中國儲能網訊：——訪全國政協(xié)常委、中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所所長劉中民
本報記者 王頌
今年政府工作報告提出，“因地制宜發(fā)展新質生產力，加快建設現(xiàn)代化產業(yè)體系”“協(xié)同推進降碳減污擴綠增長，加快經濟社會發(fā)展全面綠色轉型”。新形勢下，新型電力系統(tǒng)加快構建，各方如何開展協(xié)同創(chuàng)新，人工智能等新技術可在哪些方面賦能電力行業(yè)？記者就此采訪了全國政協(xié)常委、中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所所長劉中民。
記者：2024年，我國全社會用電量同比增長6.8%。截至2024年年底，我國新能源發(fā)電裝機達14.5億千瓦，首次超過火電裝機規(guī)模。您認為，統(tǒng)籌電力保供和能源轉型應重點關注哪些問題？如何在能源供給、能源消費等方面著手夯實能源保障基礎、推動綠色低碳轉型？
劉中民：近年來，我國持續(xù)推動“降煤、穩(wěn)油、增氣”，大力發(fā)展可再生能源，促進能源體系向低碳化方向演進。風電、光伏發(fā)電裝機大規(guī)?？焖侔l(fā)展，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來新的巨大挑戰(zhàn)。風電、光伏發(fā)電裝機占比超40%的同時，其發(fā)電量僅占全國總發(fā)電量的18.2%，出力波動導致電網靈活性資源不足。我國能源消費總量持續(xù)增長，且煤炭消費總量仍在增長。
實現(xiàn)碳達峰碳中和，是完整準確全面貫徹新發(fā)展理念、構建新發(fā)展格局、推動高質量發(fā)展的內在要求。要處理好發(fā)展和減排的關系，在降碳的同時確保能源安全、產業(yè)鏈供應鏈安全?！笆逦濉睍r期，我國能耗雙控逐步向碳排放雙控全面轉型，需要在能源安全保障和產業(yè)鏈安全穩(wěn)定的前提下探索煤炭消費總量控制政策，一方面，提高煤電機組深度調峰能力，推動煤電機組由“主力電源”向“調節(jié)性電源+基礎保障電源”轉型；另一方面推動煤炭清潔高效轉化利用，對沖因電動車快速發(fā)展所引起的石油用量減少與化學品需求增加的矛盾，保障我國化學品供應鏈安全。此外，積極發(fā)展可再生能源關鍵技術和多元化規(guī)模儲能技術。這是大規(guī)模、高比例發(fā)展可再生能源實現(xiàn)能源轉型的關鍵動能。總體上，應立足我國資源稟賦推動能源革命，在新能源安全可靠替代基礎上推動傳統(tǒng)能源逐步減量。
記者：在新型電力系統(tǒng)和新型能源體系構建的背景下，您認為應該如何推進跨行業(yè)、跨領域交叉融合發(fā)展？電網能扮演什么角色、發(fā)揮什么作用？
劉中民：長期以來，我國能源及相關工業(yè)立足“富煤貧油少氣”的化石能源資源稟賦，建立了規(guī)模龐大的煤、油、氣開采工業(yè)，以煤炭為主體的電力工業(yè)，以石油和煤炭為基礎的化學工業(yè)和鋼鐵水泥等基礎工業(yè)，其中很多具有高能耗、高排放的特點。當前，龐大復雜的能源工業(yè)體系存在各能源種類相互獨立、產業(yè)間難以跨系統(tǒng)耦合優(yōu)化等問題，需要在整體能源工業(yè)體系中統(tǒng)籌考慮各種能源的定位與協(xié)調發(fā)展，遵循能源工業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律，以“多能融合”新思維去審視傳統(tǒng)流程工業(yè)，沿著“化石能源清潔高效利用與耦合替代、可再生能源多能互補與規(guī)模利用、基于低碳與零碳的工業(yè)再造、低碳化智能化多能融合”主線，掌握各能源之間互相融合的關鍵核心技術，打造更加合理的能源結構和工業(yè)結構，推動新型能源體系和新型工業(yè)化的系統(tǒng)性變革。
