4月10日，數智化堅強電網與新型電力系統研討會在北京舉行。會議圍繞新型電力系統與電網數智化關鍵技術展開深入交流。中國科學院院士管曉宏發表演講。

以下為發言內容整理

根據2022年國際能源署的數據，全球碳排放占比最大的領域是供電和供熱，達44%，而中國這一比例高達56%，比全球平均水平高出12%。所以，降低能源電力系統的碳排放，是實現“雙碳”目標的關鍵。

儲能技術是實現可再生能源高效利用的關鍵。與電網配合效果最佳的儲能方式是抽水蓄能，人類已使用近100年。但抽水蓄能可開發容量有限，且受環境、地理、地質等多種條件嚴格限制，合適的選址要求具備合適的山體、水源等條件。其他儲能方式，如鋰電池、飛輪儲能、壓縮空氣儲能，甚至有人提出建造幾十層樓高的電梯，將重物提升，需要時讓重物自由落體來發電。不過，就目前而言，這些儲能方式難以在大規模與電網配合的同時兼顧良好的經濟性。所以，氫儲能值得我們重點關注。

通過氫能的存儲與電網可再生能源的交互，能夠實現電網并網或離網獨立運行，這是一場全綠色的結構變革，有助于解決儲能、可再生能源消納以及能源電力市場化等重大挑戰。

我們致力于打造氫賦能智能能源系統，該系統涉及電聯供，以水為載體進行水能存儲，可提高能源利用效率，實現氫能供應鏈的市場化運營和管理，使存儲與電網及可再生能源相互交互，達成能源的并網和獨立運行。這是一種全綠色的結構變化，能夠有效應對可再生能源和新能源消納以及能源電力市場化等難題。 

未來，我們有望形成氫能和電能并重的能源供應系統。當前，二次能源以電為主，電網的地位不可替代，而未來將構建起氫和電并重的供需體系。上方是電的發輸配用系統，下方是氫能的生產、運輸、存儲和使用系統，生產的電既可以接入電網，也能獨立運行。

自2022年起，我們承擔了自然科學基金重大項目“含氫多能源供需系統協同運行的基礎理論與關鍵技術”。該項目涉及一系列基礎研究問題，氫賦能新型物理融合系統具有典型性，主要包括系統的智能性設計和一體化建模，涉及終端系統和供需系統，屬于典型的人機混合系統。

那么，何為智能？以終端能源系統為例，像會議廳在夏季供冷、冬季供熱時，并非簡單地將溫度設定為某一數值，而是要以最節能的方式，利用最少的能源，為人們營造舒適環境。舒適環境并非僅由溫度決定，還與濕度、二氧化碳濃度、噪聲水平等因素相關。例如，濕度高時，26攝氏度可能仍讓人感覺炎熱；濕度低時，27攝氏度也可能讓人感覺舒適，而這一差異可能導致能耗相差5%。所以，系統需要具備智能性。

此外，系統還需具備安全運行的控制優化理論、氫能供應鏈的協同優化理論。同時，該系統本身是帶有儲能的、能夠自我調節和平衡的分布式系統，需要實現高能效調控和運行穩定。

陜西榆林的氫賦能零碳智慧能源站示范項目，是首個實現規模化和經濟性的系統。太陽能和光伏可直接供電，電力過剩時用于制氫；電力不足時，由熱電聯產的氫燃料電池供電。由于榆林方面要求我們參與氫能供應鏈，并非全部自制氫，所以65%的氫來自外部。供熱采用地緣熱泵系統，通過地埋管和導熱管，與氫燃料電池產生的熱共同供熱。夏季多余的熱量，通過200米的地埋管與土壤進行熱交換，提升土壤溫度，冬季再用冷水將這部分熱量置換出來用于供熱。供冷同樣依靠地緣熱泵，并且配備了500噸的水罐，用于夏季儲冷水、冬季儲熱水。如果僅考慮電能利用，利用率僅30%，而現在的能源利用率超過92%，幾乎將所有能量都充分利用起來。

同時，能源站還安裝了聯通5G基站和數據中心，采用黃色的直冷機架，經濟性良好。此外，我們還打造了一個出色的數字孿生系統。大家尤為關注成本問題，若采用電網供電、城市熱力網供熱以及冷水機組夏季供冷，綜合單位能源成本約為每千瓦時0.57元，而我們的能源站可將成本降至0.36元，降低幅度超過30%。與傳統能源結構（電網供電、熱網供熱、空調供冷）相比，我們的能源站在供電、供熱和供冷方面，合計可降低35%的能源成本。我們提出了算力網、通信網和能源網的三網合一理念，這將為未來的分布式數據中心和超高速低碳發展提供零碳能源，實現算力、數據和通訊的聯合，有力撬動能源需求。

另外，我們提出要擴展應用范圍，強調能源系統與電網需建立良好的協調關系。通過自用或雙邊協議的方式，實現完全自我平衡，類似于異地配儲，可將新能源發電基地與終端分布式能源零碳系統相連接，借助電網的過網收費模式，實現三贏局面。我們經過初步分析和計算，認為這一模式完全可行，能夠為30%的新能源接入電網作出貢獻，實現自我平衡，無需增加電網負擔，通過電、熱等多種能源形式實現平衡。新能源分布式系統能夠實時跟蹤不確定的可再生能源，根據能源的實際情況靈活使用，能源不足時可暫停使用，從而實現新能源的完全消納。這為高比例可再生能源接入電網提供了有效解決方案，有望助力實現30%以上的可再生能源接入目標。

綜上所述，經濟高效的儲能技術是利用可再生能源的關鍵，也是為未來算力和通信系統提供綠色能源的基礎。氫賦能零碳智慧能源系統有望深度改變能源結構，為新質生產力發展的基礎設施提供零碳能源。新質生產力涵蓋數字、智能、綠色三個關鍵要素，缺一不可。為確保新質生產力的綠色特質，實現以綠色分布市場為標志的能源革命，系統的智能性設計以及運行控制優化至關重要，是保證系統具備零碳功能，并具有經濟性和市場可復制性的核心所在。文| 中國儲能網近日，江蘇省政府印發《江蘇省加快經濟社會發展全面綠色轉型若干政策舉措》。文件提出加快推進沿海新型電力系統建設，到2030年，規劃建設20個左右新型電力系統應用試點園區，新型儲能和抽水蓄能裝機規模達到1300萬千瓦左右。落實新型儲能價格扶持政策、天然氣發電上網電價政策和清潔水電送蘇落地電價機制，探索體現不同品質電能價值的電力市場體系。

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