五千年(敝帚自珍)

主题:开个脑洞,关于燃料电池和混动 -- 唐门凤去

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              • 家园 看问题要系统,不能只看局部

                能源体系是包含源网储荷4个环节在内的复杂系统,以前也叫产供储销。

                对能源体系的要求包括经济性、稳定性、清洁性,这3个指标是一个不可能三角。

                光伏风电等新能源的不稳定性是先天带来的,近些年国内实践表明,为了提高清洁性,必然牺牲稳定性,如2021年底的辽宁电网限电,2020年底的南方限电。

                以国内能源消耗体量,能够提供经济、稳定、可靠调峰能力的,只有煤电。这也是去年以来国内煤电项目获批增长的主要原因。也是国内电价变为双部制,新增了容量电价这一机制的背景。

                将来,如果仍然以光伏风电作为清洁能源主力,并不断提高,我们为了维持能源体系的稳定,我们的能源成本注定提高。

                清洁能源,注定是昂贵的能源。

                • 家园 清洁能源的关键是储能

                  储能又有两个问题,一个问题是储能放在哪里?

                  电力系统=发电端+电网+用户端。要确保电网的稳定,就要求发电端提供稳定的电源,对于时有时无的清洁能源来说,要提供稳定的电源,就必须上储能,所以储能放在发电端似乎是很自然的事情,所以才有清洁能源项目如果不配套储能项目,就不能立项的说法。

                  但是,其实储能也可以放在用户端。早先的美国以及现在国内一些地方已经这么做了。

                  这时有些用户,比如有一个大商场,它有很多空地,就建几千瓦时的储能电站,在提高电价的时候我不用你的,我用我的储能电站,坚持过这24小时、8小时。它有回报、便宜、商业化。还有一些分布式的屋顶光伏,配上储能以后成为自己的一个相对稳定的供电系统。所以,在需求侧的应用,要远远好于在网侧和源侧。

                  引文摘自刘吉臻院士的论坛演讲。刘院士今年2月份,在中共中央政治局第十二次集体学习会上讲过课。

                  刘院士讲的需求侧,就是用户端,讲的网侧和源侧,就是指发电端。讲的这一套供电系统,就是微电网。

                  所以,在这一次学习会上,

                  习近平指出,要适应能源转型需要,进一步建设好新能源基础设施网络,推进电网基础设施智能化改造和智能微电网智能微电网建设,提高电网对清洁能源的接纳、配置和调控能力。

                  所以,未来储能放在用户端,将是很大一块。

                  另一个问题是,用什么储能?在这个问题,感觉刘院士倾向于电化学储能。

                  在电化学储能中除了锂离子电池、液流等等,放在车上的电池要求体积小、能量密度高,要是放在沙戈荒里的储能箱子,要求价格合理、安全可靠、不要着火,你体积大就大,这有的是空间,所以这是技术路线的选择。

                  从最近的储能系统招标情况看,

                  最终,中车株洲所、海博思创、远景能源、平高储能、海辰储能5家企业入围中标候选人,入围单价在0.500元-0.511元/Wh。其中,最高报价企业海辰储能为0.511元/Wh,最低报价企业平高储能为0.500元/Wh。

                  我如果没理解错的话,储能电池系统造价为500元一度电,如果充放电5000次的话,摊销下来,一度电成本为一毛钱,加上光伏板发电成本2毛钱,再加上电网及控制等杂七杂八等,一套微电网供电系统用电成本控制在1块以内应该没问题,这比最高时的峰谷电价肯定便宜。

                  所以,“清洁能源,注定是昂贵的能源。”的结论,已经过时了,主要原因是中国的新能源发展太快,前面说的储能电池报价仅为两年前的十分之一,令人震惊。

                  • 家园 过于乐观了

                    电力安全就是能源安全,事关重大,直接影响社会稳定和国家安全。

                    2023年,全国全社会用电量9.22万亿千瓦时,以新能源受天气影响的程度,调峰富裕量至少应保持10%左右,按全年算,差不多1万亿千瓦时的储备。这么大的储备量,全寄希望于新能源,是不现实的。

                    实现这么大的储备量,其投资和成本是天量的,也必然导致下游用电成本上升,事实上,双部制电价已经开始,电价的上涨不可避免。随着清洁能源的加速渗透,我们将会看到能源成本的不断上升,不可避免。

                • 家园 兄台是误解了发改委的原意

                  风光电的成本低是毫无疑问的,不稳定也是毫无疑问的,解决这个问题分短期、中期和长期。

                  短期来说,兴建化学储能,中期来说是抽水储能、火电改造(扩大动态范围),长期来说是核电、抽水储能,化学储能多渠道总和。

                  国家为了照顾煤矿的长期生存,早就制定了战略,兴建一批大动态范围的火电,15~100%,普通火电是50~100%,这些新火电平时最低功率发电,用电高峰的时候满功率发电,高峰价格高,火电收益也不低,可以长期用中国自己的煤矿。现有火力发电站,能改造的也在改造,国家出钱。

