德國(guó)拜耳集團(tuán)CEO技術(shù)特別助理韋伯博士

　　中國(guó)電池雜志-中國(guó)電池網(wǎng)11月12日訊（陳語(yǔ) 湖北武漢直播報(bào)道）11月12日，在2015年第3屆中國(guó)（武漢）鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇（ABEC 2015，鋰電“達(dá)沃斯”）上，德國(guó)拜耳集團(tuán)CEO技術(shù)特別助理韋伯博士發(fā)表了題為《鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在工業(yè)園及其能源管理的應(yīng)用》的演講報(bào)告，以下是演講報(bào)告實(shí)錄：

　　女士們、先生們、尊敬的來(lái)賓，我今天演講的題目是“鋰電儲(chǔ)能技術(shù)在工業(yè)園、能源管理領(lǐng)域的應(yīng)用”，大家可能會(huì)問(wèn)這個(gè)主題與今天論壇的主題有什么關(guān)系呢？鋰電技術(shù)作為儲(chǔ)能技術(shù)的核心支撐，同時(shí)又作為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制約因素，工業(yè)園區(qū)，以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)將會(huì)在未來(lái)是鋰電儲(chǔ)能技術(shù)一個(gè)重要的應(yīng)用及市場(chǎng)。

　　首先來(lái)看一下目前的行業(yè)和技術(shù)發(fā)展情況。目前很多工業(yè)園區(qū)在能源的供應(yīng)方面都已經(jīng)規(guī)劃為了自給自足的模式，在園區(qū)的中央火電廠會(huì)生產(chǎn)高壓蒸汽，通過(guò)燃起機(jī)組轉(zhuǎn)化為電力。園區(qū)中這種孤島的運(yùn)營(yíng)方式比外部的供電更為經(jīng)濟(jì)，而且園區(qū)火電廠根據(jù)園區(qū)內(nèi)部工業(yè)能耗來(lái)量身設(shè)計(jì)的。在未來(lái)，通過(guò)智能的能源管理系統(tǒng)，未來(lái)的電網(wǎng)運(yùn)行將更加穩(wěn)定，多余的電力將與區(qū)域的配電網(wǎng)并網(wǎng)，區(qū)域電網(wǎng)可以在內(nèi)部電力供應(yīng)不足時(shí)用于補(bǔ)充。這種能源體系它的結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)潔明了，唯一儲(chǔ)能的緩沖就是外部的公共電網(wǎng)。

　　工業(yè)園區(qū)最初的能源管理系統(tǒng)它是采集園區(qū)當(dāng)中內(nèi)蒸汽消耗的數(shù)據(jù)，然后建立能耗的模型，據(jù)此來(lái)調(diào)整火電廠供應(yīng)設(shè)備的運(yùn)行。動(dòng)力設(shè)備控制機(jī)組是模塊化的機(jī)組，包括蒸汽鍋爐，發(fā)電機(jī)組和配電網(wǎng)能夠據(jù)此進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。而隨著日益上漲的電價(jià)和不斷提升的環(huán)保意識(shí)，在全球節(jié)能減排的大趨勢(shì)之下，工業(yè)園區(qū)紛紛地引入新能源，通過(guò)新型的熱能和電能供應(yīng)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)自身能源的優(yōu)化。

