2018年1月12日，“未来能源大会”在北京举行，会议围绕“新时代”能源生产、传输、转化、利用及跨行业的一系列重大变革，讨论推进能源生产消费的智能化体系、多能协同综合能源网络、与能源系统协同的信息通信基础设施建设等话题。大会旨在推动分布式能源、储能和电动汽车应用、智慧用能和增值服务、绿色能源灵活交易、能源大数据服务应用等新模式和新业态的实现。
中国科学院院士，IEEE院士周孝信先生发表主旨演讲《未来能源中的跨界融合：未来电网与分布式能源》。
以下为发言实录：
周孝信：谢谢，各位专家、各位领导大家上午好！题目我们单子印的不一样，分布式能源我单独讲不了，还是从大电网的发展讲一下，《我国新一代电力系统的发展前景》。
主要内容是这么几个：
第一三代电网与新一代电力系统。
第二新一代电力系统的主要技术特征。
第三几类技术突破的全局性影响。
第四总结。
这个是我几年前提出来的一个，说是一个理念，我们纵观全世界，电力系统与发展应该说根据它的主要特征，包括技术特征以及其他一些个宏观的一些特征吧，可以分成三个阶段：
第一阶段，上个世纪50年代以前，那叫第一代电网，第一代电力系统，主要的特点是书店特别低，另外电网规模很小，小机组，这是一系列的特征。
第二阶段，上世纪后50年，实际上从全世界来讲，是二次大战以后，电力发展很快，面对这样一个情况，整个电力系统的发展从一个小规模的发展向大规模，规模性，技术越大越精密，电压等级越高能力越强，大电网也是一样。所以总的特点就是大机组、超高压、大电网，交直流与互联电网。但是这么一个电网，如果我们没有环境的问题，没有资源的问题我们这个地方不会特别好，大家以前也都很自豪，我们有这么大规模的网络系统。但是实际上它是不可持续，因为它主要还是以化石能源为主，包括资源问题，包括环境问题，所以认为是一个不可持续的一个发展模式。
第三阶段，新一代电力系统，我们调研的结果，事实上国外上世纪90年代开始有这样一个发展的趋势，我们国内还是新世纪中叶，它的应该是可再生能源和石油源发电为主，2020年我们希望这个份额达到70-80%。另外还有一个就是网络的问题，网络应该是骨干电网和局部的电网和微电网的结合，再就是电源，电源就是主力电源，对中国来说还是要主力，分布式电源要结合，是这么一个主要的结构特征。当然还有一些其他的特征。
总的来说，它是一个基于可再生能源和清洁能源，是一种可再生发展的综合电力的发展模式。
这个我们最近做了一个很简单的模型分析，我们在国家宏观目标的指引下，宏观目标一个是我们十三五规划，再一个就是我们能源局、发改委公布的2016-2030年能源生产消费发展的战略，事实上它也展望了2050年的情况，根据这些目标，我们算了一下，估算，应该说是估算，不是从最底层的需求来做起，把整个电力的结构，包括装机容量，包括发电量。但是它的前提条件是有一些技术条件，比如说规划性能源占能源市场的百分之多少？还有我们的人口和人均用电量的数据来进行推算。
刚才讲了我们能源转型以及战略目标，十三五规划提出来2020年的目标，2016-2030年的战略。根据这个模型分析的结果，我们做了几种情景，其中有一种情景，我们认为还是比较合理的，但是不一定，这个大家再探讨。左边这个图是画了一次能源消费结构演化趋势，2015年我们可以看到这个灰颜色的是煤炭的消费量，占比比例是70%，以后逐渐递减，递减到2050年是多少？这是很关键的一个数，我的看法应该是在20-30%之间，但是有的说到40%。
这个红的颜色是非化石能源的比重，我们目标是2020年15%，2030年20%，从这个情况来看，2030年20%是低了，还要再高两三个百分点，逐渐就平缓了。现在看起来是低，20%是低，那么到2050年是多少？这个咱们这个占比，刚才战略里面提出是一半，占一半以上，一半就是50%，是这么一个情况。
