問:風(fēng)電不穩(wěn)定對電網(wǎng)沖擊大的情況有無改變?
康鵬舉:風(fēng)能是間歇式的,用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),能將所有風(fēng)機(jī)、風(fēng)場以及傳統(tǒng)的水電和火電聯(lián)網(wǎng),可以統(tǒng)一調(diào)度,減少間歇式能源對電網(wǎng)的沖擊。比如這個(gè)風(fēng)場的風(fēng)不足了,可以通知另一個(gè)風(fēng)場或其他電廠增發(fā)進(jìn)行補(bǔ)償。也可以外加裝儲能裝置,使風(fēng)電輸出平滑化,甚至在電力潮流擁堵時(shí)儲存電力,時(shí)機(jī)合適時(shí)再釋放。還可以同時(shí)加入控制,在風(fēng)場接入點(diǎn)進(jìn)行有功、無功補(bǔ)償,提供輔助服務(wù),幫助穩(wěn)定系統(tǒng)頻率和電壓。從電力系統(tǒng)來看,區(qū)域風(fēng)場發(fā)電是恒定的,和傳統(tǒng)電廠一樣受控。 廣域上多種發(fā)電是可以協(xié)調(diào)的,乃至自洽和自組織的。這不是簡單地將傳統(tǒng)電力控制用于風(fēng)電,而是通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和大數(shù)據(jù)分析,跨領(lǐng)域重新整合信息技術(shù)、發(fā)電控制技術(shù)、電力調(diào)度技術(shù)、空氣動(dòng)力技術(shù)、電力電子技術(shù)、儲能技術(shù)等形成的解決方案。簡單來說就是風(fēng)機(jī)風(fēng)場設(shè)備智能化,區(qū)域可調(diào)度化,廣域協(xié)調(diào)自主化,服務(wù)靈活化,最終達(dá)到用戶效益最大化。短期內(nèi),中國更多關(guān)注如何通過堅(jiān)強(qiáng)的高電壓電力走廊把電送出來,而從長期來看,完全可以從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)方向獲得更大的提升空間和新的增長點(diǎn)。這不是概念炒作,GE已經(jīng)把它做成實(shí)例,GE和意大利E.ON公司的合作使得GE風(fēng)機(jī)年發(fā)電量增長了4%。
問:儲能技術(shù)現(xiàn)在能滿足要求嗎?
康鵬舉:儲能技術(shù)發(fā)展到今天為我們提供了多種選擇,但各有利弊。抽水儲能是目前唯一一種實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的大容量儲能技術(shù),不僅在美歐日,而且在我國也獲得較大規(guī)模應(yīng)用,如上海附近的天荒坪抽水蓄能電站,但是,由于建設(shè)抽水儲能電站需要特殊的地理?xiàng)l件,同時(shí),效率僅有70%左右,建設(shè)周期長達(dá)8-10年等因素,它的發(fā)展也受到了一定制約。壓縮空氣儲能電站建設(shè)投資和發(fā)電成本均低于抽水儲能電站,其儲氣庫漏氣開裂可能性極小,安全系數(shù)高,壽命長,可以冷啟動(dòng)、黑啟動(dòng),響應(yīng)速度快,目前美歐日都有小規(guī)模應(yīng)用。不過,建設(shè)壓縮空氣發(fā)電廠并非易事。建設(shè)的首要任務(wù)就是必須找到一個(gè)支持空氣壓縮存儲的地質(zhì)空間,但這需要占用大面積土地,因此,選址成為制約其發(fā)展的決定性因素之一。此外其能量密度低,并受巖層等地形條件的限制也影響了這種技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。中國可再生能源主要分布在西北等地,其地理?xiàng)l件和地質(zhì)構(gòu)造并不太適合大規(guī)模發(fā)展以上兩種儲能系統(tǒng)。