歐洲科學與藝術院院士、瑞典皇家理工學院及梅拉達倫大學教授嚴晉躍:我們的資源變了

能源 歐洲 新能源 新能源汽車 大學 蓋世汽車 2019-01-16

1月11-13日,中國電動汽車百人會論壇(2019)在北京釣魚臺國賓館召開, 歐洲科學與藝術院院士、瑞典皇家理工學院及梅拉達倫大學教授嚴晉躍發表了主題演講,演講內容如下:

歐洲科學與藝術院院士、瑞典皇家理工學院及梅拉達倫大學教授嚴晉躍:我們的資源變了

感謝主辦方邀請我過來,我從能源系統的角度來談一下這個問題。很高興剛才前面也提到了很多問題,可能我有些內容可以快速講,可以為大家節省一些時間。

我來自瑞典,屬於是我的一個愛好做了一個主編,我的主業還是教授,我來自瑞典皇家理工學院,還有梅拉達倫大學,我們稱之為瑞典的“能源之都”,能源的工作主要在那個城市,我們有一個Engine Center,其中包括一部分工業界的支持。我先把這個重要的信息給大家,後面如果講不完就結束。

剛才有幾個觀點基本上昨天的演講和今天的演講都已經得到過認證了,首先就是我們的能源系統在轉型過程當中,我們的題目也有能源轉型和車輛融合的問題,如何協同的問題。由於它的轉型,我們能源系統的特徵發生了變化,這是從我們作為學者的角度來說,我們從資源的能源系統,逐漸集成變得更為重要,這種融合和協同也是系統集成一個非常重要的體現。我們能源系統的創新從原來很多大系統逐漸更多變成區域型、小型、分佈式。原因很簡單,因為我們的資源變了,我們最後的應用對象發生了變化,我主要圍繞這幾個主要的一些觀點談一些看法。

這裡面非常重要的就是如何和我們的E-Transportation進行集成。我本來在上半場來演講,剛剛有一個啟動儀式,也體現在這個領域裡面E-Transportation變得更為重要。我想跟大家分享一個小的故事,這是我們用了5年的時間編了一本《清潔能源手冊》,一共六卷。這裡面不是推銷我的書,主要是談一些我們在編輯書籍整個過程當中兩個非常重要的變化。我們一共六卷,包括可再生能源、能源轉換、減排、終端能源使用、儲能和其他能源相關軟科學問題。第一卷2010年的時候是替代能源的供給,現在是Renewable Engine可再生,逐漸的進入主流能源,這是很重要的轉型。另外就是Engine Storage儲能,其實這兩者之間是密切相關的,是可再生能源的介入帶來的我們對儲能的要求更為高了。這裡面有一些現象,我們在2013年,我們新增長的容量,第一次可再生能源超過了化石能源。很有意思的是,2017年美國新增加的裝機容量,94%來自於可再生能源,這個數字是非常令人吃驚的。儘管特朗普一直講要把煤拉回來,整個投資市場上已經體現出來了這些東西。可再生資源的介入跟很多方面有關係,包括政策的變化。中國在可再生資源,有一個非常關於補貼大的變化。圍繞這個問題,我們最近做了一點工作,我稍微給大家講一下。

我們把全國344個城市按照資源和發電情況做了兩個指標,一個就是按照終端用戶的電價,後來我們發現,如果按照現有光伏發電的成本來算,可以達到百分之百。當然,可以達到百分之百的煤油補貼,這是非常重要的。如果按照我們所謂的標杆電價入網只有四分之一,24.35%,這是我們最近的一個結果。現在這個還沒有發表,已經在審稿過程當中,我藉此機會快速跟大家介紹一下。我們看到這兩種情節,黃線是低於1的情況下表示是有盈利的,稍微綠一點的顏色我們可以看到,不同的城市範圍裡面,344個城市當中,我們可以看到城市的資源和當地電價發生了非常大的變化,在制約著它到底能不能盈利,整個狀況是什麼,這是我們最近的階段。

從能源整個系統來說,這是一個非常重要的觀點,我認為能源系統是在Distributed,我們看到丹麥的情況,1990年的情景和現在的情景,大家一看圖就很明白。整個新能源成本的下降,我們稱之為能源領域的摩爾定律,每兩三年減一半,這個規律基本上LED、光伏、風能都是這樣的趨勢,後面我們想儲能也會按照同樣的方式發展,在未來可能會給我們提供更多的技術空間。同時,北歐是最自由的市場,我們可以看到最低電價和最高電價差10倍。有這樣大的波動,會帶來很多新的商業模式,這裡面我就不再展開了,這都是我們能源轉型的一些特徵。

