全球应对气候变化行动的加速使得当前能源技术创新格局正在发生深度调整,本章将基于创新投入、创新产出、创新战略演进三个角度对全球能源技术创新的总体趋势进行分析。创新投入趋势:投入演化呈现四个阶段,投向更加倾斜可再生能源科技决定能源的未来,科技创造未来的能源。能源技术创新在全球能源革命中起决定性作用,是各国科技创新的重点关注方向,从近40年全球能源技术研究、开发与示范(RD&D)的投入演化历程上看,总体上可分为四个阶段:一是长期缩减阶段。IEA成员国的政府RD&D投入在1980-2000年间的投入持续减少,2000年时总投入为111亿美元,仅为1980年的47%。二是复苏阶段。进入21世纪后随着全球能源、环境问题的凸显,主要国家普遍增加了相关投入,IEA成员国的政府总投入预算在2001-2009年间迎来了快速增长,2009年时已大幅攀升至246亿美元。三是经济危机阶段。在全球经济危机的背景下,能源研发投入在政府支出中的优先级有所降低,以美国、日本、巴西为代表的主要投入大国纷纷削减了相关开支,使得2010-2016年间全球预算总额呈下降趋势。四是零碳目标阶段。2016年底《巴黎协定》正式实施,协议提出的在本世纪下半叶实现净零排放的长期目标使得发展低碳能源技术成为了世界各国的迫切需要,因此IEA成员国从2017年起普遍提高了能源技术的RD&D预算。图1 1980-2020年IEA成员国能源研究、开发与示范(RD&D)政府预算总额(单位:百万美元),资料来源:IEA全球能源技术的研发投入侧重也在发生着深刻变革,其中,更加关注清洁能源技术、清洁能源技术发展更加倾向可再生能源领域是两大突出趋势。一方面,IEA成员国化石燃料技术的RD&D占比在上世纪90年代之前呈上升趋势,随后开始降低,2020年时仅占7%,较1990年下降了13%,反映出全球能源研发体系中清洁能源技术的优先级得到提升。另一方面,清洁能源技术领域的研发趋势由极度聚焦核能向核能、可再生能源协调发展的方向进行转变,从数据上看,1974年时IEA国家核能RD&D占比高达75%,可再生能源RD&D的占比仅为3%,而到了2020年核能所占比重大幅减少至21%,可再生能源所占比重则提升至20%(含氢能)。图2 1974-2020年IEA成员国能源研究、开发与示范(RD&D)政府投向的演化趋势(单位:%),资料来源:IEA虽然能源技术的研发投入在近年来呈现出上升趋势,但能源创新在全球创新格局中的地位仍然不高,存在较大的提升空间。从世界主要国家的总体研发结构上看,能源技术研发投入占国家研发总投入的比重均较低,以2020年为例,美国为1.2%,中国为2.2%,法国为3.7%,德国为1.4%。风险投资的行业分布情况也同样印证了能源创新的受重视程度仍有待大幅提升,以中国与美国2020年的风险投资情况进行说明,可发现中美当年收到的能源行业风险投资分别为4.38亿美元、19.8亿美元,分别仅占两国当年收到风险投资总额的0.7%、1.6%,而同年IT行业的占比分别高达40%与41%。图3 2020年主要国家能源技术RD&D情况,数据来源:IEA、NSF、国家统计局、法国国家经济研究和统计局、德国联邦统计局图4 2020年中美收到的风险投资的行业分布(单位:百万美元),数据来源:NSF创新产出趋势:可再生能源创新产出快速增长,光伏是其主要来源能源技术创新投入的增长也使得新的能源科技成果不断涌现,正在并将持续改变世界能源格局。
行业主要上市公司:宁德时代(002074);派能科技(688063);国轩高科(002074);比亚迪(002594);亿纬锂能(300014);星云股份(300648);均胜电子(600699);科列技术(832432);国电南瑞(600406);华自科技(300490);金风科技(002202);阳光电源(300274);盛弘股份(300693);科华恒盛(002335);科士达(002518)、固德威(688390);阳光电源(300274);科陆电子(002121);南都电源(300068);德赛电池(000049);赣锋锂业(002460)等
本文核心数据:储能板块上市公司研发费用;储能相关论文发表数量
全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“energy storage”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
储能产业技术概况
1、储能的界定及分类
(1)储能的界定
从广义上讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。
从狭义上讲,储能特指针对电能的存储,即利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。
(2)储能的分类
根据不同储能技术储存介质的不同,储能主要分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能、电磁储能等。利用这些储能技术,电能以机械能、化学能、热能等形式存储下来,并适时反馈回电力网络。
2、技术全景图:五大细分技术路线
储能分为机械储能、电磁储能、电化学类储能、热储能以及化学储能五大类技术路线。
储能产业技术发展历程:始于20世纪60年代
从我国储能产业技术发展历程始于20世纪60年代,我国开始抽水蓄能电站研究,并建立第一座混合式抽水蓄能电站-岗南水电站;到20世纪90年代,抽水蓄能电站建设迎来高潮;至21世纪初期,国内开始其他储能技术的研究,包含压缩空气储能、电化学储能等,并于2010年之后加快了压缩空气、全钒液流电池等储能技术的落地,加快推动储能技术的多元化发展。
储能产业技术政策背景:政策加持技术水平提升
近些年来,我国提出了一系列储能产业技术发展相关政策,加速了储能产业链的发展,同时对储能关键技术做出了标准规范,使得储能技术水平稳步提升。
储能产业技术发展现状
1、储能产业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国储能产业技术相关国家重点研发计划项目共计27项,其中2021年就有22项。
注:2019年未公布储能产业技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股上市企业研发费用
储能行业经过多年发展,储能项目广泛应用,行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国储能板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,储能板块上市公司研发总费用约228.45亿元。
2、储能产业技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从储能相关论文发表数量来看,2010年至今我国储能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见储能科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有90294篇储能相关论文发表。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解储能技术领域内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词,其中,储能系统、储能电池等关键词涉及的专利数量较多,说明储能领域近期的研发和创新重点集中于储能系统、储能电池等领域。
(3)专利聚焦领域
从储能产业技术专利聚焦的领域看,目前储能产业技术专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于储能系统、储能电池等。
主要储能产业技术对比分析
从储能技术成熟度看,目前机械储能市场技术成熟度较高,电化学储能技术(储能电池中)锂离子电池、铅酸电池均步入成熟阶段;液流电池仍处在研发示范阶段;钠硫电池处于部署阶段之中。
其中,成熟度较高的主要储能技术优缺点及应用领域如下:
储能技术发展痛点及突破
1、储能技术发展痛点
(1)成本较高
成本问题是目前储能技术面临的挑战之一。以锂离子电池为例,尽管随着锂离子电池技术的快速提升和电池规模化生产能力的提高,锂离子电池的成本有所下降;但相比其他储能方式,锂离子电池的成本仍然处于较高水平。对比抽水蓄能和磷酸铁锂电池的全生命周期度电成本来看,锂离子电池的成本远远高于抽水蓄能,约为抽水蓄能度电成本的1.7倍。
(2)安全问题
安全问题是储能发展需要解决的重点。近年来,国内外多次发生储能电站安全事故,其中多数为锂电池储能。据不完全统计,2021年全球发生9起储能安全事故,其中“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故便是由于锂电池内部短路引起。
(3)地理环境限制
地理环境的限制也是储能技术发展的一大挑战,例如抽水储能和压缩空气储能。以抽水蓄能电站的建设为例,首先要充分考虑当地的地质条件和自然条件,例如多为砾岩、砂岩等地下岩石,而且为无地震、台风、洪水、干旱等隐患灾害。其次,抽水蓄能电站的建设对上、下水库的高度差和水平距离也有所要求。
2、储能技术发展突破
(1)液流电池有望解决安全问题
液流电池具有安全性高、寿命长、规模大等优势,有望解决锂离子电池的安全隐患问题。
(2)模块化储能技术突破地理限制
目前很多科研人员以及公司都在研究如何让储能技术突破地理上的限制,模块化部署是可以突破例如热岩储能技术、铁空气电池技术、液态空气储能技术等,都已实现了模块化部署,这种模块化的部署能为长时储能带来诸多好处。
储能技术发展方向及趋势:技术路线多元化
《“十四五”新型储能发展实施方案》指出要推动多元化技术开发,开展不同技术路线分类试点示范。其中,对锂离子电池要求往高安全、低成本、长寿命的方向发展,另外也提出重点发展液流电池、金属空气电池、热储能等长时储能技术。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文,欢迎阅读!