　　當(dāng)前特別熱的一個(gè)技術(shù)是用現(xiàn)有的中央垃圾處理設(shè)備來(lái)進(jìn)行循環(huán)發(fā)電，通過(guò)焚燒廢水處理或者污泥來(lái)進(jìn)行發(fā)電，并將垃圾焚燒產(chǎn)生的余熱來(lái)生產(chǎn)蒸汽以及供熱。生物質(zhì)能垃圾將進(jìn)行統(tǒng)一焚燒，燃燒會(huì)產(chǎn)生煙氣可以用來(lái)發(fā)電和生產(chǎn)蒸汽。沼氣產(chǎn)生的余熱還可以用來(lái)發(fā)電，并把多余的電力并入公共電網(wǎng)。生物質(zhì)能垃圾在早期設(shè)備中會(huì)轉(zhuǎn)化為甲烷，最后燃燒，用余熱發(fā)電。用蒸汽發(fā)電能產(chǎn)生熱能，同時(shí)降低對(duì)燃煤化石燃料的依賴，并實(shí)現(xiàn)減排。同時(shí)還會(huì)對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)電熱聯(lián)產(chǎn)的改造，通過(guò)冷吸收設(shè)備，補(bǔ)充能源供應(yīng)。這種模組化的能源管理它的目標(biāo)是對(duì)工業(yè)園來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)不同發(fā)電設(shè)備的優(yōu)化組合，選擇的工藝主要標(biāo)準(zhǔn)是用電的企業(yè)的電熱利用比例。

　　工業(yè)園能源管理是日趨復(fù)雜的，但是用戶端的能源感覺(jué)的原理基本是一致的。外部電網(wǎng)它仍將作為儲(chǔ)能的緩沖區(qū)，但是會(huì)引入更新的技術(shù)路徑，來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能還有調(diào)風(fēng)的目標(biāo)。使用新能源，以及更小規(guī)模的發(fā)電設(shè)備，這個(gè)要求工業(yè)園區(qū)采用能源管理新的方案和實(shí)施新的技術(shù)，這個(gè)要視當(dāng)?shù)氐哪茉唇Y(jié)構(gòu)為準(zhǔn)。

　　比如說(shuō)不同的新能源的類(lèi)型，光伏在白天夜晚，日照和雨天以及季節(jié)性的波動(dòng)差別比較大。比如地?zé)崴谝荒戤?dāng)中存在地下和周?chē)h(huán)境的溫差，而沼氣設(shè)備它可以產(chǎn)生甲烷，可以輸入管網(wǎng)，而電熱聯(lián)產(chǎn)作為分布式能源供應(yīng)系統(tǒng)，它功率比較小，而且是要按照企業(yè)的熱能需求來(lái)運(yùn)行。越來(lái)越多的電熱聯(lián)產(chǎn)設(shè)備它可以通過(guò)技術(shù)革新，在低溫功耗下進(jìn)行，可以利益更多的余熱熱能來(lái)發(fā)電。

　　最后我們還會(huì)提到一個(gè)當(dāng)前比較熱的技術(shù)，是能量采集，以上各種不同的技術(shù)路徑都是要保證工業(yè)園區(qū)實(shí)現(xiàn)分布式的能源管理。這種分布式的能源管理系統(tǒng)能夠極大地優(yōu)化工業(yè)園區(qū)的能源效益，特別是比較新的能量采集是當(dāng)前比較熱的技術(shù)。這些新的技術(shù)路徑又帶來(lái)了園區(qū)能源管理方面的參數(shù)管理的變化。

　　很多小型的能源設(shè)備之間它可以彼此連接，對(duì)整個(gè)虛擬的電廠，通過(guò)中央的集中控制，在高峰復(fù)合時(shí)能夠局部地迅速啟動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)調(diào)峰的功能。虛擬電廠經(jīng)過(guò)一體化之后，按照電熱聯(lián)產(chǎn)的原則，通過(guò)與公共電網(wǎng)的并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)峰。從能源管理整體的角度來(lái)講，相關(guān)的挑戰(zhàn)在于如何使用這些設(shè)備和通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)路徑，來(lái)形成整個(gè)工業(yè)園能源供應(yīng)的總體方案，必須是長(zhǎng)效的，可持續(xù)，經(jīng)濟(jì)性能很高，同時(shí)要有非常高的安全穩(wěn)定可靠。