                  5分钱一度的太阳能,1毛一度电的坑口电站电,2毛钱一度电的水电,4毛钱一度电的核电,0.6一度电的峰值电,共同构成了中国的能源未来。等化学储能成本到了0.1元一度电,全国每个农民家庭都有100度电电池,每天储能放电20度,赚个15块钱,一个月就有450元睡后收入,哪有什么电网稳定问题。

                  通宝推:和平共处,
                  • 家园 你对能源体系的了解没有入门,对能源安全的重要性认识不足

                    能源体系的复杂程度远非单一生产端的技术所能影响,关系到煤电油气运各个不同能源供需网络。

                    通过实际运行,特别是20年底南方限电,21年底辽宁限电的教训,告诉我们当前新能源技术无法满足我们巨大能源消耗的体量,仍必须依赖煤电托底。殷鉴不远。

                    仔细看国家能源局近两年来的能源工作要点,就会看到对新能源的表述中,已经去掉了主体的描述。同时能源安全与低碳政策作为同样重要的原则,是当前能源工作的基本内容。

                    专注于某些局部技术改进,忽视能源体系的复杂性,略过能源安全,属于盲目乐观。

                  • 家园 我知道的电价

                    上次去某煤矿获知每吨成本480元。假设超超临界机组每度电用280克。那么480元的煤对应了3571度电,每度电里的煤炭成本1毛三。不知道电厂维护成本、电网维护成本、传输损耗折算成本是如何。

                    最后一段,每个家庭为基本单位的微型储电站,共同维护电网的健康和高效,这个还是相当挑战想象力的

                    • 家园 这个怎么理解呢

                      如果不涉及自己光伏反馈(输入)到电网,自己的微电网只在用电低谷时间段从主电网取电储能。有能力自建光伏板的也只自给。对主电网没什么不可想象的吧。主要是储能这块要易用性,可维护性,价格,寿命这些的挑战

                      每个家庭为基本单位的微型储电站,共同维护电网的健康和高效,这个还是相当挑战想象力的

                  • 家园 如此大规模的储能锂矿的产能不够

                    如果真是要全国发电量一半靠太阳能,锂矿的储量完全不够。 只能期待纳电池或者其他的储能方式。

                    灵活火电可能是一个解决方案,或者还有更灵活的汽轮机发电之类的。

                    太阳能制氢气-然后用西部的煤炭合成甲醇、长期储存可能是更合理的, 甲醇可以长期储存和管道运输,也适合用汽轮机发电快速响应电网波动。

                    • 家园 锂在地壳不算稀缺资源

                      锂矿绰绰有余,只要社会需要有提炼低品位锂矿的技术马上就会成熟。

                      加上锂很容易回收,锂不会缺。

                      500亿度电的储能用的锂根本不值一提。更何况钠离子电池为代表的其他电池多的是,根本不可能引起锂资源短缺。

                      但是日本人在号召用稀缺得多点铂来做氢燃料电池,大家很少人警惕。

                      我看好氢作为化学合成的中间产物,不看好直接燃烧或者进燃料电池。

                      • 家园 氢气我一直都不看好

                        氢气的性质注定其使用代价大风险高。但是我一直不明白为什么有股力量一直在力推氢能。不是不知道有力量做一直做,当时氢能和纯电毕竟是争了很长时间的,而是惊讶于其诈尸还魂式的复新回到普通人的视野,重新引发氢电之争。

                        @北纬42度 河友的氢气是副产品说稀氢气钢厂运输说,不是没道理,而是道理不足以如此大动作。氢气变成有机物再燃烧,同样的环保。

                        • 家园 太阳能产氢是成熟技术
                        • 家园 【原创】作为一个开了7年的电动车主

                          我坚决拥护电车。但是电车也有很多不足。如果作为城市用车使用,那是没有问题。出了200公里范围圈,问题很多。

                          • 家园 不是距离问题,只要不去偏远大西北

                            纯电现在根本没有问题

                            感觉有问题的,都是思想问题

                          • 家园 这么快就7年了呀

                            我一直鼓吹纯电动汽车300续航实际不低于200,基本能满足城市通勤需求。然后我看到钱学森先生给邹家骅的信,也是说中山的电池可以继航300公里,具有实用性。

                            事实上的确如此。

                            车是工具,要啥买啥。很多人的里程焦虑其实并不合理。

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