中國智能能源應用現狀

隨著節(jié)能減排工作的深入開展,智能能源的應用將成為最重要的手段,半導體產品在其中也將會發(fā)揮更大的作用。智能能源是指在現代IT技術的推動下,在能源生產、傳輸、計量、管理、存儲、應用等六個環(huán)節(jié)中實現系統(tǒng)能效技術與半導體技術的高度融合,從而達到系統(tǒng)能效的最優(yōu)化。一方面,智能能源產業(yè)將能源產業(yè)和IT產業(yè)的發(fā)展有機地融為一體,既占據了下一輪IT應用領域的制高點,還催生了新的能源產業(yè)和能源裝備產業(yè)。另一方面,智能能源產業(yè)將大大提高能源利用效率并降低能源消費量,從而達到節(jié)能減排的效果。

新能源領域

全球各國紛紛把發(fā)展新能源作為調整能源結構、應對金融危機、擴大就業(yè)的重要手段,在國家規(guī)劃、產業(yè)環(huán)境培育以及配套服務行業(yè)支撐方面給予了大力的支持與扶持,新能源產業(yè)的整體規(guī)模隨之擴大。

在太陽能利用方面,2010年全球太陽能電池產量達到了15.2GW,光伏裝機容量也呈現出爆發(fā)式的增長態(tài)勢,全年光伏新增裝機容量達到了16GW,新增裝機年增長率超過了100%,累計裝機年增長率則超過了70%。在太陽能光熱方面,太陽能熱水器技術更加成熟,正以優(yōu)良的性能不斷地沖擊電熱水器市場和燃氣熱水器市場。太陽能的利用已經成為世界各國能源利用的重要組成部分,作為無污染的綠色能源,隨著全球環(huán)境保護逐漸為各國所重視,其發(fā)展速度也將進一步加快。

在風能利用方面,2010年世界風電裝機繼續(xù)保持平穩(wěn)快速的增長,新增風力發(fā)電裝置37700MW,總裝機容量達到195600MW,較2009年增長23.9%。全球風電設備制造企業(yè)也因此獲得了快速的發(fā)展,進而帶動了整個產業(yè)的繁榮。在風能資源豐富的地區(qū),產業(yè)的發(fā)展步伐更加迅速,風能在全球能源結構中的占比將進一步提升。

在生物質能產業(yè)發(fā)展方面,2010年全球生物柴油產量達到1920萬噸,年增長率超過20%。同時,生物質發(fā)電裝機容量、燃料乙醇生產規(guī)模也逐漸擴大,僅巴西的乙醇燃料年產量預計2013年將擴大到350億升,其中100億升用于出口。生物質能作為高效清潔能源在提供電力、燃氣和液體燃料等方面將發(fā)揮更大的作用。

全球新能源產業(yè)不僅在解決能源危機、減少環(huán)境污染方面發(fā)揮著巨大的作用,更在各國社會經濟發(fā)展過程中逐漸成為支柱產業(yè),其市場應用和投資規(guī)模迅速擴大,各國都紛紛看好新能源產業(yè)的發(fā)展前景。

智能電網

智能電網是將先進的通信技術、傳感器技術、自動控制技術與能源電力技術相結合,以實現電網的自動化、可靠化、低成本化、節(jié)能化及高效能化為宗旨的現代化電力系統(tǒng)。

2009至2020年國家電網總投資為3.45萬億元,其中智能化投資3841億元,占總投資的11.1%,未來10年我國將建成堅強的智能電網。目前,國家正在推進“一特四大”的電網發(fā)展戰(zhàn)略。以特高壓電網為基礎,促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā),在全國范圍內實現資源優(yōu)化配置。智能電網的建設,不僅帶動了傳統(tǒng)發(fā)電商、電網運營商的發(fā)展,同時也帶動了各個分布式能源、微電網、系統(tǒng)IT服務商、半導體企業(yè)制造商,以及大量的普通用戶等各市場主體大規(guī)模地進入電力市場,從而促使市場選擇范圍更大、市場競爭更加激烈、市場風險更加分散,進而增強了電力市場的穩(wěn)定性。在智能電網環(huán)境下,傳統(tǒng)的發(fā)電商從簡單的電力供應商變成了綜合的能源、信息、科技服務商,除了為用戶提供優(yōu)質的能源外,還利用先進的技術改進能源結構、實現能源升級換代和引導能源消費。在智能電網環(huán)境下,電網、發(fā)電商、用戶、交易中心之間新的交易關系是傳統(tǒng)電力市場技術條件下所不具備的。

國內在配電領域的智能化研究,主要集中在分布式發(fā)電、新能源接入技術、用來改善電能質量的存儲技術、提高風電接入效率的相關技術以及可以提高用戶供電可靠性和供電質量的定制電力技術等方面。企業(yè)已經生產并成熟應用的有:動態(tài)電壓恢復器技術(DVR)、固態(tài)切換開關技術(SSTS);已經展開研究但還沒有應用經驗的主要有:配電系統(tǒng)靜止無償補償技術(DSTACOM)、有源電力載波(APF)等相關技術?傮w上,我國智能電網相關技術的發(fā)展重點著眼于電力電網設備、能源計量與管理及能源存儲等的研發(fā)與提升。

能源計量與管理

智能電表將會有著廣泛的應用,并且伴隨著智能電網工程的建設,市場規(guī)模將會快速增加。當前,我國電能表的擁有量約為4億臺,每年電能表的需求量超過4000萬臺。智能電表安裝數量,自2009年起開始出現兩位數的成長,2009年智能電表安裝達7,600萬具,2015年預計將達2.12億具。國內行業(yè)將面臨一個每年超過50億元規(guī)模的市場,這對智能電表制造企業(yè)更是巨大的推動,智能電表制造企業(yè)將成為充分受益于智能電網建設的排頭兵。

目前,北京、上海等一線城市已經開始試點使用智能電表進行電力電網系統(tǒng)的管理與計量。智能電表系統(tǒng)可完全滿足北京、上海等地區(qū)一戶一表方案需求,市場機會十分及時、廣闊。福州已開始為3個小區(qū),近25.7萬戶進行電網智能化改造,首批3000戶已開始正式使用智能電表,2010年年內25.7萬試點用戶將全部使用智能電表。南京市2010年年底前首批免費完成102萬戶智能電表改造,預計五年內改造全部完成。

國內從事電力線集中智能電表系統(tǒng)研制、生產的廠家或單位已有幾十家,但真正能夠獨立研發(fā)形成產品且投入市場的廠家只有少數幾家。在現有企業(yè)中,具有獨立研發(fā)能力的企業(yè)約占10%,屬二次開發(fā)、設計的占40%,散件組裝、來料加工的占50%。

能源存儲

能源存儲是智能能源重要的組成部分。儲能行業(yè)是伴隨著新能源產業(yè)和現代電力系統(tǒng)的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來的。目前,全球儲能技術主要有機械儲能(如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、電化學儲能(如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、鋰電池等)和電磁儲能(如超導電磁儲能、超級電容器等)三大類。不同儲能技術在技術成熟度、應用領域、產業(yè)化進程等方面存在差異。機械儲能中最成熟的是抽水蓄能,主要用于電力系統(tǒng)的調峰、填谷、調頻、調相、緊急事故備用等,其能量轉換效率在75%左右;電磁儲能技術比較昂貴,還沒有商業(yè)化;技術進步最快的是電化學儲能,其中鈉硫、液流及鋰離子電池技術在安全性、能量轉換效率和經濟性等方面都取得了重大突破。

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