论新能源发电技术
摘要:本文从全球能源的现状,介绍了中国能源发电技术的应用情况,发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置,它能量转化效率高,几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。
关键词:新能源;风能;燃料电池;发电技术
中图分类号: F206 文献标识码: A
能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈,如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划:到2020 年,可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月,美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA),从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外,从环境的角度来看,为了保护人们赖以生存的地球,开发新能源也是必由之路。
一、我国能源和发电技术的现状
2011年,我国新能源发电继续保持快速发展态势,并网装机容量持续增长,发电量不断增加。截至2011年底,我国新能源安装容量达到7000万kW,居世界首位,并网新能源装机容量达到5409万kW,同比增长47.4%,约占全部发电装机容量的5.1%。其中,风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。
2011年,我国新能源发电量约为1016亿kW?h,同比增长29.9%,约占全部发电量的2.2%。其中,风电发电量约占新能源发电总量的72.0%;太阳能光伏发电约占0.9%;生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算,相当于节约3241万tce,减排二氧化碳9030万t。
电能是国民生活和生产的根基,无论是从能源角度,还是电力系统自身方面来看,研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。
二、风力发电技术
风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是目前新能源发展的重点方向。
1.发展现状
近年来,我国风力发电产业取得了长足发展,这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示,陆地上离地面10米高度处,我国风能资源理论储量约为43亿千瓦,技术可开发量约为3亿千瓦,离地面50米,估计可能增大一倍;近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦,50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说,到2006 年底,我国已建成约91个风电场,装机总容量达到约260万千瓦,比2005年新增装机134万千瓦,增长率为105%。根据国家中长期规划,2015年风能发电要达到1500万千瓦,2020年要达到3000万千瓦。但是,与风电发达国家相比,我国的发展规模还很小,发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面,风电机组的制造水平较低,风电机组性能测试设备和技术也相对落后,并缺少相应的认证机构;制度方面,风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距,缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。
2.对电力系统的影响
风力发电机是以风作为原动力,风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以,风电场的大规模接入将会带来波动功率,从而加重电网负担,影响电网供电质量和电网稳定性等。
(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟,这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响:风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动,由于发电机组转子惯性,调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化,造成功率不平衡,使发电机转速变化,系统频率也将改变。此外,风电还会对电压产生影响:并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动,而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz),因此又会造成电压闪变,最后会产生谐波电压和谐波电流。
(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网,风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后,发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功,导致电网电压恢复困难。
(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时,甚至数天、数月,这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期,风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大,大大增加了电网调频调峰负担。
三、太阳能光伏电池发电技术
1. 1 太阳能光伏电池
太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电,被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质,称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。
1839 年,法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池,当接收到太阳光照射时电压升高,他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下,其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化,因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年,奥尔在硅材料上发现了光伏效应,从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年,美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年,韦克尔发现砷化镓具有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站,是目前全国最大的薄膜光伏电站,年发电量2 300 万 kW·h。
太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。
在半导体中掺加杂质制成 PN 结,以形成在平衡状态时具有的内建电场,在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子,从而形成外部电压。在光照条件下,半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带,形成电子———空穴对,成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg,使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。
基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流,其光电转换率已达 24. 7%; 基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ~ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗,因此具有很好的发展前景。应该指出,光伏电池在光电转换过程中,光伏材料既不发生任何化学变化,也不产生任何机械磨损,因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年,我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW,从而超过美国成为全球第三大生产国,也是世界上发展最快的国家。
1. 2 太阳能光伏电站
太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件,再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列,并与储能、测量、控制装置相配套,构成太阳能光伏电站。
太阳能光伏电池具有很大的灵活性,不仅可以用其建设零星规格的电站,而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。
由于受昼夜日照变化及天气的影响,离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用,比如柴油发电机组以及蓄电池组,从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带,向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站,总投资 290 万元,1994 年 12 月正式投产发电。
离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。
电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电,并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压,由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电,经逆变器将直流电变换成三相交流电,再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时,为不造成蓄电池组的过渡放电,直流控制柜将自动切除其输出电路,使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源,必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电,或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电,为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。
当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时,还可与电网相联,即所谓的并网型光伏电站。这时,如果本地负荷不足,则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时,则由电网向用户提供电能。因此,并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置,减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济,提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性,是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。
四、结论与展望
本文从全球和我国的能源现状出发,分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题,进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池,还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上,新能源将取代化石燃料,扮演重要的角色。
参考文献:
[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.
[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.
[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.
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储能是能源转型的关键技术,北美、欧洲各国为了促进储能产业的可持续发展,制订并实施了许多鼓励性政策和补贴。中国储能领域的技术、市场、政策、立法、标准、监管等产业基本要素尚不成熟,如何促进国内储能产业可持续发展值得深入思考。在未来能源格局中,储能产品与服务将全面覆盖交通、建筑和工业三大用能领域,电化学储能技术将成为主流储能技术,综合能源服务与智慧能源技术将成为未来能源企业的基本配置,与储能相结合的电力将取代传统能源成为新时代最重要的国际贸易商品之一。目前,储能产业集中度不高,基础与核心技术研发投入不足,大型能源企业需要做好前瞻布局,把握产业全局、引领市场方向,注重储能技术储备,适时开发超大规模化学储能技术,承担起可再生能源时代能源安全保障任务。近十几年来,随着能源转型的持续推进,作为推动可再生能源从替代能源走向主体能源的关键,储能技术受到了业界的高度关注。2019年,全球储能增速放缓,呈理性回落态势,为储能未来发展留下了调整空间。储能产业在技术路线选择、商业应用与推广、产业格局等方面仍存在很多不确定性。
新能源是指传统能源之外的各种能源形式。我整理了浅谈新能源技术论文,欢迎阅读!