　　我們進(jìn)一步來(lái)考察一下工業(yè)園區(qū)在能源管理方面所面臨的挑戰(zhàn)，首先，工業(yè)園的能源系統(tǒng)它自身的能量有效，必須要保證園區(qū)內(nèi)各家企業(yè)生產(chǎn)，這是首要任務(wù)。而工業(yè)能耗和峰值復(fù)合管理，要取決于園區(qū)相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)定位。而企業(yè)在入住園區(qū)以后，它的能源需求情況有可能會(huì)相對(duì)補(bǔ)穩(wěn)定，產(chǎn)生比較大的波動(dòng)，相應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生在用戶端也會(huì)有用電需求的波動(dòng)，特別是光伏設(shè)備。工業(yè)園區(qū)通常會(huì)有一個(gè)能量輻射網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)比較良好用戶端的用電典需求管理，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定。

　　目前工業(yè)企業(yè)它們面臨的一個(gè)共同問(wèn)題是能耗，在很多的行業(yè)已經(jīng)超過(guò)了制造成本50%以上，園區(qū)經(jīng)營(yíng)方以及企業(yè)的首要任務(wù)盡可能要節(jié)能降耗。由此以來(lái)，針對(duì)工業(yè)園區(qū)能源管理的設(shè)計(jì)、規(guī)劃提出了很高的要求，用戶端的需求側(cè)管理必須要考慮雙方，即能源的供應(yīng)方和使用方，這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的事情。

　　結(jié)合各國(guó)的環(huán)保政策，工業(yè)園區(qū)現(xiàn)在使用新能源發(fā)電，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，這就要求能源管理彈性管理，可以適時(shí)地應(yīng)對(duì)變化的發(fā)電量和波動(dòng)的用電需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化整合，各種不同能源供電模式的組合。工業(yè)園區(qū)的能源管理方需要和入住的工業(yè)企業(yè)共同地協(xié)商生產(chǎn)計(jì)劃，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)峰。要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的調(diào)峰，用戶端的需求側(cè)管理從技術(shù)層面上要求盡可能地應(yīng)對(duì)變化情況，以秒為單位進(jìn)行及時(shí)地反應(yīng)。

　　工業(yè)園的能源管理由以下幾個(gè)部分組成，我們必須要將通常發(fā)電量不穩(wěn)定的設(shè)備要整合并入園區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)，有必要在此建設(shè)虛擬電網(wǎng)，虛擬電網(wǎng)中所有的發(fā)電設(shè)備，它可以集中控制并通過(guò)與公共電網(wǎng)并網(wǎng)，來(lái)進(jìn)行調(diào)峰等優(yōu)化管理。在虛擬電網(wǎng)中，除了公共電網(wǎng)的參與，不同的發(fā)電設(shè)備和用能單位之間設(shè)置了信息交流層，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化和中央控制。

　　目前市面上常見(jiàn)的虛擬電場(chǎng)的配套軟件包括了功能管理系統(tǒng)，用以連接和控制分布式能源設(shè)備的功能，管理目標(biāo)是綜合要考慮經(jīng)濟(jì)性能，生產(chǎn)熱能和電價(jià)等因素，來(lái)優(yōu)化聯(lián)網(wǎng)以后各設(shè)備運(yùn)行的效益。

　　新型的虛擬電場(chǎng)能夠通過(guò)智能軟件工具，來(lái)系統(tǒng)化管理聯(lián)網(wǎng)電力設(shè)備，這樣一來(lái)虛擬電廠能夠整合聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中各個(gè)能源設(shè)備的運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)整體能源生產(chǎn)、耗能和儲(chǔ)能規(guī)劃。目前物聯(lián)網(wǎng)為實(shí)現(xiàn)新一代的電廠提供了重要的解決方案，新的解決方案技術(shù)核心上，它的特點(diǎn)是可擴(kuò)容，兼容性，高度的靈活，能夠充分發(fā)揮整個(gè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后整體的優(yōu)越性。

　　第二個(gè)要素是虛擬的儲(chǔ)能，為了避免設(shè)備利用率過(guò)低或者是不堪負(fù)荷，電力將直接或間接并入公共的電網(wǎng)。儲(chǔ)能在這種同步的模式中，它是承擔(dān)了調(diào)峰的功能，它接受動(dòng)力設(shè)備產(chǎn)生的電能，但是自己不消耗。但同時(shí)我們要注意，新能源發(fā)電設(shè)備它也會(huì)相應(yīng)地產(chǎn)生二氧化碳的排放，我們要同時(shí)確保用之前的減排。