除了这些，我们还对电力方面做了一个分析，比如说做了年均用电量，这个是给定的，这个也是我们十三五规划的是五千度，2030年是六千千瓦时，后面多少？2035年是多少？2050年是多少？估计2035年是七的千吨，2050年九千吨。非化石能源电量比重2030年应该是50，我算的是48%，那么到2050年是多少？这个是大家也有不同的看法，我做的情景是2035年是55%，2050年是78%，其中这里边核能占10%几，所以其他的可再生能源大概是不到70%的样子，这是从电量来看。
另外还做了别的，比如说能源系统二氧化碳的排放，算的结果，目前的情况大概是80几亿吨，2030年90多亿吨，这个是完全能源系统的二氧化碳排放量，不包括全部。所以煤炭的排放占比多少？这里都有一些数据，这个表实际上是供给大家参考的，不是一个科学的、严谨的预测，不是。
下面这些图就是把刚才我算的结果，电力的情况，2020、2030、2050天的情况划分的，特别这张图，这个供大家参考。这个曲线也是根据刚刚 的结果划分的曲线。
刚才说了总结，从电网来说，我们觉得一个是大规模西电东送，2020年到2.7亿千瓦，这么一个数，未来我们希望还有大的发展，可能到4.5亿-5.5亿千瓦，这是最大的，但现在不太好说。那么这里当然是未来20、30年还是这么西九情况，再一个是分布式能源的发展，分布式发展应该是互为补充、优化组合。
这张图是设想电网是什么样的，特别是西部的电网，其中一个想法是在西部建一个直流的输电网，为什么这样？我的水电，我的风电、太阳能发电，通过网络可以把它的数据曲线划出来，否则的话你一步步线送，运行小时数很低，这样工程是建不起来的，不可能实现，当然还有别的原因。这是第一点。
那么新一代电力系统的主要技术特征，我们从技术来说，我们归纳了四个，这个也不一定就是这四个。
第一，高比例可再生能源电力系统。
第二，高比例电力电子装备电力系统。这是输电和配电，不再展开。
第三，多能互补的综合能源电力系统。这里特别注意是我们用户侧用电用能要综合利用，降低能源消费，这个是非常非常重要的一个点，我们电力系统应该义不容辞的参与到这里头去，为大家提供综合能源服务。各地都是这么做的，这是一个正确的方向。
第四，信息物理融合的智能电力系统。
甘肃现在这个比例就比较高，它比例是多少装机容量比全省的总装机是41%，这个很高了，将来全国都要这样，可能比这个还高，它现在遇到的问题是它的电网比较莫若，当有还有气风、气光，这个不多说了。这是第一点。
第二个电子装备，这是我们画了一张图，2016年我国的超特高压直流输电工程。还有进一步发展，包括刚才讲的西部的直流输电网的一个设想，是左边这张图。右边这个是最新的发展，是张北，目前已经核准了，现在开始建设。还有除了输电以外，大量的配电网。
第三个多能互补，我们给综合能源系统可以分成两部分，一个叫源端基地综合能源电力系统区域，我们说了希望在区域形成一个网络。第二个我将来这么多的可再生能源不能全靠电网来输送，还要就地消纳，就地转化，把它变成可储存、可运输这样的一些能量。现在我想如果这个问题靠常规的储能是解决不了，要靠运输氢，首先要生产氢，要用多余的电力，甚至不只是多余地电力，我做风能、太阳能就是为了转化。所以我们叫源端基地综合能源电力。
还有一个就是终端综合能源电力系统，我觉得我们中国秦岭淮河以南冬天是非常难受，我也是深有体会。要解决，怎么解决？我也是觉得地热。 咱们北方我曾经在北京郊区问他你零下15度怎么样？他说效果可以，北京冬天有热供嘛。这个终端综合能源解决大有可为，包括示范，包括地方自发做，这些东西多的很，希望我们能源网，我们分布式专委会能够加大关注类似这样的问题。