论新能源发电技术
摘要:本文从全球能源的现状,介绍了中国能源发电技术的应用情况,发现中国新能源发电对现代化建设具有重要战略意义。进一步介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统两种新能源发电技术。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是近期发展的重点。燃料电池是一种将化学能直接转换成电能的装置,它能量转化效率高,几乎不排放氮的氧化物和硫的氧化物。
关键词:新能源;风能;燃料电池;发电技术
中图分类号: F206 文献标识码: A
能源紧缺已成为制约各国经济发展的瓶颈,如何开发先进安全的新能源使用技术、如何提高能源利用率也随之成为世界各国关心的课题。欧盟就首先提出了20-20-20计划:到2020 年,可再生能源占欧盟总能源消耗的20%。2007年12月,美国前总统布什也签署了《能源独立和安全法案》(EISA),从而大力推动新能源的使用和节能计划。另外,从环境的角度来看,为了保护人们赖以生存的地球,开发新能源也是必由之路。
一、我国能源和发电技术的现状
2011年,我国新能源发电继续保持快速发展态势,并网装机容量持续增长,发电量不断增加。截至2011年底,我国新能源安装容量达到7000万kW,居世界首位,并网新能源装机容量达到5409万kW,同比增长47.4%,约占全部发电装机容量的5.1%。其中,风电并网容量约占并网新能源装机总量的85.5%;并网太阳能光伏装机容量约占并网新能源装机总量的4.4%;生物质及其他新能源发电装机容量约占并网新能源装机总量的10.1%。
2011年,我国新能源发电量约为1016亿kW?h,同比增长29.9%,约占全部发电量的2.2%。其中,风电发电量约占新能源发电总量的72.0%;太阳能光伏发电约占0.9%;生物质及其他新能源发电约占27.1%。2011年我国新能源发电量按发电煤耗320g/(kW?h)计算,相当于节约3241万tce,减排二氧化碳9030万t。
电能是国民生活和生产的根基,无论是从能源角度,还是电力系统自身方面来看,研究新能源发电技术对于我国的现代化建设和人民生活都具有相当大的现实意义和战略意义。
二、风力发电技术
风能资源主要包括陆地资源与近海离岸资源两部分。风力发电是当今非水可再生能源发电中技术最成熟、最具有大规模开发条件和商业化前景的发电方式,也是目前新能源发展的重点方向。
1.发展现状
近年来,我国风力发电产业取得了长足发展,这与我国的风能资源丰富密不可分。据有关资料显示,陆地上离地面10米高度处,我国风能资源理论储量约为43亿千瓦,技术可开发量约为3亿千瓦,离地面50米,估计可能增大一倍;近海资源10米高经济可开发量约7.5亿千瓦,50米高约15亿千瓦。从我国联网风电场总装机量来说,到2006 年底,我国已建成约91个风电场,装机总容量达到约260万千瓦,比2005年新增装机134万千瓦,增长率为105%。根据国家中长期规划,2015年风能发电要达到1500万千瓦,2020年要达到3000万千瓦。但是,与风电发达国家相比,我国的发展规模还很小,发展速度也较缓慢。制约我国风电发展的重要因素包括技术和制度两个方面。技术方面,风电机组的制造水平较低,风电机组性能测试设备和技术也相对落后,并缺少相应的认证机构;制度方面,风电场的运行维护水平和制度与国外风电场及国内火电生产相比有明显差距,缺乏对运行过程中出现的问题和故障的详细记录、分析。
2.对电力系统的影响
风力发电机是以风作为原动力,风的随机波动性和间歇性决定了风力发电机的电能输出也是波动和间歇的。所以,风电场的大规模接入将会带来波动功率,从而加重电网负担,影响电网供电质量和电网稳定性等。
(1)对电能质量的影响。空气气流运动导致的风速波动周期一般为几秒到几分钟,这种短周期的风速波动以及风电机组本身的运行特性可能影响电网的电能质量。首先会对频率产生影响:风力发电有功功率波动引起电磁功率的波动,由于发电机组转子惯性,调节系统很难跟上电磁功率的瞬时变化,造成功率不平衡,使发电机转速变化,系统频率也将改变。此外,风电还会对电压产生影响:并网风电机组输出功率的波动导致电压的波动,而其输出功率的频率范围正处于电压闪变的范围之内(25Hz),因此又会造成电压闪变,最后会产生谐波电压和谐波电流。
(2)对电网稳定性的影响。对较为薄弱的电网,风电功率波动将导致瞬间电压跌落以及风力发电机的频繁掉线。在故障清除之后,发电机的磁化和转差率的增加会消耗大量无功,导致电网电压恢复困难。
(3)对调频调峰能力的影响。气流长时间、季节性运动导致的风速波动周期一般为数小时,甚至数天、数月,这种长周期的风速波动会增加现有电网调频调峰的负担。负荷曲线的低谷期常常对应了风电出力的高峰期,风电场的并网发电使电网的等效负荷峰谷差增大,大大增加了电网调频调峰负担。
三、太阳能光伏电池发电技术
1. 1 太阳能光伏电池
太阳能光伏电池发电也简称为太阳能光伏发电,被认为是未来世界上发展最快和最有前途的一种可再生新能源技术。太阳能光伏电池的基本原理是利用半导体的“光生伏打效应”( 光伏效应) 将太阳的光能直接转换成电能。能利用光伏效应产生电能的物质,称为光伏材料。利用光伏效应将太阳能直接转换成电能的器件叫太阳能光伏电池或光伏电池。光伏电池是太阳能光伏发电的核心组件。
1839 年,法国物理学家贝克勒尔 ( Edmond Bec-qurel) 发现: 将两片金属浸入电解液中所构成的伏打电池,当接收到太阳光照射时电压升高,他在所发表的论文中把这种现象称为“光生伏打效应( PhotovohaicEffect) ”。“光生伏打效应”是不均匀半导体或半导体与金属混合材料在光照作用下,其内部可以传导电流的载流子分布状态和浓度发生变化,因而在不同部位之间产生电位差的现象。1941 年,奥尔在硅材料上发现了光伏效应,从而奠定了半导体硅在太阳能光伏发电中广泛应用的基础。1954 年,美国贝尔实验室的科学家恰宾( Darryl Chapin) 和皮尔松( Gerald Pearson) 研制成功世界上第一个实用的单晶硅光伏电池。同年,韦克尔发现砷化镓具有光伏效应,并在玻璃上沉积硫化镉薄膜,制成世界上第一块薄膜光伏电池。我国2010 年 12 月投入运行的大丰 20 MW 光伏电站,是目前全国最大的薄膜光伏电站,年发电量2 300 万 kW·h。
太阳能光伏电池的工作原理如图 1 所示。
在半导体中掺加杂质制成 PN 结,以形成在平衡状态时具有的内建电场,在该内建电场的作用下分离由外界激发而生成的过剩载流子,从而形成外部电压。在光照条件下,半导体中的电子吸收光子能量从价带跃入导带,形成电子———空穴对,成为载流子。生成载流子所需要的最低能量是半导体的禁带宽度 Eg,使用禁带宽度较小的材料制作的太阳能电池可以形成较大的电流。
基于单晶硅的第一代光伏电池是目前太阳能光伏电池市场的主流,其光电转换率已达 24. 7%; 基于薄膜技术的第二代光伏电池的光电转换效率已达到16. 5% ~ 18. 8% 。由于薄膜光伏电池大大减少了半导体材料的消耗,因此具有很好的发展前景。应该指出,光伏电池在光电转换过程中,光伏材料既不发生任何化学变化,也不产生任何机械磨损,因此太阳能光伏电池是一种无噪音、无气味、无污染的理想清洁能源。2006 年,我国太阳能电池生产总量首次达到400 MW,从而超过美国成为全球第三大生产国,也是世界上发展最快的国家。
1. 2 太阳能光伏电站
太阳能光伏电站是将若干个光伏转换器件即光伏电池封装成光伏电池组件,再根据需要将若干个组件组合成一定功率的光伏阵列,并与储能、测量、控制装置相配套,构成太阳能光伏电站。
太阳能光伏电池具有很大的灵活性,不仅可以用其建设零星规格的电站,而且可以组成应用于小型、分散电力用户的太阳能光伏发电系统。这种独立运行的太阳能光伏发电系统称之为离网型太阳能光伏发电系统。
由于受昼夜日照变化及天气的影响,离网型光伏发电系统通常需要和其他电源形式联合使用,比如柴油发电机组以及蓄电池组,从而增大了电站的投资和维护费用。离网型光伏发电系统往往建在距离电网较远的偏远山区及荒漠地带,向独立的区域用户供电。西藏措勒 20 kW 光伏电站是我国建设较早的离网型光伏电站,总投资 290 万元,1994 年 12 月正式投产发电。
离网型太阳能光伏电站系统如图 2 所示。
电站的发电系统由太阳能光伏电池方阵、蓄电池组、直流控制器、直流 - 交流逆变器、交流配电柜和备用电源系统( 包括柴油发电机组和整流充电柜) 等组成。其工作原理为太阳能光伏电池方阵经过直流控制柜向蓄电池组供电,并根据需要整定蓄电池组的上限和下限电压,由直流控制柜自动控制充电。蓄电池组通过直流控制柜向直流 - 交流逆变器供电,经逆变器将直流电变换成三相交流电,再通过交流配电柜以三相四线制向用户供电。当蓄电池组的电压下降到下限电压时,为不造成蓄电池组的过渡放电,直流控制柜将自动切除其输出电路,使直流 - 交流逆变器停止工作。柴油发电机组为电站的备用电源,必要时由备用电源通过整流充电柜向蓄电池组充电,或在光伏发电系统出现故障及停运时直接通过交流配电柜向用户供电。直流 - 交流逆变器和柴油发电机组不能同时向用户供电,为此必须在交流配电柜中设置互锁装置以保证供电电源的唯一性。
当太阳能光伏电站的容量达到一定规模时,还可与电网相联,即所谓的并网型光伏电站。这时,如果本地负荷不足,则可将多余的电能输送给电网。当本地太阳能发电量不足时,则由电网向用户提供电能。因此,并网型光伏电站可以不需要使用蓄能装置,减少系统投资和维护费用。同时由于与电网的互济,提高了发电设备的利用率和供电用电的安全可靠性,是大规模开发太阳能发电技术的必然趋势。我国第一座并网型光伏电站是 2006 年建成投运的西藏羊八井可再生能源基地 100 kW 高压并网光伏电站。2010 年底全国首个光伏并网发电项目敦煌 2 ×10 MW 光伏发电项目建成投产。
四、结论与展望
本文从全球和我国的能源现状出发,分析说明了新能源发电技术是当前迫切而有实际价值的研究课题,进而具体介绍了风力发电系统和燃料电池发电系统的特点以及我国在这两个方面的发展现状。新能源不仅仅指风能和燃料电池,还包括生物质能、海洋能、地热能和光伏电池等。我国乃至全世界的新能源发电技术发展的潜力都是巨大的。在人类明天的舞台上,新能源将取代化石燃料,扮演重要的角色。
参考文献:
[1] 徐德鸿 . 新能源电力电子导论 [D]. 杭州 : 浙江大学 ,2009.