作為連接能源生產與消費的平臺，電網是構建新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的核心環(huán)節(jié)，是多能融合體系的重要組成部分，在新型能源體系建設中發(fā)揮中樞作用。在多能融合體系中，電網與儲能和氫能聯(lián)系緊密，通過儲能接入電網，保障可再生能源消納和電網安全穩(wěn)定。電力與氫能是互為補充的能源載體，電氫協(xié)同可在發(fā)揮各自優(yōu)勢、促進新能源消納的同時，有效解決高比例可再生能源消納與剛性負荷需求之間的矛盾。在低碳與零碳的工業(yè)再造中，電網也為高耗能工業(yè)部門電氣化改造提供了基礎。此外，電網大規(guī)模遠距離輸電能夠很好解決我國資源稟賦不均等問題，提高能源供應的可靠性和韌性，保障經濟社會高效運行，推動相關關鍵技術和產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
記者：新型電力系統(tǒng)建設是一項系統(tǒng)性工程。隨著新一輪科技革命和產業(yè)變革迅猛發(fā)展，能源技術領域面臨怎樣的機遇和挑戰(zhàn)，應在哪些方面發(fā)力突破關鍵技術？您的團隊有哪些創(chuàng)新成果？
劉中民：當前，全球能源生產逐漸由資源驅動向技術驅動轉變，一大批能源領域創(chuàng)新技術以前所未有的速度迭代，催生化石能源與非化石能源之間、各能源子系統(tǒng)之間、各能源資源加工利用過程間集成發(fā)展和深度融合。這將促使能源工業(yè)體系全產業(yè)鏈發(fā)生深刻變革。
應統(tǒng)籌科研力量和資源，加快低成本、高效率的風能、太陽能、生物質能、海洋能和地熱能等可再生能源技術創(chuàng)新，提升智能電網和分布式能源系統(tǒng)的靈活性與穩(wěn)定性；突破大規(guī)模儲能與氫能技術，推動儲能在電力調節(jié)、消納可再生能源方面的應用，提升氫能制取、儲運與利用的效率。與此同時，提升化石能源清潔利用效率，推動工業(yè)流程再造與多能融合，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。
中國科學院大連化學物理研究所開展了一系列多能融合技術創(chuàng)新和產業(yè)示范探索。在儲能技術方面，去年年底，我國嚴寒地區(qū)大型全釩液流電池共享儲能電站、東北首座集中共享式儲能電站——吉林松原乾安中卉玉字儲能電站投產。該電站由電網企業(yè)牽頭組織建設運營、我所提供技術支持，填補了嚴寒地區(qū)規(guī)模化儲能建設及應用的空白，這也是我們和電網企業(yè)深入合作的實踐。在煤炭轉化領域，我們開發(fā)高效制取烯烴、芳烴及含氧化合物等大宗化學品和燃料的技術，促進了煤化工與石油化工的互補耦合，為構建現(xiàn)代化工體系提供技術支撐。針對我國石油化工低碳化升級及與煤化工融合發(fā)展方向，我們開發(fā)了多項新技術并完成中試，正在推進工業(yè)示范。
記者：數(shù)字化、人工智能等新技術已逐步在各行各業(yè)應用。您認為，未來的能源系統(tǒng)是怎樣的？您對于人工智能與能源電力融合發(fā)展有何建議？
劉中民：人工智能等新興技術同各行各業(yè)的深度融合，成為行業(yè)轉型升級的重要引擎。能源系統(tǒng)也將向智能化、高端化結構調整，轉型升級。今天的能源系統(tǒng)已經基本完成了生產流程的數(shù)字化，正在走向智能化。新一代人工智能技術將顛覆傳統(tǒng)范式，融入從實驗設計、技術研發(fā)、工藝放大、產品生產和管理等全流程各環(huán)節(jié)。例如，國家電網公司的光明電力大模型為電網安全穩(wěn)定運行、促進新能源消納、做好供電服務提供技術支撐。我所聯(lián)合企業(yè)及科研院所開發(fā)的智能化工大模型，正在實現(xiàn)化工知識的快速檢索及化工流程工藝的自主設計和優(yōu)化。未來的能源系統(tǒng)必然是能量流、物質流與信息流深度融合的智能系統(tǒng)，將更加綠色低碳、安全可靠、智慧互聯(lián)、經濟實惠。
建議國家加快部署“人工智能+能源行業(yè)”行動，選取龍頭企業(yè)與機構，開展“人工智能+”具體融合，打造“一行一業(yè)”人工智能應用模式，提高能源行業(yè)整體應用水平。
電網企業(yè)可以借助人工智能，實現(xiàn)能源生產、傳輸、儲存和消費環(huán)節(jié)全面優(yōu)化和分析預測，逐步完善高精度可再生能源功率預測、輸電線路智能巡檢和故障預警、電力智能調度、需求側精準響應等方面應用，推動能源清潔低碳轉型。
此外，人工智能發(fā)展必將帶來電力需求攀升，建議國家頂層設計與電力供應相匹配的算力布局，加快推進“東數(shù)西算”工程，在西部可再生電力富集地區(qū)建設“風光儲氫算”一體化體系，加速推進能源數(shù)字基礎設施低碳化轉型。
