電源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)2030年展望.pdf

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1、電源技術(shù)與產(chǎn)業(yè)2030年展望徐德鴻教授，IEEEFellow浙江大學(xué)中國(guó)電源學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)，2015年11月7日，深圳1中美氣候變化合作2014年11月12日于北京：中美氣候變化聯(lián)合聲明2015年9月25日于華盛頓：中美元首氣候變化聯(lián)合聲明Dr.PieterTans,NOAA/ESRLandDr.RalphKeeling,ScrippsInstitutionofOceanography.2015?中國(guó)計(jì)劃2030年左右二氧化碳排放達(dá)到峰值且將努力早日達(dá)峰，并計(jì)劃到2030年非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高到20%左右。?發(fā)達(dá)國(guó)家每年動(dòng)員1000億美元支持發(fā)展中國(guó)家?兩國(guó)來(lái)年緊

2、密合作，努力在巴黎會(huì)議達(dá)成全球氣候協(xié)議2新能源裝機(jī)預(yù)測(cè)@國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略行60億噸動(dòng)計(jì)劃：2020年，風(fēng)電2億千瓦，光伏1億千瓦38.4億噸11%新能源：20%20142030新能源需求：60*20%-38.4*11%=7.8億噸標(biāo)煤折合成2.2萬(wàn)億度假定水電50%+風(fēng)電和光伏50%，需要新增再生能源裝機(jī)：1.1萬(wàn)億度/2000小時(shí)=5.5億kW每年新增風(fēng)電和光伏裝機(jī)：5.5億kW/15年=37GW/年3我國(guó)能源消費(fèi)預(yù)測(cè)新能源高注入的情景China'sPrimaryEnergyConsumptionElectricity@中國(guó)發(fā)改委能源研究所，2015年4月?2025能源消

3、費(fèi)到達(dá)峰值?2050:新能源比例占能源消費(fèi)66%電力占終端能源消費(fèi)的62%91%電力來(lái)自新能源4美國(guó)清潔電力計(jì)劃今年8月3日，奧巴馬宣布了美國(guó)清潔電力計(jì)劃（CPP，CleanPowerPlan）?2030年，美國(guó)電力行業(yè)的碳排放減少32%（2005年基準(zhǔn)）?二氧化硫排放減少90%?氮氧化物排放減少72%CPP實(shí)施辦法?提高天然氣發(fā)電比重?提高風(fēng)電和光伏發(fā)電比重5能源基地與消費(fèi)中心分布的失配CoalLoadcenterCoalwaterwaterwater?2/3水電在四川、西藏、云南，2/3煤炭基地在山西、陜西、內(nèi)蒙?大型再生能源基地分布在西北部、北部?傳輸距離500-20

4、00km發(fā)展HVDC外，積極發(fā)展分布式發(fā)電6未來(lái)電網(wǎng)集成式分布式2030:非化石能源20%2050:再生能源60%7新能源主導(dǎo)的電力系統(tǒng)?電力系統(tǒng)化石能源為主逐步讓位給再生能源?除集中式大型光伏電站、大型風(fēng)電場(chǎng)外，分布式光伏、風(fēng)電將獲得廣泛應(yīng)用，分布式發(fā)電比例將占半壁江山?微網(wǎng)技術(shù)是分布式新能源發(fā)電的支撐技術(shù)?儲(chǔ)能電站和分布式儲(chǔ)能得到普及?電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于發(fā)、輸、配、儲(chǔ)、用?能源互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)電力市場(chǎng)化8城市能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想圖社區(qū)微網(wǎng)、工廠微網(wǎng)、商業(yè)區(qū)微網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)充電站、儲(chǔ)能電站、城市軌道交通等構(gòu)成能源互聯(lián)網(wǎng)城市軌道交通儲(chǔ)能電站小型風(fēng)力電站小型光伏電站城市能源互聯(lián)網(wǎng)電動(dòng)汽

5、車(chē)充電站商業(yè)區(qū)微網(wǎng)社區(qū)微網(wǎng)工廠微網(wǎng)9面向未來(lái)電網(wǎng)的電力電子技術(shù)核心元件：?電壓源直流輸電裝置：VSC-HVDC?固態(tài)變壓器：固態(tài)交流變壓器、固態(tài)直流變壓器?即插即用的能源路由器Energyrouter?固態(tài)斷路器控制及管理技術(shù)：?微網(wǎng)?儲(chǔ)能系統(tǒng)?電動(dòng)汽車(chē)充電及分布式儲(chǔ)能（V2G）?需求側(cè)控制?支持能源互聯(lián)網(wǎng)的軟件技術(shù)10汽車(chē)CO2減排目標(biāo)11電池價(jià)格預(yù)測(cè)@PeterSavagian,GM,ECCE2014,Pittsburgh汽油與（電池費(fèi)用+電價(jià)）的平衡點(diǎn)@USABC，電池壽命：10年，24萬(wàn)公里電池使用里程數(shù)：4km/kWh*40kWh*1500次=24萬(wàn)公里40kWh

6、電池價(jià)格=$1.6萬(wàn)=10萬(wàn)元=汽油費(fèi)用：24萬(wàn)公里*0.1L/km*6元/L電費(fèi)：0.6元/kWh*40kWh*1500次=3.6萬(wàn)元=14.4萬(wàn)元電動(dòng)汽車(chē)是購(gòu)置費(fèi)用高，但使用費(fèi)用低！12電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售情況今年上半年，新能源汽車(chē)銷(xiāo)售7.2萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)2.4倍。純電動(dòng)汽車(chē)4.6萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)2.9倍。插電式混合動(dòng)力汽車(chē)2.6萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)1.9倍。我國(guó)BEV、PHEV累計(jì)銷(xiāo)量快速增長(zhǎng)13無(wú)線充電動(dòng)態(tài)無(wú)線充電@ORNL?減少車(chē)載電池安裝量，2/3可以設(shè)置的地點(diǎn)：?隨時(shí)、隨地可以充電，提高電池壽命?停車(chē)位?解決電池里程焦慮的問(wèn)題?公交站?安全性（人，動(dòng)物）?紅綠燈口?經(jīng)濟(jì)性好，

7、開(kāi)創(chuàng)充電服務(wù)新商業(yè)模式方便性?高速公路專(zhuān)用道如路燈一樣，成為城市的基礎(chǔ)公共設(shè)施14無(wú)線充電電磁感應(yīng)——原邊線圈一定頻率的交流電，通過(guò)電磁感應(yīng)在副邊線圈感應(yīng)產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端電網(wǎng)AC/DCDC/AC20-80kHzAC變換級(jí)數(shù)多（3-4級(jí)）充電的效率約90%諧振頻率（85kHz)高?如果效率要大于95%，需要采用SiC或GaN功率器件15數(shù)據(jù)中心突飛猛進(jìn)?云計(jì)算、大數(shù)據(jù)推動(dòng)，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量呈指數(shù)型增長(zhǎng)?消耗10%的美國(guó)電能，據(jù)美國(guó)電力研究院（EPRI）預(yù)測(cè)到2030年耗電占全美國(guó)用電的20