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)中國電源學(xué)會學(xué)術(shù)年會，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?中國計劃2030年左右二氧化碳排放達(dá)到峰值且將努力早日達(dá)峰，并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。?發(fā)達(dá)國家每年動員1000億美元支持發(fā)展中國家?兩國來年緊

2、密合作，努力在巴黎會議達(dá)成全球氣候協(xié)議2新能源裝機預(yù)測@國家能源發(fā)展戰(zhàn)略行60億噸動計劃：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2.2萬億度假定水電50%+風(fēng)電和光伏50%，需要新增再生能源裝機：1.1萬億度/2000小時=5.5億kW每年新增風(fēng)電和光伏裝機：5.5億kW/15年=37GW/年3我國能源消費預(yù)測新能源高注入的情景China'sPrimaryEnergyConsumptionElectricity@中國發(fā)改委能源研究所，2015年4月?2025能源消

3、費到達(dá)峰值?2050:新能源比例占能源消費66%電力占終端能源消費的62%91%電力來自新能源4美國清潔電力計劃今年8月3日，奧巴馬宣布了美國清潔電力計劃（CPP，CleanPowerPlan）?2030年，美國電力行業(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)?儲能電站和分布式儲能得到普及?電力電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于發(fā)、輸、配、儲、用?能源互聯(lián)網(wǎng)推動電力市場化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)、電動汽車充電站、儲能電站、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)電動汽

5、車充電站商業(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)?儲能系統(tǒng)?電動汽車充電及分布式儲能（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CO2減排目標(biāo)11電池價格預(yù)測@PeterSavagian,GM,ECCE2014,Pittsburgh汽油與（電池費用+電價）的平衡點@USABC，電池壽命：10年，24萬公里電池使用里程數(shù)：4km/kWh*40kWh*1500次=24萬公里40kWh

6、電池價格=$1.6萬=10萬元=汽油費用：24萬公里*0.1L/km*6元/L電費：0.6元/kWh*40kWh*1500次=3.6萬元=14.4萬元電動汽車是購置費用高，但使用費用低！12電動汽車銷售情況今年上半年，新能源汽車銷售7.2萬輛，同比增長2.4倍。純電動汽車4.6萬輛，同比增長2.9倍。插電式混合動力汽車2.6萬輛，同比增長1.9倍。我國BEV、PHEV累計銷量快速增長13無線充電動態(tài)無線充電@ORNL?減少車載電池安裝量，2/3可以設(shè)置的地點：?隨時、隨地可以充電，提高電池壽命?停車位?解決電池里程焦慮的問題?公交站?安全性（人，動物）?紅綠燈口?經(jīng)濟性好，

7、開創(chuàng)充電服務(wù)新商業(yè)模式方便性?高速公路專用道如路燈一樣，成為城市的基礎(chǔ)公共設(shè)施14無線充電電磁感應(yīng)——原邊線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(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變換級數(shù)多（3-4級）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)?云計算、大數(shù)據(jù)推動，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量呈指數(shù)型增長?消耗10%的美國電能，據(jù)美國電力研究院（EPRI）預(yù)測到2030年耗電占全美國用電的20