江億：我國建筑的碳達峰和碳中和

11月16日下午，由“中國（無錫）國際新能源大會暨展覽會（CREC）”組委會和中國能源研究會共同主辦的“2022碳中和行動閉門會會議”在無錫成功舉辦。本次會議以“產(chǎn)融結(jié)合·零碳引領”為主題。會上中國工程院院士、中國節(jié)能協(xié)會理事長江億分享《我國建筑的碳達峰和碳中和》。

以下為講話全文：

未來新型電力系統(tǒng)的建設，發(fā)展風電光伏是關鍵，而發(fā)展風電光伏的關鍵就是有效消納，按照規(guī)劃，未來實現(xiàn)碳中和需要建50億千瓦風電光伏裝機規(guī)模，每年提供4萬億度電，占總電量的60%。如此多的風電光伏可以大比例安裝在西部沙漠各地區(qū)嗎？這個分析有一定問題，目前光伏裝機成本急劇下降，按照電量計算，發(fā)電成本已低于燃煤電廠，但要從西北部輸入到東部，長途輸電的成本跟風光的裝機成本幾乎差不多，在3元-4元/瓦。

從發(fā)電來看，為了解決輸送問題需在發(fā)電端裝儲能，而儲能只能解決輸電網(wǎng)的利用率。若在用電終端裝儲能，更重要的是儲能可以用來解決發(fā)電用電在時間上不同步的問題，所以用電側(cè)裝儲能更有意義，此時又與2000公里距離差有很大矛盾。

另一很實際的問題，如果在西北部安裝風電光伏，最后“千軍萬馬”都通過河西走廊，而河西走廊中部有張掖，南有祁連山，北邊是沙漠和大山，在中間的空白里頭裝上百條、幾百條、千萬千瓦級別的輸電線路有很大的困難，空間不足。從這些問題出發(fā)可以分析出來，中國要靠風電光電解決問題，重點還得在中東部負荷密集區(qū)來發(fā)展風電光電，應該是50億千瓦在中東部，20億千瓦安裝在西北。這樣中東部地區(qū)每年，一天里邊不同時刻，風電光電占總電量的比例會在50-70%之間變化。如何解決風光消納問題，就成為發(fā)展風光電的重點?，F(xiàn)在大力發(fā)展抽水蓄能，包括用水來做風控調(diào)節(jié)，還有各種集中儲能的設施，像化學儲能、物理空氣壓縮儲能、慣性、飛輪等等，包括用火電來調(diào)峰，再用C4X來回收二氧化碳，這些辦法的投資都非常高，屬于高成本的儲能方式，所以只能解決30-40%的儲能跟調(diào)節(jié)的任務，剩下百分之六七十的電力調(diào)節(jié)是依靠用電終端來解決，因為終端儲能有巨大的潛力。比如，未來大力發(fā)展電動汽車，到2035年，中國將有3億輛以上的電動四輪小轎車，每個車儲電電池是在50-100度電，如果平均70度電，3億輛車是200億度電一天的儲電能力。中東部地區(qū)要用6萬億度電一年的風電光電，一天是二三百億度，要是有200億度電的儲電能力，基本能夠?qū)崿F(xiàn)對風光的消納、儲存、調(diào)節(jié)。

此外，建筑終端具有很大的調(diào)蓄能力，包括上世紀就開始冰蓄冷、水蓄冷，包括建筑里有大量的風機、水泵，要是讓它在2-3個小時這段時間降低轉(zhuǎn)速，80%的轉(zhuǎn)速能使得風量跟水量循環(huán)量降到80%。稍微對建筑環(huán)境有一點兒影響，但是電功率可就降50%。此外，熱泵或者電加熱的生活熱水通過熱水箱蓄熱就可以改變用電時間，包括冰箱冷柜這些可時移的用電設備，還有高峰時段對部分次要負荷。據(jù)悉，扶梯也可以實行變速調(diào)節(jié)、還有小家電（里面帶有蓄電池），看著每個都不大，但是按照統(tǒng)計全球電池總量的30%左右，都用在小家電上。所以把這塊資源要利用起來，這是一個巨大的市場潛力。因此，電動車200億度電一天，若用了70%，150億度電，建筑要提供50億度電一天，兩者結(jié)合便完成光儲調(diào)節(jié)要求。

接下來的問題到底如何接入？我們提出來建筑光儲直柔配電，其中很重要一條是把充電樁接到了建筑內(nèi)網(wǎng)上，利用建筑本身的配電容量，在建筑配電容量有富裕的時候通過充電樁給車充電。在電力不足時，甚至還可以從車里邊取電，供建筑用。這樣光儲直柔建筑這里邊是直流母線，外電往來經(jīng)過ACDC整流，由直流母線配電給各個用電終端用，這個ACDC就可以根據(jù)取電功率來實時的調(diào)節(jié)直流母線電壓。當希望從外邊取更多的電時，只要把輸出的直流母線電壓提高，就會號召各個用電末端，包括這些充電的蓄電池的都用電，這時候取電功率就大了。當希望降低從電網(wǎng)的取電功率的時候，只要把直流母線電壓調(diào)低，這時候各個用電終端就會盡可能的減少用電功率，這些充電裝備就停止了儲電，甚至于電壓再低，可以釋放部分電力從車里頭來支撐建筑物里面的用電。這樣一來就可以通過調(diào)節(jié)直流母線電壓來調(diào)節(jié)從電網(wǎng)的取電功率，從而實現(xiàn)整個建筑靈活用電的目的。

問題來了，根據(jù)什么信號來調(diào)節(jié)從電網(wǎng)上的取電電量？什么時候該多取電？什么時候應該少取電？進一步再考慮，既然直流的光儲直柔能干這個事兒，若在交流網(wǎng)上加個載波信號，直接用信號去激勵各個終端自行進行調(diào)節(jié)，也行嗎？所以不一定是直流。這個基本問題就變成了到底是如何實現(xiàn)用電終端跟電網(wǎng)的協(xié)同，這是問題的本質(zhì)。

江億表示，風電光伏的有效消納需要靠終端的蓄能跟調(diào)節(jié)能力來破解。剛提出來的電力動態(tài)碳排放責任因子的說法僅僅是研究構(gòu)思，希望在真實電網(wǎng)模擬實施。通過模擬檢查各種可能出現(xiàn)的情況和問題，不斷的修正，使其更符合實際情況。同時，我也呼吁敢為天下先的電力部門先行試驗，共同為破解中國新能源消納的難題，充分調(diào)動終端的儲能和調(diào)節(jié)資源，開辟出一條中國特色的新路來。謝謝大家。