電池儲能和蓄熱儲能目前在美歐日包括國內(nèi)也有小規(guī)模應(yīng)用和試運(yùn)行,但成本依舊較高,儲能能力也比較有限,商業(yè)上還沒有找到比較成熟的方案/模式。為了解決這些問題,包括GE在內(nèi)的許多公司也在不斷地研發(fā)新型電池和儲能方式,例如GE正在探索在風(fēng)機(jī)中安裝采用新型電池的小型儲能系統(tǒng)用以增強(qiáng)風(fēng)電并網(wǎng)能力。另一種思路是發(fā)展分布式發(fā)電結(jié)合小/微型儲能系統(tǒng)。好比大家都走高速公路,肯定要擁擠。要想辦法讓大家不要出門就把問題解決,所以要把電站建在用戶終端,不再遠(yuǎn)距離輸送。分布式發(fā)電主要是樓頂鋪設(shè)光伏,另外用燃?xì)?,在有天然氣管道的小區(qū)裝一兆瓦到五兆瓦這種級別機(jī)組,一個(gè)小區(qū)就夠了。再結(jié)合較小的儲能系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的最優(yōu)能源管理,獲得最低的使用成本。這就是分布式電網(wǎng),還能同時(shí)熱電聯(lián)產(chǎn),既發(fā)電又供熱或制冷。
2020年動(dòng)力電池或取代鋰電池
問:新能源汽車使用的動(dòng)力電池的技術(shù)進(jìn)展如何?中國積累較多的磷酸鐵鋰技術(shù)的前景怎樣?
康鵬舉:目前每個(gè)主要工業(yè)國家都在大力投入新型動(dòng)力電池的研發(fā),但這不僅需要新材料、新理論創(chuàng)新,而且在生產(chǎn)工藝上也要做出相應(yīng)改進(jìn)。很多產(chǎn)品都是材料沒有問題,技術(shù)也解決了,但是生產(chǎn)工藝很難實(shí)現(xiàn)或控制,因此必須要能大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)才能滿足需要。目前國產(chǎn)磷酸鐵鋰電池單體一致性還有待改善,這導(dǎo)致電池包的能量密度大大低于電池單體的能量密度,下一代動(dòng)力電池的生產(chǎn)工藝和成本必須克服這一局限才能更好地推動(dòng)新能源汽車的廣泛應(yīng)用。希望在2020年左右,下一代的動(dòng)力電池可能取代鋰電池,或者鋰電池更上一個(gè)臺階。就目前而言磷酸鐵鋰電池本體的安全性較好,但鈷酸鋰電池配合良好的電池管理系統(tǒng)也能在特斯拉電動(dòng)車上獲得不錯(cuò)的效果。三元鋰電池在安全性和能量密度方面也獲得了不錯(cuò)的平衡點(diǎn)。預(yù)計(jì)未來空氣鋰電池能達(dá)到近似化石能源的能量密度,具有很大的吸引力。
問:低油價(jià)對電動(dòng)汽車的負(fù)面影響有多大?
康鵬舉:今年來國際油價(jià)經(jīng)歷了不小的波動(dòng),不僅對世界上一些國家的政治經(jīng)濟(jì)造成了沖擊,同時(shí)也對汽車行業(yè)造成了影響。低油價(jià)會使得燃油車主獲得額外驚喜,但為了遏制高能耗消費(fèi),政府提高了燃油稅。在國內(nèi),影響人們購買新能源汽車的最大的因素并不是油價(jià),各級政府政策上的優(yōu)惠和汽車本身性能的影響更大。同時(shí)油價(jià)不會一直維持在低位,相信未來隨著油價(jià)的上升,新能源汽車在能源費(fèi)用上的優(yōu)勢也會越來越明顯。此外在初始購車成本相同的情況下,電動(dòng)汽車在養(yǎng)車、用車成本方面優(yōu)于普通燃油車。但充電設(shè)施的普及程度會影響用車的便利性。
將所有的機(jī)器和人互聯(lián)
問:關(guān)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有人認(rèn)為中國機(jī)會不多,你如何看?
