能源转型中的储能发展问题

”现在规划目标，到2020年筹建6000万千瓦抽水蓄能，到2030年1.5亿千瓦，到2050年抽水蓄能电站3亿千瓦。抽水蓄能电站应该占总的发电装机容量10%左右。“

——中国工程院院士顾国彪

8月7日由华北电力大学、中国可再生能源学会主办的“第一届中国储能学术论坛暨风光储创新技术大会”在北京召开，会议为大力推广风能、太阳能、储能创新技术，推动风光互补、太阳能+储能、风光储技术以及智能微电网、能源互联网技术在综合能源服务领域的应用；搭建风能、太阳能与储能产业科学技术、创新应用的交流与合作平台，推进风电、太阳能发电无补贴平价上网项目技术发展，推动储能技术进步和创新。

主旨发言环节，中国工程院院士顾国彪作“能源转型中的储能发展问题”报告。

中国工程院院士顾国彪

今天非常高兴，杨校长、李宝山理事长都是行业里面非常重要的人物，我今天非常高兴给大家谈一谈，但是我这个只是跟大家探讨一下，可再生能源、新能源的想法，给大家做个交流。时间关系我简略过一下，有些重点问题可以底下来交流。

因为现在都讲能源革命、能源转型的问题，化石能源、可再生能源，我这个PPT是早期的，对可再生能源的发展提出一些看法。

现在我们提出创新驱动的战略，建设创新型的国家，是我们国家大的战略。这里面有一些经济学家的论证，我们国家的廉价劳动力和资源消耗的阶段，这个阶段已经过去。

2010年的时候低碳能源排放的问题，2010年达到9.5—10%新能源，2020年实现20%新能源，我自己科学研究的经历是60多年，到现在为止62年，水电现在慢慢走向抽水蓄能，储能也是有各种各样的方案，今天下午大家会讨论，我只是简单的谈谈我的想法。

首先大家知道，奥巴马上台提出智能电网，我当时就和美国的能源办主任交流，开会的时候我跟他不客气的提出，这些工作我们早就做了，不要来忽悠我们。大家知道，我们国家经济发展转换方式，后来提出分布式能源方案。发展智能电网的关键问题，我不是专家，不细谈了。

控制设备，界面与决策，怎么样来实现电网的运行与调度，优化我们的能源分布。

智能电网的基础设施，无论电网的结构也好、发电技术，我提出来先进的储能技术，包括现在电动汽车的问题。为了应对三峡电站的争论，大家知道三峡电站争论了好几次，上上下下好几次，一方面坚持自己的方向，风电、太阳能、光伏、生物质发电、海洋能发电。

可再生能源发展中最大的问题，是间歇性、波动性问题，对大气的气象怎么预测，预测完以后对十个小时左右进行预测，向电网是一个小时之内报告风电的情况，用调度来处理如何把风电纳入到我们电网里，这是一个间歇性的问题。但是我们国家最大的特点，风电、太阳能负荷中心距离太远，可再生能源集中的地方电网薄弱，上次我记得在电力系统讨论的时候，我说这样的情况在西北酒泉地区建这么大的风电站迟早会出问题，我这个话刚刚说完，突然打电话过来，那边几百台风机跳闸了，一个小小的故障差一点引起电网的问题。我们的特点，可再生能源集中地区的电网薄弱。现在讲远距离输电，80万伏的线路建起来以后，我们大家想一想，从那边输到这边，从酒泉地区输到长沙地区，就从消耗风电输电的情况要提高稳定性。

这个是我们当时在讨论风电发展的时候提出了很多目标，现在看来，到2020年达到1亿千瓦的目标基本实现了，这是没问题，目标已经实现了。现在问题是，怎么样把我们的智能电网建设能够使得我们新能源稳定，刚才介绍了，我们风能利用率很低，从装机容量来讲已经占的比重很高了，已经占了整个装机容量百分之多少，装机容量核发电量反映了一个问题，我们如何对应关于风电的问题。

现在我们对海上风电比较关注，大家知道海上风电有好几个，潮间带和潮下带风电场，是潮位以下5米海域。还有近海风电场、深海风电场等。

风力发电面临的问题，我后来做风电的问题，因为水电三峡机组要放一放，放到多少年以后，各种各样的风力发电机，多种机型协同发展的问题，各有特点，尤其是从德国、荷兰引进的机型，同时如何和海上风电结合起来。还有海流发电，水的速度在0.1—0.5的速度情况下就可以发电。还有长江支流发电问题，当时我讲一定要和海上发电结合起来，关键是储能技术怎么样配套。

说道风力发电的问题，主要是感应机最间，最早的感应机调制性感应机，当年我们做小容量的，为了解决海岛发电问题，海岛至今靠柴油机，柴油供不上来以后没电，现在能不能发展大容量也是我们需要讨论的。后来双馈电机，海上风电究竟有什么样的机型我们也谈论了，直驱、半直驱，不管哪一种都要合理的储能技术，这是风力电机特性与电网的关系要研究透。

