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以能源互联网破解传统石油石化行业发展难题

编辑:欧巴竞技娱乐官方网站 来源:欧巴竞技娱乐官方网站 创发布时间:2021-06-01阅读22465次
  本文摘要:今天的世界能源体系基于石油、天然气等化石能源。

今天的世界能源体系基于石油、天然气等化石能源。油气资源集中在中东沙特、伊朗、美国委内瑞拉、美国、俄罗斯等主要能源供应国手中。这些国家在国际能源供应方面具有较大的话语权,对广大能源消费国家的能源安全和经济发展造成一定的威胁。

随着新兴经济体的崛起,全球能源消费重心加快向中国、印度等非经济组织的经济体转移,现有的能源供应体系在产油国的控制和地缘政治的动荡中严重制约了新兴经济体乃至世界的经济增长和稳定。此外,化石能源消费的快速增长极大地威胁着人类的未来。全球能源消费结构向可再生能源发展是人类可持续发展的必由之路。在物联网、云计算、可再生能源技术等新兴技术的发展下,能源网络与信息网络高度融合,形成能源网络这一新的能源供应体系。

该系统解决了化石能源系统带来的各种经济和环境问题。因此,能源互联网已经成为我国能源行业发展的重大策略。把世界电力网络变成能源共享网络杰里米里夫在第三次工业革命中首先通过互联网技术融合可再生能源,将世界电力网络变成能源共享网络,建议形成能源网络。

结合国内外能源互联网的说明,能源互联网是第三次工业革命的代表性产物,可再生能源利用先进的信息和通信技术,以分布式能源的方式融合到现有的能源系统中,构筑了中心化的柔性网络化能源供给和消费系统。能源互联网最大的特点是大量访问可再生能源。能源互联网通过储能设施、能源管理系统等先进技术,克服风、光等可再生能源受天气和时间影响带来的随机性和波动性问题。

能源互联网由数量众多的分布式能源应用单元相互连接。由大量分布式能源构成的能源互联网在拓扑结构上与现在的集中供给系统完全不同。

在以分布式为中心的能源网络系统中,能源供应具有更大的柔软性和开放性,能源网络具有更强的自我治愈能力。能源互联网的重要技术支持能源互联网发展的基础技术支持包括可再生能源、分布式能源设施、储藏系统、基于互联网的电网、电动汽车等。这五项基础技术相互联系,共同发挥作用,在发展能源互联网中必须同时存在。能源互联网利用可再生能源的方式主要是发电和热能利用。

主要可再生能源包括太阳能、风力、水力、地热、海洋能源和生物质。适用于能源互联网的再生能源有太阳能、风能、地热和生物质。太阳能发电是目前发展最快的可再生能源技术之一。目前太阳能发电主要分为光伏发电和光伏发电。

光热发电通过集热装置收集太阳能,通过热能转换发电,光电利用光电池板直接将太阳能转换为电能。太阳能资源分布广泛,适合接近消费者配置,是能源互联网应用的最佳可再生能源。

目前,太阳能发电应用主要以光伏发电为主,已广泛应用于分布式能源项目,应用于屋面、建筑外墙、农业隧道等。太阳能发电目前主要存在的问题是发电波动性过大,成本高。

随着储能技术和材料制造技术的迅速提高,这两个问题将迅速解决。风力发电也是近年来发展极快的可再生能源利用领域。

全球风力资源充足,目前主要风力发电应用于陆上风力发电和海上风力发电。风力涡轮发电机组规模也比较灵活,从50千瓦以下规模到5兆瓦的机组已经商业化。

其中,50千瓦风力涡轮机组适用于能源互联网的分布式风力发电应用。风力发电场所灵活,日发电时间长,但随机性和变动性大,难以预测,需要相应的储藏设施。可用地热分布广泛。

对我国有利于发电的高温地热资源主要分布在滇、藏、川西、台湾。华北、松辽、苏北等地区低温地热丰富。考虑到热泵技术的利用,可利用的地热更广泛。

其中,地源热泵可以配置在用户周围,夏天可以给建筑物供冷,冬天可以给建筑物供热,特别适合能源互联网的应用。生物质能的利用技术很多,主要包括气化、液化、热解、固化和直接燃烧。在能源互联网的应用下,主要应用包括生物质气化,转化为合成气体发电,或生物质发酵转化为沼气,通过锅炉燃烧产生蒸汽和电力。分布式能源通常位于用户所在地,结合区域电力系统的发电设施,包括可再生能源系统、热电联产系统、工业能源回收系统,具有需求侧管理功能。

分布式能源已成功实现商业利用,是综合效率最高的利用方式,能源效率达到80%以上,输配电损失显着降低,有效降低电网崩溃的概率,提高供电可靠性。分布式能源技术主要包括微型气轮机、工业气轮机、热电联产系统、光伏、风力涡轮系统、燃料电池等。

其中燃料电池的发电效率可能达到80%,是未来最有发展价值的技术。这些技术将与智能控制和优化技术、综合系统优化技术等相结合,成为能源互联网的核心技术。储能系统是能源互联网中可再生能源大规模访问分布式发电系统不可或缺的组成部分。

随着储能技术的发展,必将推动可再生能源发电的普及应用,提高能源互联网的灵活性和稳定性,提高电力设备的运行效率,降低供电成本,有助于需求方的管理,消除峰谷差和光滑负荷。在推动可再生能源发电普及应用方面,储能系统能够平稳可再生能源发电功率输出波动,提升可调性,降低可再生能源发电对电力系统的冲击力,提升跟踪计划发力的能力。

