奥巴马应对危机转败为胜的出路•利用美国在技术创新、资本市场和制度方面的优势重新夺回经济和技术的“制高点”•在争夺全球气候变化斗争领导权和控制权上重建占据优势地位•通过主导排放交易制度继续维持美元作为全球性主导货币的战略地位•充分利用美国信息技术的优势地位，整合能源并延伸至工业、商业系统完成信息化社会建设全球气候变化加速——威胁人类生存•传统能源技术已经无法逆转全球气候变化的趋势，必须进行一次深刻的能源革命•奥巴马政府在减排问题上已经转变态度，参众两院无异议批准朱棣文说明国会将支持减排信息革命技术成就倒逼能源革命•信息技术革命将与新的能源革命进行深度整合，并依附于能源系统影响整合经济社会•和讯：IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟，智能电网改革将推动能源革命的深度裂变美国的战略意图是什么•奥巴马不救三大汽车公司，却出资支持发展新能源汽车.美国提出2016年小型汽车和轻型卡车的平均能耗每加仑汽油行驶35.5英里，相当节省18亿桶原油，环保功效相当于减少1.77亿辆行驶•美国在伊拉克撤军，放弃打赢两场战争，不在非洲建立军事指挥部，不在非洲保持任何军事存在；并停止制造F22隐形战斗机，减少航母战斗群•奥巴马在埃及大学演讲，美国将从伊拉克、阿富汗撤军，允许伊朗和平利用原子能，反对以色列扩建移民点•《美国清洁能源安全法案》获得众议院通过，该法案规定，美国有权对包括中国在内的不实施碳减排限额国家进口产品征收碳关税•公布72项标准，出资34亿带动80亿建设智能电网，改造700个数字化变电站，20万台变压器，安装1800万块并将总量升值4000块智能电表，覆盖1/4～1/3家庭，每年节约4%的电力节省204亿美元，到2020年将可再生能源比例达20%•金本位——石油本位——碳本位气候变化——中美压力空前数据来自厦门大学中国能源经济中心G20的压力—全球温室气体排放量单位：亿吨美国的压力更为突出年代中国美国印度欧盟15国俄罗斯日本其他世界199023.148.911.132.222.51157.2206200033.357.515.732.615.412.156.4223200555.758.718.633.815.912.563.8259200767.259.020.733.216.712.566.7276总量占世界总排放比例（%）人均排放比较（吨/人）年度中国美国印度中国美国印度199011.223.75.42.219.61.3200014.925.87.02.620.41.6200521.522.77.24.319.81.7200724.421.47.55.119.61.8CO2浓度已经接近400ppm2013年两会期间北京逐日天气对比各种能源相关的二氧化碳排放量数据来自国家能源署201510502530354045198019902000201020202030GigatonnesInternationalmarinebunkersandaviationOECD-gasOECD-oilOECD-coalNon-OECD-gasNon-OECD-oilNon-OECD-coal2006到2030年，预计97%的排放量增长来自非OECD国家,其中中国,印度和中东占3/4InternationalmarinebunkersandaviationOECD-gasOECD-oilOECD-coalNon-OECD-gasNon-OECD-oilNon-OECD-coal0198019902000201020202030450政策情景中，排放量在2020年达到最高点后开始下降。到2030年下降1/3，至260亿吨。20151052530354045Gigatonnes450政策情景中能源相关的二氧化碳排放量数据来自国家能源署20200520102015202020252030OECD国家和非OECD国家必须为二氧化碳减排一同工作能源效率对OECD国家和非OECD国家都是关键2530354045ReferenceScenarioGigatonnesOECD+Non-OECD450PolicyScenarioCCS-21%Nuclear-14%Renewables&biofuels-18%Energyefficiency-47%CCS-10%Nuclear-6%Renewables&biofuels-25%Energyefficiency-59%35%(5.2Gtreduction)65%(9.5Gtreduction)450政策情景中能源相关的二氧化碳减排数据来自国家能源署不同情景下今天和2030年总发电能力在450政策情景中，电力工业经历巨大变化，CCS、可再生能源和核能起到关键性作用。数据来自国家能源署0100020003000其它可再生能源风能氢能核能碳捕获与封存CCS石油煤GW1.2xtoday1.5xtoday13.5xtoday2.1xtoday1.8xtoday12.5xtoday15%oftoday’scoal&gascapacityToday2030参考情景450政策情景2030IBMCEO彭明盛的“智慧的地球”世界不仅正变得更小、更扁平，而且“更智慧”•首先，高科技应用越发普遍；其次，世界将连为一体；最后，所有的事物都变得智能•从互联网到“物联网”(theInternetofthings)时代，世界的智慧化将实现“无所不在的连接”•智慧能源：据美国能源部的研究结果，由于电网效率低下而造成的电能损失高达总电能的67%。为此，美国得克萨斯州、丹麦、澳大利亚和意大利的公共事业公司正在建设新型数字化电网，以便对能源系统进行实时监测。这不仅有助于他们更迅速地修复供电故障，而且有助于他们更“智慧”地获取和分配电力。消费者也能够加强他们对能源消耗的掌控——每户最多可减少25%的能源花费——而且“智慧能源”管理还能够改善可靠性、服务、效率乃至法令透明度。