我希望能够对海上风力发电机进行探讨，各种各样的机型如何联合运行，储能系统配置，配合大电网调度，我们超级计算及解决调度的问题。

现在电动汽车也发展的个，既要检讨自己，因为我90年去美国开会，他们宣传美国的电动汽车要在95年之前要把美国的一半改为电动汽车，现在看没有实现，我们上了这个当，我回来以后给中央领导写了“大力发展电动汽车”，因为那个年代电池的发展非常理想，以为这个东西很快就可以应用，实际上电池的能量、效率、安全性的问题，现在最大的就是安全性问题，2008年以来，磷酸铁锂电池已经被世界上认为是新能源汽车首选的动力来源。燃料电池如何发展，要提醒大家，10年之前当时美国的公司向我们宣传燃料电池，那时候我们要召开2008年奥运会，利用奥运会推进燃料电池发展，后来我跟他讲，我说我们有化学研究室，燃料电池应用在电动汽车有很多问题，现在的电池成本我们用不起，我说我的学生在德国宝马，他跟我讲德国人是亿万富豪才用得起，我说我们用不起，燃料电池我们要改变，用什么东西来替代，这样才可以发展。另外，燃料电池还有制氢的问题，氢的储存，为了这个事我也给中央领导写过报告，氢的储存、运输各方面都还要进一步发展，氢能的利用肯定是很好的事情，但是如何利用的问题是一个大问题，当前磷酸铁锂使用比较多，但是也有问题。现在关键是安全问题，我在家里头试验过，把电池拆开做试验，差点着火把我家烧了。我有学生在美国特斯拉做电动汽车，很多芯片控制，万一中间某一个地方失控，只要有一个地方失控，他用几千个电池，电池在美国市场最好的，几千个电池串并联起来，但是管理系统万一出一点问题，特斯拉去年烧掉了二三十辆，所以这个东西不要盲目的跟踪，但是我们要解决我们关键的问题，我现在正在解决电池的安全问题，我现在做的工作已经从电机、电池走到了电化学和如何解决电池设备的冷却问题，上它能够在恒温情况下，包括三峡发电机，做到了基本上是在60度左右运行，一定要有防火、灭火、绝缘，现在我的几个学生正在做，如何解决磷酸铁锂电池的安全问题，这里面有很多工作可以做。

锂电池的问题，强充强放寿命短，半充半放容量小，锂的活性问题，我在家里试验电动自行车，操作的时候开关失误，本来要断开，结果没有想到放在一起中间没有加电感，着火了，差点把我家里烧了。所以超级电容现在如何和电池之间配合起来，又要有很多安全的问题。

能源研究所，说现在我们的新能源汽车没有一个是真正的新能源，因为用的是我们的火电，如何成为低碳能源，我一直给发改委的领导提出，我说新能源汽车这个概念通俗讲应该叫电动汽车，这个问题我们要寻找一个新的技术路线才能生产出低碳汽车，我现在正在支持一个企业家用甲醇，甲醇原来一个老的机械故障，甲醇有什么缺点，低温启动问题、动力问题，现在我们正在做利用甲醇、利用汽车的尾气产生少量的氢气，叫纯氢汽车，现在试验进入试运行，在东北做的很好，如何产业化。

电动汽车宝马公司的，城里是电动的，郊区是混合型的。串联混合型，电动汽车用少量的电池，然后用甲醇制氢，推动发电。

还有现在我们充电站的问题，我本来建议能不能利用风电来给电池充电。

储能技术，容量最大的是抽水蓄能，现在包括压缩空气，因为他的优势当然都有，我现在推动的是做抽水蓄能。

大家知道，储能的毛病大家都知道，什么电池好，铅酸电池、锂电池、液流电池、超导、压缩空气储能、飞轮储能？现在因为有了碳纤维以后，磁浮做得很好，现在在北京的地铁应用了飞轮储能。最大的储能还是抽水蓄能，大家知道我们北京也有储能电站。他的问题在什么地方？抽水蓄能主要的特征，它的变化比较低，一天要变化多少次，一会儿是电动汽，一会儿是发电机，来回变化很多，发电机的线圈很容易损害，损害的原因，我们做了一定的技术解决这个问题，把温度始终保持在6度左右，而且是无功德循环的体系，我现在正在推动难忘的85V抽水蓄能的发展，这个是我看了是最大的一个亮点。

现在规划目标，2020年筹建6000万千瓦，到2030年1.5亿千瓦，到2050年抽水蓄能电站3亿千瓦。抽水蓄能电站应该占总的发电装机容量10%左右。

抽水蓄能电站占总装机容量比例，2020年统计，奥地利20.14，日本10.7，瑞士1.02，西班牙2.92，意大利9.52，德国5.14，法国7.35，美国2.44，中国1.6。为了这个事情德国希望找我去，希望和我们合作蒸发冷却技术，我给他们讲了半天都不懂得，虽然请了工作人员讲，但是他们不理解，让我们考察阿尔卑斯山抽水蓄能电站和电网的情况，当时我们讨论，讨论完以后几位专家到阿尔卑斯山去调查这些情况，这是9年之前的事，当时没有推动，现在开始大家理解了。

