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华为技术有限公司能源研究部部长刘云峰:万物互联时代的新能源互联网

发表于:2017-12-06 17:11:57 来源:索比光伏网

人类社会就是不停互联的过程,秦主任开车消耗一公斤的汽油,可能产生上百公斤的二氧化碳。我们讨论日常的问题没有产生任何的结果,排放却可能有很多问题。我们做这件事情为什么呢,不能排放二氧化碳、耗费能量,花了金钱,我们就要实现互联。把秦主任的先进思想和王秘书长的详实行业数据以及亚马逊讲的先进数据处理方法互联起来,就是为了做这件事。中国改革开放30年,多少技术是中国人搞出来的,其实并没有很多,大部分的时间是在学习国外先进经验。为什么我们的GDP变成全世界第二,和网络价值和互联网的数量平方成正比。中国有十亿多人口,这么多的工程师和大学生,我们与国外稳定互联后,意味着先进科学技术的支持发挥的力量会成百倍的发挥出来。电力网络出现后就是光速,通信网络的速度也是光速。过去用电报传输信号,现在利用光纤传输信号。人类社会实现互联,金钱、电力和比特。我们写信直接看不就完了吗,为什么要那么多的数据转化成0和1呢?,原因很简单,就是因为0和1传递非常容易。传输产生巨大的瓶颈,传输成为最重要的东西。信息领域不说是信息技术,我们说是数字技术,因为数字用来传输。互联最核心的就是传输,把传输的要求用单一介质进行传输,比如金钱、电力、0和1。

伟大的时代谁开启的呢?整齐时代讲金融互联时,牛顿做了27年铸币局的局长。他1717年推动英国金本位制,一直用到1931年。牛顿做27年的美联储的储长时开启了工业文明社会。王秘书长说退休以后越来越忙,就是从牛顿开始的。到了迈克斯韦只能搞出四个方程,到了我们这样的时代摩尔定律、gilde定律、吉尔德定律,未来的比特越来越大量才能产生价值。定吨时代机械化,然后电气化,现在信息时代很热,因为它发展最慢,机械行业发展最快。电信领域一百多年全部互联,信息行业因为最慢反而变的最重要。化学技术发展最慢,所以储能非常热。今天的汇报里十个里面有八个讲储能,只是因为发展的慢。信息稍微搞的多一点就会说这是自动化,金钱、能量和信息都实现传递以后,我们看到现在的万物互联时代。以前中学说万物和普遍联系,万物互联的时代有很多英雄,乔布斯弄出了智能手机。开会的时候要把手机和网联上,然后再接上信息,这些事情搞定了以后双十一和双十二到了,开始与金融网络产生关系买东西。万物互联使得手机的价值变的很重要,葛优和范冰冰演的电影有一句话,我以为我控制了你的身体,其实你控制了我的灵魂。看上去是一部手机,但手机和人联在一起。铁盒子不是简单的铁盒子,代表与外界所有的联系。

开始能源是直流,直流系统与分布式很吻合,只能就地发电,就地使用。特斯拉的交流取代直流,电网传递的只是能量。每秒1/2的能量转化为质量,发电厂1/2的能量在电线上进行传递。传输速度上去了,远距离互联的要求就上去了。最早1882年变压器的效率只有5%,不到十年的时间效率提升到60%。现在的变压器效率达到99%,远距离互联成为可能。大量的东西实现互联,怎么协调安排?任何大规模的互联网必然由信息网络进行调控,现在讲信息化,讲数字化。信息化一直存在,电网的信息化就是传说中的特斯拉。特斯拉可以站在这两个人中间很荣幸,经过大量的调研最后的结果是特斯拉被历史早忘了。天上一年,地上百年。爱迪生出来以后没有过多久,大家记得特斯拉。电力系统怎么用一套信息的方式实现互联?发电机的中间距离可能上百公里。弄一个能源路由器,一方面传输信息,根据调频信号会知道发多少度电,电网按照游戏规则运行。这套把戏到现在还是这样的玩法,电力系统的人非常遗憾,新能源没有大规模发展以后认为没有太多做的事。我说不是没有能力的事,而是站在爱因斯坦边上的人太厉害。斯坦梅茨弄了一套电力市场体制,让火电机组的发电时间延长,他说如果晚上用电就会便宜一点,大家全部晚上加班,因为电便宜。

当前助理的能源网络,特别是电力能源网络,主要就是涡轮机+同步旋转发电机。我们把储存的能量烧掉,最后通过涡轮机和发电机。系统频率的偏移进行调动,电网里的频率和电压怎么办。人大的发电机,最前面的历次机,它的作用是调控电网电压。同步发动机是用来同步,把汽轮机和电网的频率锁死。华东电网200GW的装机量,有效的发电量8.4万吨。如果把能量全放起来,可以支撑本电网。火电机组没有访问之前,电力系统的根本原则到今天为止全世界没有多大的变化,还是如此。现在主要的能源网络,一部分电力与油气,火车可以用电。但大量的在发达国家,一部分的都要转为电,传输最方便。发达国家电气化率很重,能源互联网就是电网和油气管道。