[2] 郝伟, 舒隽, 张粒子. 新能源发电技术综述 [C].华北电力大学第五届研究生学术交流年会 ,2007.
[3] 施涛.燃料电池发电系统的建模与仿真 [D].南京:东南大学,2007:5-6,63-64.
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行业主要上市公司:宁德时代(002074);派能科技(688063);国轩高科(002074);比亚迪(002594);亿纬锂能(300014);星云股份(300648);均胜电子(600699);科列技术(832432);国电南瑞(600406);华自科技(300490);金风科技(002202);阳光电源(300274);盛弘股份(300693);科华恒盛(002335);科士达(002518)、固德威(688390);阳光电源(300274);科陆电子(002121);南都电源(300068);德赛电池(000049);赣锋锂业(002460)等
本文核心数据:储能板块上市公司研发费用;储能相关论文发表数量
全文统计口径说明:1)论文发表数量统计以“energy storage”为关键词,选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。
储能产业技术概况
1、储能的界定及分类
(1)储能的界定
从广义上讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。
从狭义上讲,储能特指针对电能的存储,即利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。
(2)储能的分类
根据不同储能技术储存介质的不同,储能主要分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能、电磁储能等。利用这些储能技术,电能以机械能、化学能、热能等形式存储下来,并适时反馈回电力网络。
2、技术全景图:五大细分技术路线
储能分为机械储能、电磁储能、电化学类储能、热储能以及化学储能五大类技术路线。
储能产业技术发展历程:始于20世纪60年代
从我国储能产业技术发展历程始于20世纪60年代,我国开始抽水蓄能电站研究,并建立第一座混合式抽水蓄能电站-岗南水电站;到20世纪90年代,抽水蓄能电站建设迎来高潮;至21世纪初期,国内开始其他储能技术的研究,包含压缩空气储能、电化学储能等,并于2010年之后加快了压缩空气、全钒液流电池等储能技术的落地,加快推动储能技术的多元化发展。
储能产业技术政策背景:政策加持技术水平提升
近些年来,我国提出了一系列储能产业技术发展相关政策,加速了储能产业链的发展,同时对储能关键技术做出了标准规范,使得储能技术水平稳步提升。
储能产业技术发展现状
1、储能产业技术科研投入现状
(1)国家重点研发计划项目
据已公开的国家重点研发计划项目,2018-2021年我国储能产业技术相关国家重点研发计划项目共计27项,其中2021年就有22项。
注:2019年未公布储能产业技术相关国家重点研发计划项目。
(2)A股上市企业研发费用
储能行业经过多年发展,储能项目广泛应用,行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看,2017-2021年,我国储能板块上市公司研发总费用逐年增长,2022年第一季度,储能板块上市公司研发总费用约228.45亿元。
2、储能产业技术科研创新成果
(1)论文发表数量
从储能相关论文发表数量来看,2010年至今我国储能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势,可见储能科研热度持续走高。截至2022年8月,我国已有90294篇储能相关论文发表。
注:统计时间截至2022年8月。
(2)技术创新热点
通过创新词云可以了解储能技术领域内最热门的技术主题词,分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词,其中,储能系统、储能电池等关键词涉及的专利数量较多,说明储能领域近期的研发和创新重点集中于储能系统、储能电池等领域。
(3)专利聚焦领域
从储能产业技术专利聚焦的领域看,目前储能产业技术专利聚焦领域较明显,其主要聚焦于储能系统、储能电池等。
主要储能产业技术对比分析
从储能技术成熟度看,目前机械储能市场技术成熟度较高,电化学储能技术(储能电池中)锂离子电池、铅酸电池均步入成熟阶段;液流电池仍处在研发示范阶段;钠硫电池处于部署阶段之中。
其中,成熟度较高的主要储能技术优缺点及应用领域如下:
储能技术发展痛点及突破
1、储能技术发展痛点
(1)成本较高
成本问题是目前储能技术面临的挑战之一。以锂离子电池为例,尽管随着锂离子电池技术的快速提升和电池规模化生产能力的提高,锂离子电池的成本有所下降;但相比其他储能方式,锂离子电池的成本仍然处于较高水平。对比抽水蓄能和磷酸铁锂电池的全生命周期度电成本来看,锂离子电池的成本远远高于抽水蓄能,约为抽水蓄能度电成本的1.7倍。
(2)安全问题
安全问题是储能发展需要解决的重点。近年来,国内外多次发生储能电站安全事故,其中多数为锂电池储能。据不完全统计,2021年全球发生9起储能安全事故,其中“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故便是由于锂电池内部短路引起。
(3)地理环境限制
地理环境的限制也是储能技术发展的一大挑战,例如抽水储能和压缩空气储能。以抽水蓄能电站的建设为例,首先要充分考虑当地的地质条件和自然条件,例如多为砾岩、砂岩等地下岩石,而且为无地震、台风、洪水、干旱等隐患灾害。其次,抽水蓄能电站的建设对上、下水库的高度差和水平距离也有所要求。
2、储能技术发展突破
(1)液流电池有望解决安全问题
液流电池具有安全性高、寿命长、规模大等优势,有望解决锂离子电池的安全隐患问题。
(2)模块化储能技术突破地理限制
目前很多科研人员以及公司都在研究如何让储能技术突破地理上的限制,模块化部署是可以突破例如热岩储能技术、铁空气电池技术、液态空气储能技术等,都已实现了模块化部署,这种模块化的部署能为长时储能带来诸多好处。
储能技术发展方向及趋势:技术路线多元化
《“十四五”新型储能发展实施方案》指出要推动多元化技术开发,开展不同技术路线分类试点示范。其中,对锂离子电池要求往高安全、低成本、长寿命的方向发展,另外也提出重点发展液流电池、金属空气电池、热储能等长时储能技术。
「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。
以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。
中国能源战略进入转型加速期时间:2014年04月09日。环境和安全倒逼的战略转型,以及全球能源技术创新下的多元化趋势,将共同推进中国能源体系加速变革。在这一变革过程中,相对于“总量趋势”而言,“边际增量”具有更重要的投资意义,包括:能源供给的低碳化、能源消费的绿色化、以及能源系统的智能化。
作者 | 龚宸芫
编辑 | 葛帮宁
出品 | 帮宁工作室(gbngzs)
我国正迈向新能源汽车产业发展新阶段。在全球汽车业转型之际,如何探索一条具有中国特色的新能源汽车发展路径?未来十年,中国新能源汽车将呈现一幅怎样的图景?