这是那个水库，我带了我们的学生，带了我们现在德里所长去看，就这么一个水库。3100米的高度，十几个电站，就这么一个小的水库，利用它的高差，德国人在那边做的实验。风电、太阳能，后面是抽水蓄能，晚上我们储能，白天发电，风电、太阳能百分之百的利用，当然这里有一个条件，要有山有水。

电力系统的储能问题有一个想法，不同的储能装置应该有合理的配置，当地如果有风、有太阳能怎么来配置，这是研究的课题。充电站应该怎么样分布，包括电动汽车，电动汽车将来会遇到很大的困境，一旦我们国家的补贴取消以后，电动汽车恐怕有很多会跨掉，如何解决我们清洁能源的问题，因为我做了很长时间的风电，风电企业日子一直不好过，什么原因？开始不好，后来发现问题。希望我们在智能电网中间把各种各样的，我们现在也在走分布式能源系统，分布式能源系统怎么样来利用当地的新能，结合合理的储能系统，我现在也在提出新型城镇化的能源系统，将来大城市北上广发展的问题，大家可能知道四环是一条界限，四环之内叫中央，四环之外是北京市，交通、环境污染问题。有领导找我，他希望我们建立一个50万千瓦的，方案讨论好，什么准备都做了以后，特种重地，不能干了。最近他们又来找我，小电站的改造，都是好事。我自己感到，无论是什么政治情况的变化，储能技术发展的问题，风光新能源如何利用？智能微网的发展，联盟共创共盈。负荷变化以后，发电机锭子和线圈脱离的问题，电化大的发电机，我们家做了40万的发电机，做的非常好，周边其他几个都是空的，我们一个发电机月25年了，现在利用它来调频，我现在正在推动发电机抽水蓄能，我希望建成一个共创共盈的联盟。为什么原因？给大家讲个笑话，跟宝山领导汇报一下。我做的几个发电机，受寿命长了，长了以后制造厂搞空冷的一些同志跟我说，顾老师，你这个不要发展的太多了，电站的效率应该反馈到制造厂，否则制造厂还会用老的技术，希望3年换一个险圈，5年、15天以后，60年走的更快。

组委会让我讲共创共盈的问题，也不太好讲，涉及到体制问题、机制问题，我给中电投的领导，作为投资公司把我们电站的效率和我们制造厂的利益捆绑起来，这样我们搞科研工作才有希望。同时我说，包括三峡电站做完以后我们已经运行了，到2018年，那个几乎是退出了这个舞台，两台机组每天净增多少亿，这个事情是一个大问题。包括能源发展，我们现在推进智能微网的发展，其中有储能技术，什么环境下用什么样的技术，如果这里用抽水蓄能或者电池，如果当地电动汽车好我可以用利用的系统，为了解决这些问题，我们现在正在解决云计算的问题，风冷以后整个系统效率可以节约30%的能量，超级计算机。我们这个事情做完了以后，我们没有得到利益，我们个亏在哪儿，包括给三峡电站，亏损了，没有钱，领导也不给，三峡电站也不理解，等到我们做完了运行了几年以后，院长发了善心给了我们奖励。所以我这个队伍很难维持下来，所以没有办法，现在说电池的问题，什么原因，我一直想智能电网、新能源、电动汽车、储能融合在一起，把我们的体系建立一定的关系，只有这样才可以把我们超级计算及和云计算推广。

这里头最大的问题，政策的导向，今天有领导在，希望建立风光储产业链，否则我们搞科研的人非常艰难，我们拿不到经费，我干什么，我一会儿干水电、一会儿干风电、一会儿干计算机，现在干什么？设备，没办法，为了维持这个队伍生存下去，所以希望产学研用包括金融实质性的结合。

第二个，人才、成果评价及奖励机制，有很大问题，我经常说很难听的话，SCI+EI=傻瓜，我为什么讲这个话呢？我现在做的研究工作，就是从中，哪个地方破了哪个地方补一补，边缘的擦边球的技术，我的队伍跑了好几次，我的队伍跑了三次，我给胡锦涛总书记讲，胡锦涛总书记为了推动资本创新，那时候加强，他们就是当年工作的时候团队在一起。最近又碰到了问题，三峡现在做完以后又要上，没有经费，包括现在强调的问题，实际上我说真正有用的好的技术不能放掉，核心的关键技术不能放掉，特别像我们现在做的冷却技术，我们讲冷却介质是什么、什么条件怎么用，不能写论文，写了论文我们几十年，差不多六十年研究的结果就出去了，对人才、成果评价级奖励机制。

今天就讲这些，谢谢大家！