可再生能源克服了发电的随机性和间歇性缺点,可以大大提高可再生能源设备的使用率。目前的储藏技术主要分为机械储藏、电化学储藏、储藏热、化学储藏(氢储藏)等几类。

在众多储能技术中,电化学储能技术进步最快,在电力系统中的应用迅速增长。电化学储藏具有使用方便、环境污染少、不受地区限制、能源转换不受卡诺循环限制、转换效率高、能源和电力高等优点。

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以锂离子电池、钠硫电池、液流电池为主导的电气化学储藏技术在安全性、能源转换效率和经济性等方面取得了重大突破,具有产业化的应用前景。能源互联网四大发展趋势目前,我国能源互联网发展处于初级阶段,分布式能源、微网、储能、智能电网、电动汽车等产业兴起,处于快速发展时期,面临着较大的技术、经济障碍。能源互联网未来的发展趋势主要有以下特点。天然气分布式能源发展迅速。

分布式能源供应是能源互联网的主要特征。目前最广泛应用的分布式能源供应方式为天然气分布式。分布式能源是目前综合能源利用效率最高的能源转换方式,能源效率可达90%以上,输配电损耗低,供电可靠性高。

天然气分布式在我国始于1998年。随着我国天然气分布式能源相关鼓励政策的出台,内燃机、余热锅炉、溴化锂制冷机等设备技术的提高,以及电网接入技术的成熟,天然气分布式能源的发展逐渐加快。2015年天然气分布式能源在我国开始加速发展,共建成127个项目,安装1405.5兆瓦。到2020年,中国规模以上的城市将使用分布式能源系统,安装容量将达到4000~5000万千瓦。

我国天然气分布式能源发展有进一步加速的趋势。到2020年,中国煤气轮机实现自主开发和应用,系统集成能力也大幅提高。

由于天然气分布式峰值调节能力强,运行稳定,与太阳能光、太阳能光热、地源热泵等相辅相成的分布式能源系统发展很大。光伏发电迅速渗透到分布能源中。

太阳能发电是能源互联网应用的最佳可再生能源。目前,太阳能发电应用主要以光伏发电为主,已广泛应用于屋面、建筑外墙、农业隧道等分布式能源项目。太阳能发电目前主要存在的问题是发电波动性大,成本高。

随着贮藏技术和材料制造技术水平的迅速提高,这两个问题将迅速解决。太阳能发电技术进步迅速,成本下降迅速。根据这一发展趋势,2020年,资源良好地区的光伏发电可以廉价上网。中国从2010年开始加大可再生能源投资和补贴,大力政策支持使中国成为太阳能发电增长最快的国家。

2015年,中国成为安装容量世界第一的国家。在最新的十三五能源计划中,分布式光伏已成为国家未来几年支持的重点。结合天然气分布能源的发展,两者优势的结合形成了中国分布能源的新特征。能源大数据的应用兴起。

2017年3月5日,在政府工作报告中,李克强总理表示,推进互联网深入发展,促进数字经济加快增长,使企业广泛受益,大众普遍受益。这是数字经济首次公开写入政府工作报告,是中国将数字经济作为当前和未来发展战略的重要表现。能源互联网是数字经济发展的重要方向之一。

能源互联网的各个节点总是产生大量的数据。这些大数据通过数据整合、数据挖掘和业务应用为人们带来巨大的价值,能源互联网的大数据成为重要资产。

我国能源互联网大数据应用已经规模化,一些电网企业、电气制造商、软件商纷纷基于大数据智能应用开发产品和服务。未来,随着数字经济的发展,能源互联网的大数据应用逐渐丰富,给能源供应商/贸易商、设施运营商、用户等带来巨大的商业价值。纯电动汽车迅速融入能源互联网。

全球汽车行业的发展方向已经开始转向电动汽车。我国新能源汽车产业也进入快速发展阶段,已经成为全球最大的新能源汽车市场。中国汽车工业协会数据显示,2015年我国市场新能源汽车销量达到33万辆,2016年超过50万辆。随着电动汽车技术的不断发展,尤其是锂离子电池的成本降低,石墨烯电池将大大缩短充电时间,提高电动汽车行驶半径,解决制约行业发展最大的瓶颈。

同时,充电桩、充电站的建设将在未来几年遍布城市和社区。能源互联网的开放性支持电动汽车立即拔出,电动汽车作为储藏装置支持能源互联网提高可再生能源渗透率。电动汽车的普及应用意味着纯电动汽车融入能源互联网。

减轻对化石能源的依赖,由于能源互联网的发展,人们减轻了对化石能源的依赖。另一方面,能源互联网的发展利用了可再生能源。

同时,能源互联网带来更高的电气化,汽车、暖气等需求依赖电力。特别是在汽车领域,2017年上海车展表明未来汽车将向电动化、智能化的方向发展。传统的交通燃油市场必然会受到很大的影响。

另一方面,传统的集中能源利用能源模式,消耗大量能源用于一次能源的运输。在能源互联网系统下,能源当场利用减少了化石能源的消耗。能源互联网的技术进步离不开新材料的支持。

未来第三代光伏技术、风力发电技术、石墨烯相关储能技术、电动汽车制造材料等的发展都是具有潜力的石化材料新兴市场。


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