2023年4月1日下午,在中国电动汽车百人会论坛(2023)高层论坛上,来自政府相关部门领导,以及汽车、能源、交通、城市、通讯等领域的专家和企业高层,围绕“推进中国汽车产业现代化”主题,就新能源汽车高质量发展的路径及政策体系,中国智能汽车产业发展的顶层设计,汽车与能源、交通、城市协同的路径与方案等话题展开探讨。
中国科学技术协会主席万钢强调,中国汽车产业进入电动化、智能化、低碳化全面升级新阶段,亟需发挥新型举国体制优势,进一步完善新能源汽车跨部门协同机制,加强顶层设计和系统部署,实现创新引领和高质量发展。
科学技术部党组成员、副部长相里斌表示,科技部不仅要加强顶层设计和前瞻规划部署,还会积极推动跨部门、跨行业、多主体协同创新,更要大力支持新能源汽车领域的强能力,持续加强基础研究和应用基础研究投入,从源头解决产业发展中的关键技术问题。同时,人才培养也是重要任务。
▲科学技术部党组成员、副部长相里斌
工信部党组成员、副部长辛国斌表示,工信部将与相关部门一道加快推动新能源汽车产业高质量发展。重点领域包括:支持技术创新、积极扩大消费、推动车路协同、强化支撑保障、加大品牌培育。
▲工信部党组成员、副部长辛国斌
中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高认为,汽车产业、信息产业、交通装备、能源化工相关产业将发生百年未有之大变局,二三十年内将迎来第四次工业革命。
在高层论坛上,以比亚迪、广汽集团、长安汽车、吉利汽车为代表的企业高层,为如何推进中国汽车产业现代化纷纷建言献策。
比亚迪董事长兼总裁王传福建议,延长新能源汽车购置税减免政策至2025年,且政府部门应该快速出台,稳定预期。
广汽集团副总经理閤先庆提出三条建议:一是出台全国性统一支持政策,多渠道激发内需消费潜力,稳定汽车市场。二是持续推进电池和新芯片等领域的核心技术创新,强化供应链安全可控。三是加快完善自动驾驶汽车商业化运营法律法规。
长安汽车总裁、党委副书记王俊认为,推动新能源汽车产业高质量发展需要四个“优秀”,即共建优秀的环境、在中国的超大规模市场下成就优秀的企业、开发有竞争力的优秀产品以及培育优秀品牌。
吉利控股集团总裁、极氪智能科技CEO安聪慧从出海层面给出建议:中国新能源汽车应该以更加自信的姿态和更加迅猛地速度走出去;同时,其不仅要走出去也更要走上去。
中国电动汽车百人会论坛由中国电动汽车百人会主办,清华大学、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会、中国汽车技术研究中心、中国汽车工程研究院协办。自2015年至今,已连续举办八届。
▍万钢
内燃机也能碳中和
“这两年我有两次机会出国,和一些国外汽车界同行讨论,他们担心内燃机今后怎么办?我觉得这不是内燃机的事情,你给它(内燃机)一个生物燃烧,它就还你一个碳中和;你给它燃烧氢气,它就可以搞个零排放。”面对不可逆转的电动化趋势,万钢为内燃机指出一条新出路。
为减少大气污染,欧盟计划从2035年开始禁止内燃机汽车销售,一度让大家认为欧盟将杀死内燃机车。
但由于德国、意大利等6国反对,欧盟做出妥协——3月26日,欧盟和德国政府达成协议,允许内燃机汽车在2035年以后出售,条件是使用新的合成燃料(e-fuel),而不是现有石油。
早在一年前,中国就已经采取行动。万钢举例道,比如有些企业已经开始开发插电/增程式混合动力专用发动机,该领域有很大发展空间。
有观点认为,目前是电机时代,电机能更好地匹配内燃机,不少混合动力车型已经回归内燃机本质,采用1.5L+电机+电池动力系统组合可提供更好的动力,同时还能做到更低的油耗、更强大的平顺性能。
对于下一步工作重点,万钢认为是统筹推进插电、增程式混合动力协同发展。通过内燃机和电驱动技术的结合,以及与智能控制的融合,来提升内燃电力驱动集成度、智能化和高效率水平。
▍欧阳明高
3个10万亿规模产业待开垦
“进入2023年,我们又进入一个新的阵痛期,新能源汽车革命与汽车产业深度转型的阵痛期。”站在产业角度,欧阳明高点出新能源汽车辉煌背后的伤痛。
主要体现在三个方面——整车价格竞争与汽车产业链的转型阵痛;大规模新能源车普及,带来电动车充电难与能源产业链的转型阵痛;电池锂价波动与电池产业链的转型阵痛。
应对之策就是三条发展路径:其一,深化电动化,实行EV(纯电)和PHEV(插电式混合动力)双轮驱动。其二,面向低碳化,加快能源基础设施转型。其三,拓展智能化,创新动力电池商业模式。
欧阳明高认为,汽车全产业链向新能源转型还需10年时间,因此,全行业应该坚持过渡与转型并行互动,深入推进纯电驱动转型战略。
就近中期看,汽车行业正处在电动车价格偏高、电池成本偏高、补贴下降或停止的阶段。
5~10年内,插电混动(包括增程电动)在新能源汽车中的占比将有所提升,其市占率有望从2022年的22%提升到30%~40%。
中长期看,电池商业模式创新、技术创新的空间较大,电池购置和使用的综合成本还会继续下降,纯电动的优势会越来越明显。“2030年之后,这两种的占比会逐步降低。”欧阳明高判断。
未来10年,“屋顶光伏+电池储能(即车上电池)+车网互动+物联网”将成为黄金组合,打造万亿级产业。
欧阳明高强调,汽车产业、信息产业、交通装备、能源化工相关产业将发生百年未有之大变局,二三十年内将迎来第四次工业革命。
其一,锂离子电池引领电动汽车革命。
汽车全产业链颠覆性转型已经开始。新能源汽车进入大规模产业化新阶段,预计2040年左右保有量达到3亿~4亿辆,发展成为10万亿规模大产业。
其二,碳中和战略引爆新能源革命。
新能源汽车普及将倒逼能源基础设施全面转型和新型储能产业大发展,电池光伏的黄金组合和氢能风电的白银组合预计15~20年发展成为10万亿规模大产业。
其三,ChatGPT引发人工智能革命。
我国能源转型论文发表机构 国际能源署(IEA) 网址:International Energy Agency1 简介国际能源署(International Energy Agency,简称IEA)由经济合作发展组织为应对能源危机于1974年11月设立的政府间组织,总部设于法国巴黎。国际能源署致力于预防石油供给的异动,同时亦提供国际石油市场及其他能源领域的统计情报。2 主要研究内容及成果形态国际能源署成立的目的是促进全球制定合理的能源政策,建立一个稳定的国际石油市场信息系统,改进全球的能源供需结构和协调成员国的环境和能源政策。国际能源署秘书处已经成为全球能源统计的权威。秘书处每月发行一期石油市场报告,一年发行两期全球能源展望,这两种能源报告在世界上都颇具影响力。国际能源署有约200位员工主要来自于其29个成员国的能源专家和统计人员。他们开展广泛的能源研究、数据汇编、出版刊物和向公众传播最新的能源政策分析结果及提供良好的实践建议。主要出版物:《石油市场报告》(月报)、《煤炭信息》(年报)、《电力信息》(年报)、《油气信息》(年报)和《世界能源展望》(每年出版)。3 总结及思考国际能源署(IEA)是一个政府间的能源机构,其目标是提高能效及技术的可靠性,评估最新的能源技术,减少使用能源对环境的影响和与非成员国合作。