如果这些事情都原封不动的话,大家不用坐在这里了。为什么坐这?就是因为信息互联,信息互联时代催生半导体,半导体是摩尔定律。由于这个原因光伏成本不停下降,新能源发展。传统的化石能源产生温室气体,未来的新能源不会产生这些气体,可再生能源成为现在非常重要的口号。如果现在说不可能做到100%可再生的清洁能源发电,大家会反对你。

照明很有意思,人类社会的电力16%都是拿来照明的。爱因斯坦可以拿到诺贝尔奖,因为他做了一系列的工作。当时的高科技就是照明,因为当年的照明和BAT是一样等级高的技术。1860年左右,人类基本以美国为主,就是要它那点可怜的鱼油。然后又出现了白炽灯,一旦半导体的某个领域切进去以后,没有人挡得住它。半导体照明正式发布,很多人已经开始用了。因为信息时代的发展,使得半导体技术急剧发展,并延伸到其它领域。如果在20年前说发电设备只是半导体的作用,别人肯定说技术是不是出了问题。现在正在讲逆变器光伏,把能量转化成为电网需要的能量。全半导体目前以硅为主,过去因为数量少,大家没有关心并网太多的事。电网发展很多年,火电厂也不清楚新的东西到底应该怎么进行管理。反过来说,只要你在交流发电,微网目前不知道怎么做,目前以交流支撑为主。如果半导体的越来越多了以后,是不是要支撑电压。汽轮的转子里面的物理特性非常清楚,但对半导体而言如何做?看到220GW时,老外目瞪口呆。他们认为中国与老外的工业速度是一日千里的速度在发展。

国家电网调度中心的领导说这么多的新能源,怎么进行管理?如果我们是半导体的装置,有六个开关很清楚地就可以看到,六个开关轮流按照时间控制,也可以产生旋转。用半导体的装置也可以产生电压。写完方程后发现平均效率增加了,电压控制也不是什么难事,最难的事就是惯量。很多搞半导体的人终于认识到,再好的算法没有能量实现不了。如果电容支持几秒也就惯量了,有能力就可以体现惯量,中间的算法不是大问题已经解决了。过去分析数据是几小时的事,现在十分钟就可以,用上大数据后很快地就可以写出来。到了分钟和小时、天、月、年,怎么做这件事?我们现在的做法,德国新能源装机很多。有专家在网上发布论文,全食之日就是欧洲新能源崩溃之时。我找了电力系统的专家问说真有这么危险吗,他们说胡扯。他们说电力系统最怕的就是不能确定的波动,拿天文学可以算清楚的波动可以补一下。德国做大量的电力市场工作,寓言德国风电垮掉的专家说德国电网的坚强程度出乎意料。如果德国这么搞的话,到哪里去搞能量。我和德国法国的朋友进行交流,德国的朋友说没有关心会有新能源。从法国买了电,核电是很危险,但发成电就很干净。法国人比德国人聪明,我问了法国人,我说德国人用你们的核电,把核用在你们这,你们怎么甘心呢?法国人说核废料的为什么在德国?它们说在德国,我们埋在那了,只有一小部分的德国人知道这个秘密。现在可以让火电进行大幅度的波动,如果火电没了怎么办?现在主要就是煤和水,回到最早的化学电池。化学电池很不幸,最早的电力系统调动发电侧的储能装置。这么好的技术,为什么还搞不完呢。我们拼死保证锂离子电池。他们开发出可充电的电池,现在有锂电池出来。稳定的固态晶格,做高的能量密度。磷酸铁锂电池。未来如果不想要现在的电池体系,那要开发出新的电池体系。目前新的电池体系很多人说它来了,但没有什么产品出现。

技术是这样的,一定要提升电池的能量吗?为什么要研究技术本身吗?大家知道移动的笔记本需要电池,乔布斯的出现使得每一个智能手机的电池优化。如果没有锂电池,大家手机和笔记本用的全部都是燃料电池。电池从电网弄到了交通领域,然后又弄到了手机上,再推到电网里去。一百多年前电动车是主流方向,后来被企业搞下去。12月1号在澳大利亚运营储能100兆瓦。储能行业从电网被打到交通领域和手机上,现在又倒扑回去。如果真的能实现电池供电,那分布式电网会成为主流。

多能互补还是储能的问题,怎么利用火电、水电与光伏和风电实现互补,还是利用储能来帮助光伏储电。负荷的灵活调度相当于储能,现在的多能互补更多的是三网高效互补。气网、热网和电网要联起来,气网本身就是具有储能的价值。猪做成香肠,做的再坏也是高级素食。博士要研究的就是如何把香肠变成猪,没有人做博士研究,那理论不会有突破。最早用植物油,后来用动物油,就是把存储的太阳光存在下来。新能源真的只能用来发电吗?在座的各位当然这么想,如果不发电要逆变器干什么。太阳是人类能够接受最大的储能装置,那会不会有突破?刚才讲所有电动汽车的目的是把现有的油气拆分,如果这个想法成功未来会怎样?

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