對於未來能源的系統,剛才實際上已經提到了,我們的能源從原來傳統的資源型,需要我們更多的Flexibility,這就是我們能源的需求,是高效和安全,從Flexibility到如何滿足需求平衡的問題,主要的工作就是電網,所以我們的儲能和終端響應就變得更為重要了,這四大領域,我們可以看到Flexibility和我們新能源的需求是非常相關的。

在這裡有幾個觀點,未來我們的能源系統是什麼樣的負荷,按照傳統電網還是要求穩定,這是我的一個觀點,未來能源的負荷就是變化的負荷,變化的負荷就是我們未來所謂的新常態。如何去適應?這個需要技術、政策和商業模式,這裡面有很多新的機會。關於ICT和能源的結合問題,就是所謂的互聯網+,或者是能源和互聯網之間的協同問題。這裡也是我的一個觀點,我認為簡單的用互聯網+是解決不了能源系統的問題。原因很簡單,能源和信息不是一樣的,物理特性不一樣,信息的融合、交換是增加新的信息,能源的轉換和交換是損失的,這是由熱力學第二定律決定的,這是自然定律。很簡單,當能源通過大幅度、長距離的傳輸和轉換,都會帶來很多損失。我經常舉一個例子,我們每個人都有手機,我們擔心什麼問題?是能源問題,不是信息問題,這是能源的儲存和信息儲存的成本完全不一樣。所以每天回家你要充電,可能有一個充電器要隨身帶著,但是你不會晚上把你的照片移出去。很簡單,因為信息的儲存已經很便宜了,我們在很早以前不是這樣的。什麼時候如果我們的能源儲存也能夠像信息的儲存一樣,可能整個形態會發生很大的變成。所以我一直認為,信息是為能源系統提供的一種新的信息手段,而不是用簡單的互聯網+能夠解決的能源問題。這是我的觀點,不再展開了。

能源的軟成本問題,美國每一季度都會公佈整個項目成本,我們看到軟成本里面,逐漸佔到我們項目的成本,從原來的30%,現在到了70%。這就涉及到商業模式是不是要創新的問題,我們知道在座大部分都是工程師,我們希望把東西做得更便宜,最後我們的工資也做便宜了,因為我們的學生出來掙得很少。從Business角度來說是把什麼東西賣得更貴,Business的學費更高,教授工資也高,當然他們出來掙得更多了,這是不同的商業模式。這裡面反映出來一個很重要的隱含的問題,假如我們的工程師、科學家再努力,把我們的硬成本減一半,那麼70%我們從商業模式上和整個系統不去創新的話,那麼我們未來的工作是非常艱鉅的。如果把整個成本能夠降下來,這是非常艱鉅的,關鍵是不是做軟成本的這些人願意把這個成本降下來,我們從工程和科學的角度,這個Business Model是不一樣的。

在這裡舉幾個例子,因為涉及到整個系統,這是我們在馬爾代夫做的一個極端系統,是島上的一個孤島系統,馬爾代夫希望是百分之百的可再生資源。這裡面我們發現有幾種情景,當你增加可再生能源的比例,實際上是可以賺錢的,達到大概50%左右。進一步增加到百分之七八十,百分之八九十的時候,還是可以接受的,就是要增加額外的一些成本。如果是百分之百,大家可以看到成本的增加會非常多。這是我們的一個結論,就是在現有的條件下,尤其我們可以看到這個成本的構成,儲能成本非常高,非常貴的情況下,可能90%要遠遠比100%的可再生能源好,也可能在前階段50%的可再生能源,在最開始的經濟性是遠遠超過50%的。在這個裡面,我們未來儲能成本的下降,我們所謂可再生能源是一個極端情景。

我們在做一些終端用戶的負荷轉移,一種方式是供熱系統,瑞典供熱的負荷非常高,這裡面有兩條曲線,我們可以看到,有調峰和沒有調峰是完全不一樣的。從供熱公司來說是非常合算的,有一個結果,整個能耗增加4%,這是我們做能源系統裡面發現的。從經濟上這4%是轉嫁到用戶端的,瑞典是按照熱負荷收費的,用戶端從原來單一的收費模式來說,要增加4%額外的成本,就是等於你付的熱費要高。實際供熱公司來說是很合算的,這個裡面就涉及到新的商業模式,如何在這種負荷調節的情況下,如何讓終端用戶和你的提供商也能夠共同得到共贏,這是一塊核算討論做的案例。剛才說到Smart Charge,我們的車是一個很好的移動的載體,大家都提到了很多的方案,我就不詳細說了。

我強調最後一點,系統一定是Local Dependent,我們要結合當地的情況,尤其是電動汽車,提供了一個非常好的新的機會,謝謝!

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歐洲科學與藝術院院士、瑞典皇家理工學院及梅拉達倫大學教授嚴晉躍:我們的資源變了

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