它具有强大的数据资源和专业化的技术团队,来自不同国家的专家能合作共事,同时分享成果。2.2 英国石油公司(BP) 网址:BP Global1 简介BP(British Petroleum(英国石油),后BP简称成为正式名称)是世界领先的石油和天然气企业之一,总部位于伦敦,在全球约80个国家从事生产和经营活动,业务领域包括:石油、天然气勘探开发;炼油、市场营销和石油化工;以及润滑油业务。BP为客户提供运输燃料、光热能源、油品零售服务以及与人们日常生活密切相关的各种石化产品。2 主要研究内容及成果形态作为一家主要以经营石油、天然气为主的全球化企业,BP掌握着全球能源市场的最新数据,并以此开展一系列关于能源统计分析和能源展望方面的研究。其研究成果定期以报告或出版物的形式呈现,相关的成果主要有《BP世界能源统计》、《BP世界能源展望》、《BP技术展望》。(1)《BP世界能源统计》《BP世界能源统计》已有64年历史,它主要提供全球能源发展动态的客观数据,严谨地逐年记录全球能源市场的变化,分析石油、天然气、煤炭、非化石燃料等各类燃料的发展状况。《BP世界能源统计》被政府、业界和媒体视为优质、客观和及时的全球能源市场数据来源。(2)《BP世界能源展望》《BP世界能源展望》是BP公司每年出品的重要行业报告之一,旨在通过洞察能源市场不断演变的贸易模式、能源结构以及环境挑战,为促进全球能源问题的讨论做出贡献。报告详细解读了全球能源未来发展趋势,透过纷扰复杂的短期能源价格波动来甄别未来20年间影响能源市场的长期因素。(3)《BP技术展望》BP于2015年11月发布《BP技术展望》。这是BP第一次与全球业界分享BP能源技术的研究成果,并展望技术发展在未来30-40年对全球能源版图的影响。《BP技术展望》汇集了此前BP内部专家的能源技术分析,以及商界和学术界著名专家的研究发现,阐述了可供行业和政府选用的能源领域的技术和政策,提供了减少碳排放的各种方法。3 总结及思考作为世界上最大的石油和石化集团公司之一,BP非常注重技术的战略研究,研究范围已波及到能源领域的各个行业,BP的研究更倾向于宏观能源领域的分析和解读。2.3 美国能源部能源信息管理局(EIA) 网址:U.S. Energy Information Administration (EIA)1 简介美国能源信息署是由美国国会设立的能源统计机构,创建于1977年,隶属美国能源部。总部设在华盛顿特区。能源信息署的宗旨是通过提供有关能源政策的信息及能源预测和分析,提升决策理性和市场成效,促进能源与经济、环境之间的协调发展,提升社会公众对能源政策的认知程度。EIA向公众提供的信息包括能源数据资料、分析、预测、及信息产品说明。2 主要研究内容及成果形态EIA是美国的能源数据及分析预测的主要信息来源。根据法律规定,EIA进行独立的信息报道,不受政府的影响。EIA主要研究内容有能源的生产、储备、需求、进出口和价格等各个方面,同时对上述各项内容提出分析意见并对当前关注的各种问题作专题报告。成果形式主要是以发布周、月、年度报告,以及专题报告的形式呈现。周报告包括石油、天然气和煤炭生产、消费与市场,天然气储备及最新报告。月报告包括短期能源展望、天然气月报、电力月报、能源每月评论等。年度报告包括国际能源展望、能源评论年度报告、天然气年度报告、煤炭年度报告、美国温室气体排放年度报告等。专题报告包括能源价格、北极区石油和天然气生产、国家电力概况及区域性分析概要等。3 总结与思考EIA对能源的研究方法主要有能源数据资料搜集、信息分析、信息预测。大多数能源数据资料由EIA工作人员收集,通过统计调查表向能源生产商、信息使用者、运输者以及其他一些企业收集能源数据资料。公司和用户则直接向EIA提供报告,有些数据来源于商贸协会和其他政府部门等。EIA信息分析有技术性报告和有关能源问题的分析文章,包括经济、技术、能源生产、价格、分销、储备、消费和环境影响等各个方面。EIA的信息预测涵盖各种能源类型。预测内容包括供应、消费、价格和其他重要因素。短期预测的时间范围在6-8个季度,中期预测可延伸到未来20年。2.4日本能源经济研究所(IEEJ) 网址: 简介日本能源经济研究所创建于1966年6月,总部位于日本东京,它是亚洲及太平洋地区重要的能源研究所。IEEJ旨在从国际经济整体角度出发,针对能源领域开展研究活动,通过客观分析能源问题,提供作为政策制定依据的基础数据、信息和报告,以此促进日本能源供应和消费行业的发展。IEEJ成立后随着社会需求的多样化发展,也在拓宽其研究领域,将环境问题和能源相关领域的国际合作纳入其研究主题。2 主要研究内容及成果形态IEEJ主要负责为日本政府制定能源政策提供能源基础数据和信息。日本本国能源资源匮乏,但从未放弃其在能源科技方面争取领先地位的追求和实干,尤其在以技术进步提高能效方面具有绝对优势。主要研究内容有:一是国际能源动向,包括信息的收集、整理和分析; 二是日本国内的能源市场研究,包括产业的趋势分析;三是能源需求的分析和预测;四是能源政策和企业经营战略等课题的阐明和建议;五是国际能源有关单位和交流,共同合作项目的推进。IEEJ在预测中十分看重技术进步的影响,设置了相应的参考情景和技术进步情景。在成果形态方面,IEEJ会定期发布报告,出版相关的专著。IEEJ网站主页还提供了论文检索和统计情报功能,但是统计情报功能针对会员开放。3 总结与思考IEEJ的目标是致力于从全球角度考虑日本和亚洲的能源经济问题,并提出政策建议方案,成为日本和亚洲能源相关问题研究领域一流的智囊机构。IEEJ在组织架构、人员等方面都比较完善。2.5 未来资源(RFF) 网址:Home | Resources for the Future1 简介未来资源(Resources for the Future)成立于1952,总部设在华盛顿,是美国非营利性的独立研究机构,其主要运用经济学和其他社会科学以实现对能源和自然资源问题的研究。该机构被公认为是资源经济学领域的先驱。2 主要研究内容及成果形态RFF研究内容主要包括:生态系统,能源和电力,环境经济学,森林,土地利用等。能源和电力领域主要包括:生物量和植物生物燃料,电力市场与监管,能源效率,天然气,可再生能源和清洁能源,页岩气等技术领域。在成果形态方面,RFF主要有出版资源杂志,讨论文件、发布简报,和同行评审的报告等。3 总结与思考2011日,RFF的人员包括75名研究人员和工作人员。大多数研究人员拥有博士学位经济学,同时也有很多人持有高级学位涉及工程、法律、生态、城市和区域规划、美国政府、公共政策和管理及其他领域。高端人才、行业专家以及任职于政府机构的要员成为其主要的人力资源,这或许是开展战略研究的重要因素。2.6 国网能源研究院 网址:国网能源研究院1 简介2009年10月25日,国网能源研究院正式成立,它是国家电网公司的全资子公司和直属科研单位,是国家电网公司的战略与运营管理研究机构。国网能源院拥有一支学历和职称层次较高、研究能力较强、专业特色鲜明的能源研究咨询人才队伍,形成了由首席专家、各研究领域高级专家、专家及各层级研究咨询人员构成的人才梯队,并与引进的海外高层次人才及外聘专家、高级顾问、高级咨询等团队相结合。