具体的框架不说了。
第四就是信息物理融合的智能电力系统，现在又发展能源互联网，这个能源互联网我的理解是这么三点：
第一点，是以电力系统为核心和纽带，多种能源互联互通的能源网络。通过多能协同互补，大幅度提高能源综合利用效率。我们现在的项目是多少？总的项目只有20%几，24还是25%？如果这个能够提高的话，整个效率会到40%-50%可以替代，所以这个能源互联网要通过多能互补，大幅度提升效率。
第二点，是能源系统与互联网技术深度融合的信息物理系统。以互联思维和技术改造传统电力系统，广泛应用网恋、大数据、云计算、大幅度提升能源电力系统的灵活性、适应性、智能化和运营管理水平，大幅度提高接收波动性可再生能源的能力，助力能源转型。
第三点，是以用户为中心的能源电力运营商业模式和服务业态，向用户提供便捷互动的能源电力信息综合平台。我曾经提出来我们能源电力如何提供一个综合服务？因为我们的光纤系统很发达，包括输电，包括发电，为什么光纤呢？光纤利用率很低很低呢，它量还是很小，充分利用起来那是非常高的，当时我还是体会不到，但现在我觉得这个可以打破。
这是三点理解吧，不一定对。
几类技术突破的全局性影响，这个我先说一下吧。
1、高效低成本太阳能、风能发电和电网友好技术。这个还是要真正做到能够比常规的电力还便宜，还容易推广，更接近用户，这个就是我们未来可期待的。
2、高效低成本长寿命储能技术。这个也是进步很快，但是总的不理想。刚才陈主任讲的电动汽车，目前来说电动汽车的储能和我们电力电网的储能它的要求不尽相同，我们要求低，需要长寿命多次，而且价格要便宜，不需要太强的电力动能，但是总的来说电动汽车的资源应该充分利用。
再一个我在这里确实要呼吁一下，储热、储氢要发展，不仅仅是储电，他们锂电池研究了很多了。
3、高可靠性低损耗电力电子技术。其中主要以所谓宽禁带电力电子器件的发展。这个常规的电源比性能还是稍差一些，所以用新一代的电力电子器件来代替传统的，难度也确实很大。
4、高强度绝缘技术和超导输电技术。现在我们输电都是都是架空输电线，但是输电也有环境问题，特别对环境的限制，我们几十公里又要送电，又要送石油，高度集中在这一条很窄的走廊通道里面，是很不安全的，也是很难保证的。所以把电缆做的小，精度高，气体地下管道的输电要做的好，国家重点的攻关计划提出一个超导的液化天然气共同输送的一个能源管道，这是很好的一个概念。
5、新一代人工智能技术。人工智能大家看了很多，特别是大数据时代的人工智能，基于超强的数据获取能力和计算能力，基于无所不在的传感网，计算能力也是超强，这样的话我们就可以实现浅层到深层神经网络的技术，另外算法来说，从单纯依赖数据驱动的模型到和知识引导相结合。这个我都不说了，大家看一下资料吧。这个是作为我们电网来说，还是可以考虑这个问题的，能源系统可以考虑，基于先进传感、物联网、大数据、云计算、深度学习、区块链等信息通信、互联网化人工智能技术，应用于电网的智能设备，智能调度、智能交易，有可能颠覆传统电力系统的设备管理、系统调度、能量管理和交易方式。
最后建设清洁低碳、安全高效的新一代能源系统是我国新一轮能源革命的核心目标，能源转型是实现这一目标的关键步骤。那么这个新一代电力系统的实际上是新一代能源系统的核心，电力系统以化石能源为主，向可再生能源为主转型，将对能源转型目标的实现起关键作用。
第三代电力系统是100多年来第一、二代电力系统的传承和发展，是推动能源转型发展、构成新一代能源系统核心的新一代电力系统。
高比例可再生能源、高比例电力电子装备接入电网，多能互补综合能源以及信息物理深度融合智能化电网，是新一代电力系统的显著技术特征。
这是今天给大家汇报的内容，谢谢大家！