另外还有可能合并传统能源和新能源——风能、插电式混合动力车、太阳能等——以提供对一个社区、一个国家乃至全世界的涉及所有能源形式的端到端洞察力。•智慧建筑、智慧金融和保险系统、智慧交通、智慧水系统等能源技术进步是人类文明的根本动力•驾驭火——动物蛋白——狩猎——迁移——旧石器时代•制造陶器——植物蛋白——农耕——城邦——新石器时代•木炭——铜和铁器——农业——封建国家——农业文明时代•煤炭——蒸汽机——工业——殖民地——早期工业文明时代•石油/电力——内燃机/电器——交通和通讯——国家集团/联合国——现代工业文明时代•天然气/新能源——分布式能源系统（信息化能源系统）——数字化信息系统——全球化——信息时代•酶/细菌——氢能/生物能源系统——生物工程技术——宇宙——生物时代胡锦涛总书记指出：“纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。”全球能源革命新浪潮2、智慧能源系统及关键技术关键技术微电网智能控制蓄电式交通工具分布式电热冷储能超导输变电技术分布式能源系统电力线数字通信建筑智能化控制智能电器与智能家电智慧能源系统智能电网智能交通智能燃气网智能建筑云计算网络智慧水系统智慧金融系统……………智慧地球智慧气象系统智慧能源体系智慧能源——难以定义的技术概念，需要以对信息技术的认识方式来理解智慧能源从互联网到物联网（theInternetofthings）——世界的智慧化将实现“无所不在的连接”（pervasiveconnectivity），将所有需要东西实现数字化的互联，将整个系统居于掌控之中，实现不断扩大、不断深入的整合优化互联网技术对能源的启示——分布在用户端的分布式能源系统对用户电、热、冷、热水、除湿等需求及变化；根据电力、燃气、日光、水等供应和排放控制因素，兼顾周边互临能源设施间的互供互补，进行协同优化分布式能源——微电网——智能电网——智慧能源包括：智能电网、电力线数字通讯、微电网控制技术；分布式能源及可再生能源、储能、高温超导输电及超导电机、蓄电式汽车和电动农机、智能家电等相关：智慧交通系统、智慧燃气系统、智慧水系统、智慧金融等分布式能源系统与智能电网•分布式能源是近年来兴起的利用小型设备向用户提供能源供应的新的能源利用方式•与传统的集中式能源系统相比，分布式能源接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或超高压输电，可大大减少线损，节省输配电建设投资和运行费用；由于兼具发电、供热等多种能源服务功能，分布式源可以有效地实现能源的梯级利用，达到更高能源综合利用效率•分布式能源设备起停方便，负荷调节灵活，各系统相互独立，系统的可靠性和安全性较高；此外，分布式能源多采取天然气、可再生能源等清洁能源为燃料，较之传统的集中式能源系统更加环保•分布式能源解决了用户参与节能环保和增加清洁能源供应，并降低了用户的综合能源费用•分布式能源解决了能源投资及社会投资效益问题•分布式能源为发展智能电网奠定了基础，它如同互联网中的PC•分布利用方式是可再生能源合理利用的最有效途径能源利用的原则生活热水排放高温段1000OC以上中温段300~500OC低温段200OC以下环境温度除湿供热电能热泵吸收式制冷机分配得当，各得所需，温度对口，梯级利用。分布式能源的系统优化燃气系统辅助供电系统制冷系统主供电系统供热系统热水系统辅助供电系统或使用可再生能源燃气系统燃气传统方式优化方式主供电制冷供热热水分布能源系统天然气基分布式能源•模块化的热电冷联产，利用天然气在用户端发电，利用余热制冷、供暖、除湿、供生活热水、燃气水回收等，实现多能源联合供应•主要采用燃气轮机、燃气内燃机、微型燃气轮机，未来将使用燃料电池•使用直燃机、余热锅炉、蒸汽或热水溴化锂机组、蒸汽离心机等制冷或供暖可再生能源的分布式供能•中小水电站（全国现有5000万千瓦，未来可装机容量超过1亿千瓦）•太阳能发电（单晶硅、多晶硅、薄膜、非晶和太阳热发电）•生物质发电（直接燃烧、气化和沼气）•分布式风力发电煤基分布式能源•高效燃煤热电联产（热电效率80%，140~180克标煤/kWh）•煤气化分布式能源（工业煤气、焦炉煤气、地下气化气等）•IGCC清洁煤热电气三联供•小型煤基多联产（电、热、蒸汽、煤气、甲醇、二甲醚、海绵铁、氨、尿素等）分布式能源系统2013/3/22BeijingEnergy-netDeCo.,Ltd23主力发电厂升压变压器配电站降压站配电站配电站商业工业商业住宅微燃机内燃机燃料电池风电光电小水电储能燃气轮机储能系统大型电网Vs布式能源+智能电网智能电网智能燃气智能气象沼气电动汽车内燃机24美国电网的“Grid2030”计划美国能源部在2003年8月14日美加大停电之后，成立了负责输电配电的办公室OETD，任务是1、实现美国电力基础设施现代化以满足21世纪需要；2、完成向区域电力市场转化；3、改进输电系统运行；4、使输电系统投资高效能；5、研究对电力政策的调整；6、提供有效的联邦领导以达到上述目标美国每年停电及电能质量事故造成损失250-1800亿美元2030年前美将建成完全自动化的输配电系统，将涵盖对每个用户及每一网络节点的监控，确保从电源到用电设备之间双向的电力潮流及信息流沟通。分布化的智能、宽带通信、监视和控制，以及自动响应使人、楼宇、工业过程与电力网络之间的接口没有缝隙，并可进行实时的市场交易超导技术使大量电能长距离输送成为可能，压降几乎为零新型导线材料的应用使现有输电走廊的输电能力提高2~3倍储能及需求侧管理技术的进步将电力系统峰谷差问题消除大规模应用分布式发电，将使必须通过输配电系统的发电功率的份额减小能源的更替来自：海夫纳《能源的气体时代》航天技术带来的新发现•欧洲航天局2008年2月13日报告称，被发射到土卫六上的“惠更斯”号探测器最新数据显示，土卫六表面蕴含着丰富的液态烃，包括天然气、石