国网能源院在编员工193人。其中研究咨询人员148人,占在编员工总数的76.7%;高级职称人员66人,占在编员工总数的34.2%;博士78人,占在编员工总数的40.4%。2 主要研究内容及成果形态国网能源研究院主要研究领域包括:电力行业规划、能源与环保、电力供需分析、企业战略与管理、体制改革与电力市场、财会审计、电力价格、能源统计与分析等领域。《中国电力》杂志,月刊,原名《电力技术》,创刊于1956年,1993年更名为《中国电力》,由国家电网公司主管,国网能源研究院和中国电机工程学会主办,是国家中文核心期刊和中国科技核心期刊。2004年荣获第三届"国家期刊奖",2001年入选"中国期刊方阵"双效期刊。已被英国《科学文摘》、俄罗斯《文摘杂志》、美国《剑桥科学文摘》等国际期刊数据库收录。《能源研究观点 专报》是不定期出版的内部刊物,是集纳国网能源院已发表论文、文章及接受媒体采访报道的重要载体,集中展示国网能源院的学术成果和专家观点。《研究成果简报》为内部出版物,从国网能源院研究成果中凝练观点和决策建议,旨在更好地为国家电网公司可持续发展提供决策参考,为能源电力行业科学发展提供智力支撑。能源观察网(ฤิดนฒ์อ๘--สืาณ)是国网能源院打造的面向国内外的开放性学术交流平台和综合性能源资讯平台。主要栏目包括最新动态、热点专题、专家视点、研究观察、专家访谈、研究报告、能源数据、政策法规、国际能源、信息服务等。3 总结与思考国网能源研究院具有很好的平台优势和人力资源优势。领域划分清晰,拥有众多行业专家,实验室建设、信息渠道、人才引进在国内能源电力行业都位居前列。2.7 中国能源研究会 网址:中国能源研究会官网1 简介中国能源研究会成立于1981年1月,由中国能源科技工作者和热心能源事业的各界人士组成的学术团体,是中国科学技术协会的组成部分。中国能源研究会具有多学科、综合性的特点,是目前中国能源领域以研究能源政策和技术的最具影响的学术团体之一。2 主要研究内容及成果形态主要研究或工作包括:开展能源政策、管理和科技方面的学术研究;接受各级政府部门和企业的委托,开展能源政策、规划、法规和科技项目的研究与评估;收集和交流能源信息;提供能源管理技术服务及培训;开展国内外学术交流。《能源研究》(月刊)系中国能源研究会主管,中能智库主办,由《中国能源智库网》编辑部出版。《能源研究》内容涵盖宏观经济形势、能源战略规划、方针政策、发展态势、运行状况、科技装备、体制改革、国际合作及重要数据等。2.8 ABB(ABB评论) 网址: 简介ABB在全球电力和自动化技术领域享有盛誉,公司经营业务涉及电力、工业、交通和基础设施等领域。ABB集团业务遍布全球近100个国家,拥有13.5万名员工。ABB在中国拥有研发、制造、销售和工程服务等全方位的业务活动,拥有完善的销售与服务网络。2 主要研究内容及成果形态作为一家国际化的企业,ABB很重视技术的革新与延伸。《ABB评论》是ABB集团出版的技术刊物,该刊为电力技术研究开发类刊物。主要刊登与ABB公司生产的发电设备、箱配电设备、工业设备及环保装置等产品有关的研究、开发和生产技术方面的研究论文、技术报告等,以及报道ABB公司的新产品及动态消息等。专业性较强,每期设定一个或数个主题进行技术探讨,主要展示ABB最新的技术研究成果,或叙述未来的技术发展趋势。2.9 其他能源研究机构及网站由于国内外开展能源研究的机构或组织较多,通过媒介所能获取的信息有限,整体具有一定的相似性,下面列出国外一些能源研究机构及其网址,不再单独介绍。(1)德国巴登-符滕堡州能源公司 (2)爱尔兰可持续能源署 (3)瑞典大瀑布电力公司 (4)美国艾默生电气公司 (5)新加坡环境部 (6)美国技术评论杂志 (7)挪威国家石油公司 (8)日本关西电力 (9)日本东北电力公司 (10)加拿大森科尔能源公司 (11)荷兰GasTerra能源公司 (12)麦肯锡公司 1、中国电力科学研究院信息与通信研究所待遇挺不错的,其中福利较好。实习生每月工资3000元左右,转正后年薪一般在10万元以上,个人收入的高低与本人完成的项目量(工作业绩)有关。2、中国电力科学研究院信息与通信研究所是国内专业从事电力通信技术(含电力特种光缆技术)、电力信息技术(含信息安全技术)、电力安全与应急管理技术、电力信息通信应用技术的一流科研与检测实验机构,是国家电网公司核心技术支撑单位,是国家电网公司在该领域的研究开发中心、技术服务中心、试验检测中心、培训服务中心。是全国能源行业电力应急技术标准化技术委员会挂靠单位。3、中国电力科学研究院信息与通信研究所主要承担电力通信网络及特种光缆技术、智能PLC与无线技术、电力信息应用技术、云计算技术、保密技术、网络与信息安全技术、电力安全管理技术、电力应急管理技术、电力物联网技术、信息通信融合及应用、互动平台和智能终端技术的研究开发、技术服务、试验检测、培训服务。4、中国电力科学研究院信息与通信研究所下设13个研究室,拥有国家能源局授予“国家能源智能电网研发(实验)中心--信息安全保障技术分中心” ,国家电网公司级重点实验室“信息系统安全实验室”和“信息网络安全实验室”,国家电网公司级实验室“特种光缆电气及通信性能实验室”和“特种光缆及金具力学性能实验室”,中国电科院院级“电力通信网络实验室”,是目前我国在电力信息通信领域检测科目最全、水平最高、最具有权威性的电力行业科研、实验检测机构。实验室分别具备中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可资质、国家计量认证认可监督管理委员会(CMA)计量认证资质、信息安全服务资质(安全工程类一级)、信息安全风险评估服务资质(一级)、 信息安全授权培训机构资质 (一级)。5、中国电力科学研究院信息与通信研究所将加强基础性前瞻性技术、重大共性关键技术研究,加强公司核心业务的技术支撑和服务,加强试验检测工作;充分发挥信息通信与智能电网紧密融合的优势,开展信息通信技术创新研究,解决智能电网建设中信息通信的关键技术,力争在公司科技创新体系中发挥骨干和引领作用,把信息通信研究所建设成为国际一流的电力信息通信技术研究机构,目前待遇挺不错的。 在哪里发表首先是自己的意愿,然后是看单位或学校的要求,有本可持续能源的刊应该适合 日前,根据《山东省总工会关于表扬山东省先进女职工集体和个人的通报》,国网山东电科院科技信息中心网络安全室电力5G终端检测实验室获评“山东省女职工建功立业标兵岗”称号。山东省女职工建功立业标兵岗评选工作是山东省总工会2022年的一项重点工作,目的是为了大力弘扬社会主义核心价值观、弘扬中华民族传统美德,通过挖掘先进典型,树立时代楷模,弘扬劳模精神、劳动精神、工匠精神,通过宣传展示女职工时代风采,营造创先争优、学赶先进的良好氛围,团结动员广大女职工为全面建设社会主义现代化国家建功立业。科技信息中心电力5G终端检测实验室于2021年10月建成,在国网山东省电力公司系统内首家开展电力5G终端模组检测和网络安全测试,率先具备了5G终端检测能力,有力支撑了全国首套省域5G电力示范网发布,牵头申报《电力5G网络安全测试规范》等行标2项,实验室5G工作获国网公司、省发改委、工信厅等领导高度认同。