康鵬舉:工業(yè)4.0主要針對制造企業(yè),其核心是工廠數(shù)字化、信息化、全方位自動(dòng)化以及智能機(jī)器人的應(yīng)用。大量使用智能傳感器,將車間每一個(gè)需要監(jiān)控的地方全部監(jiān)控起來。同時(shí)還要有高端的分析能力,將大量數(shù)據(jù)整合分析提取有用信息更好地控制生產(chǎn)環(huán)節(jié)和供應(yīng)鏈。以一個(gè)工廠為例,首先車間的所有機(jī)器設(shè)備要實(shí)現(xiàn)全方位的數(shù)字化,其次這些數(shù)字化的機(jī)器設(shè)備通過實(shí)時(shí)工控網(wǎng)互聯(lián)互通,最后在信息的層面上實(shí)現(xiàn)人和工廠的無縫交流。比如說制造一套零件之前,先是在虛擬的環(huán)境下設(shè)計(jì)并完成測試,無須制作實(shí)體樣機(jī),然后直接下載到數(shù)字化生產(chǎn)線開工制造。
GE提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”,跟德國的工業(yè)4.0不一樣,德國強(qiáng)調(diào)制造企業(yè)的信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化。GE提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)所有機(jī)器互聯(lián),而不僅僅是制造工廠的機(jī)器設(shè)備,最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器與機(jī)器的融合、人與機(jī)器的融合。預(yù)計(jì)在2025年左右大概有五百億臺的機(jī)器能夠聯(lián)網(wǎng),相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和效益相當(dāng)可觀。人與人聯(lián)網(wǎng)之后,對整個(gè)人類社會產(chǎn)生了巨大的沖擊:人類獲取信息的能力、互相合作的能力和生產(chǎn)力都獲得了極大的提升。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)是讓所有機(jī)器聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)。但連接起來的機(jī)器必須是智能機(jī)器才能充分發(fā)揮工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作用。GE講的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有三個(gè)層面:第一是智慧機(jī)器;第二是有統(tǒng)一、開放的網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺,將所有的智慧機(jī)器連接起來;第三,將聯(lián)網(wǎng)后產(chǎn)生的大量工業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為信息,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋使每一個(gè)機(jī)器的能力都發(fā)揮到極致,提升整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的效率。人聯(lián)網(wǎng)后能產(chǎn)生那么大的效益是因?yàn)槿酥阔@取什么信息,如何搜取信息,如何利用信息,如何合作。從長遠(yuǎn)看,要想機(jī)器聯(lián)網(wǎng)后達(dá)到人聯(lián)網(wǎng)類似的效應(yīng),機(jī)器得做到像人一樣智能。
問:這畢竟是未來的技術(shù),目前機(jī)器聯(lián)網(wǎng)能做什么?
康鵬舉:智能機(jī)器能夠進(jìn)行思考、預(yù)測,能夠針對環(huán)境變化作出相應(yīng)調(diào)整。以一個(gè)風(fēng)場為例,一臺風(fēng)機(jī)預(yù)測到來風(fēng)將要減小,它會告訴相鄰的風(fēng)機(jī),我這里風(fēng)小,風(fēng)大地方的風(fēng)機(jī)要多發(fā)一點(diǎn)電。其余的風(fēng)機(jī)就會相互協(xié)調(diào)自身的發(fā)電輸出,保證風(fēng)場發(fā)電量不變。使機(jī)器實(shí)現(xiàn)這種自協(xié)作能力,是人類長遠(yuǎn)的目標(biāo)。短期內(nèi)我們可以做這些:第一,讓機(jī)器有自我意識并能發(fā)揮其最大潛能。第二,機(jī)器能夠意識到自身或環(huán)境問題,并發(fā)送相關(guān)信息給相關(guān)人員。智慧機(jī)器還應(yīng)當(dāng)有這個(gè)能力:能向別的機(jī)器分享經(jīng)過處理的有用信息。而不僅僅是原始數(shù)據(jù)的分享。換言之,機(jī)器通信應(yīng)該言簡意賅。