该实验室与中国信通院、北京智芯联合建立“智能电网5G芯片应用共建实验室”,与紫金山实验室等单位共建“智能电网5G融合应用及安全技术研究实验室”,成功签约国家互联网应急中心安全认证Acheron签约检测实验室,具备了工控及物联网设备检验检测资质及能力。该实验室科研创新及人才培育成效显著。2021年,发布国网企标1项,牵头申报2022年国网科技项目1项,牵头申报省公司科技项目2项。申请发明专利23项,发表论文11篇,申请软著5项。获省公司科技进步二等奖1项、工信部“绽放杯”三等奖1项、获山东省“技能兴鲁”职业技能大赛二等奖1项、山东省电力企业协会职工技术创新一等奖1项。1名员工荣获“泰山杯”山东省网络安全大赛特等奖,1名员工入选国网公司网络安全红队,2名员工入选省公司网络安全特战部队,3名员工入选省公司数据“金种子”人才,1名员工入选地市级专家人才,2名员工入选院首席工程师。一直以来,该院高度重视女职工工作,切实履行思想政治引领职能,积极作为、精准施策,激励广大女职工立足岗位提素质,创新创造建新功,以高度的主人翁责任感和使命感,发挥主力军和“半边天”作用,期间涌现出一大批爱岗敬业、争创一流、艰苦奋斗、勇于创新的先进女职工集体和个人,抒写了“巾帼不让须眉”的时代华章。今后,国网山东电科院将持续深化女职工工作,以服务电力保供和能源转型为重点,以“四个中心建设”为契机,以提高女职工整体素质为重点,切实维护女职工合法权益和特殊利益,积极开展女工工作,为全面开创我院各项事业高质量发展新局面作出新的更大贡献! 山东省统计局公布的数据显示,“十三五”时期,山东坚持新发展理念,加快推进能源供给侧结构性改革,加快新旧动能转换和高质量发展,初步形成能源供给绿色多元、能源消费合理高效新格局,节能降耗取得显著进展。 新能源和可再生能源产业快速发展壮大。 从发电装机容量看,2020年末,太阳能、风能、核能、生物质能、水能等新能源和可再生能源发电装机容量为4791.2万千瓦,比2015年末增长3.3倍,五年年均增长33.9%;占全省发电装机容量的30.1%,五年累计提高18.7个百分点。从发电情况看,2020年新能源和可再生能源发电量为823.8亿千瓦时,比2015年增长2.9倍,五年年均增长31.6%;占全省发电量的14.2%,五年提高10.0个百分点。从全国看,山东新能源和可再生能源发电量2019年居第16位,比2015年提高6个位次。 化解传统产能取得重大进展。 “十三五”时期,全省化解煤炭产能6460万吨,淘汰落后燃煤机组778万千瓦,压减焦炭产能2800万吨。从产量看,原油、煤炭、焦炭产量分别累计下降13.9%、23.0%、35.3%。受压煤措施和市场需求减少等多重因素影响,火电产能得到有效抑制,火电设备平均利用小时由2015年的5288小时减至2020年的4423小时,减少865小时;火电产量仅累计增长7.4%,五年年均增长1.4%。 省外优质能源利用迈上新台阶。 2020年,净调入电量突破1000亿千瓦时,达到1158.7亿千瓦时;天然气突破200亿立方米,达到205.9亿立方米,分别比2015年增长1.3倍和1.6倍,年均分别增长18.4%和21.5%,均远超火力发电增速。 一次能源产量中非化石比例大幅提高。 非化石能源包括风电、太阳能发电、核电、水电等一次电力,以及生物质等其他绿色能源,“十三五”时期,山东非化石能源占比累计提高16.2个百分点,而原煤、原油占比分别累计降低13.7和2.7个百分点。 能耗总量稳定低速增长。 “十三五”时期,山东能耗总量累计增长6.3%,以年均1.2%的增速较好支撑了GDP年均6.0%的增长。其中煤炭消费量累计下降约10.5%,石油消费量累计增长约9.6%,天然气消费量累计增长1.6倍,用电量累计增长28.2%。从全国看,山东能耗总量一直居全国首位,但占全国比重由2015年的9.1%降至2019年的8.5%;煤炭消费量由全国第2位退居2020年第3位,占全国消费比重由10.9%降至9.4%左右;用电量仍居全国首位,占全国比重由9.3%升至9.4%。 能源品种消费结构明显优化。 能耗总量中煤炭占比由2015年的76.5%降至2019年的67.3%;油品占比由14.7%升至15.5%;天然气占比由2.6%升至5.0%;非化石能源占比由2.3%升至7.2%。 能源消费行业结构偏重现象有所缓解。 “十三五”时期,从能耗结构看,工业能耗占比由2015年的78.9%降至2020年的75.6%,降低3.3个百分点,服务业、居民能耗占比分别提高1.4和1.7个百分点。从全 社会 用电结构看,工业占比由80.4%降至76.8%,降低3.6个百分点,服务业、居民用电量占比分别提高2.7和1.2个百分点;从全部工业用电结构看,六大高耗能行业用电量占比由54.3%降至52.0%,降低2.3个百分点。 能源加工转换效率持续提升。 能源加工转换综合效率由2015年的77.2%升至2020年的81.0%,其中火力发电效率由39.3%升至42.0%;供热效率由80.5%升至83.7%,炼油效率由93.6%升至95.5%。 超额完成“十三五”节能任务目标。 截至2019年末,山东万元GDP能耗累计下降18.4%,超过“十三五”下降任务目标1.4个百分点,2020年万元GDP能耗仍保持下降趋势。压减煤炭消费任务有望完成。2020年,规模以上工业煤炭消费量为37061.9万吨,比2015年减少4100多万吨,为完成全 社会 “十三五”压减煤炭消费4352万吨任务目标奠定了坚实基础。 满慎刚为什么退出山东能源?山东能源集团在济南召开领导干部会议,省委组织部分管日常工作的相关负责人宣布了省委关于山东能源集团领导班子调整的决定。很高兴为你解答问题。希望我的答案可以帮助到你。 没有什么特别难的,但是新能源电池的研究和发表是需要花费大量的时间和精力的。一般而言,准备发表论文的过程可以分为三个步骤:1.研究——该主题的学术研究进行深入的探究;2.写作——把研究的内容撰写成论文;3.发表——把论文发表给学术期刊或者书籍进行审查和发表。在这个过程中,需要花费大量的时间和精力,还要面对审稿人的详细审查,如果论文中存在实质性的瑕疵,还需要进行修改才能完成发表。 满慎刚退出山东能源是因为任职期已经满了年龄已经达到了所以才退出的;满慎刚长期在山东能源系统任职,先后在肥城矿务局大丰煤矿担任教育科(职工学校)教师、工会干事、党委办公室秘书、副主任、肥城矿务局团委办公室主任、局长办公室科级秘书。1999年起,满慎刚先后在肥城矿业集团有限责任公司、枣庄矿业(集团)有限责任公司任职。2013年至2018年,满慎刚曾相继出任山东能源枣庄矿业(集团)有限责任公司总经理、董事、党委副书记,以及董事长、党委书记。2018年起,担任山东能源集团党委常委;2020年7月29日至2021年6月29日,任山东能源集团党委副书记、董事、总经理。近年来,满慎刚在山东能源领域提出“创新驱动打造智慧矿山”“绿色生态矿业是出路”“建议加大煤矿智能化建设和清洁煤技术研发的支持力度”等,扎实推进能源绿色低碳转型发展。山东能源绿色转型论文发表