　　而針對(duì)工業(yè)園區(qū)整個(gè)能源的系統(tǒng)，它是要求要大容量的儲(chǔ)能設(shè)備，達(dá)到兆瓦級(jí)別，并且能以分鐘為單位實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。針對(duì)工業(yè)園的能源管理領(lǐng)域比較重要的是短期儲(chǔ)能和中期儲(chǔ)能的技術(shù)。儲(chǔ)能電池它實(shí)現(xiàn)了百萬(wàn)之一秒級(jí)別的儲(chǔ)能，使用這個(gè)儲(chǔ)能電池可以保障電網(wǎng)中動(dòng)力設(shè)備以穩(wěn)定的頻率運(yùn)行，同時(shí)這個(gè)儲(chǔ)能電池能夠一次性地運(yùn)行數(shù)個(gè)小時(shí)。最后這個(gè)電能還可以使用化學(xué)性能來(lái)輸送，從長(zhǎng)期來(lái)看，壓縮性的儲(chǔ)能技術(shù)將是以后發(fā)展的重點(diǎn)。利用水的分解獲取空氣這種轉(zhuǎn)化技術(shù)，氫氣也可以用來(lái)發(fā)電，或者生產(chǎn)要素使用，加工成為甲烷氣。

　　在目前的技術(shù)路徑之下，有三種類(lèi)型的儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)工業(yè)園能源管理尤為重要，儲(chǔ)能電池，熱能的儲(chǔ)存和壓縮空氣的儲(chǔ)存。目前儲(chǔ)能電池已經(jīng)能夠提供系統(tǒng)的服務(wù)了，這包括了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)中以分鐘級(jí)別的儲(chǔ)能功能，它主要是用來(lái)提高電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益，而不是用來(lái)提高電網(wǎng)供能的穩(wěn)定性。目前有各種類(lèi)型不同的鋰電池作為儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用，第一種是可擴(kuò)容的磷酸鐵鋰電池，第二種是硫化鈉電池，還有容量能夠達(dá)到5兆瓦以上的釩氧化還原液流電池。還有容量達(dá)到了1兆瓦以上的可擴(kuò)容鋰離子電池。容量達(dá)到30兆瓦以上的蓄電池儲(chǔ)能設(shè)備目前還處于項(xiàng)目研發(fā)階段。

　　由于時(shí)間關(guān)系，請(qǐng)?jiān)试S我接下來(lái)對(duì)各幅圖片只做非常簡(jiǎn)短的介紹，目前正在研發(fā)模組化的軟件，這套工具已經(jīng)在兩個(gè)園區(qū)進(jìn)行了成功的試測(cè)，在未來(lái)數(shù)年將推廣上市。最后我想簡(jiǎn)單列舉一下工業(yè)園能源管理方面儲(chǔ)能技術(shù)科研的一些課題，來(lái)結(jié)束我今天的發(fā)言。

　　首先是正在研發(fā)工業(yè)園能源的研發(fā)工具，以模組化的形式在工業(yè)園的能源總體規(guī)劃階段，能充分地考慮及整合適合園區(qū)運(yùn)營(yíng)的能源效力，這套規(guī)劃工具是以工業(yè)4.0為基礎(chǔ)，優(yōu)化工業(yè)園能源智慧管理模式下的供應(yīng)結(jié)構(gòu)。

　　其次是大容量的長(zhǎng)效鋰電池的研發(fā)，大于1兆瓦的容量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)分鐘級(jí)別的儲(chǔ)能，作為主要的工業(yè)園能源管理系統(tǒng)的緩沖。

　　還有包括其他經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越的儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)，在此呢，電氣轉(zhuǎn)化技術(shù)將成為主流。而電熱轉(zhuǎn)化技術(shù)經(jīng)濟(jì)效率將得到進(jìn)一步的提升。還有電熱器聯(lián)產(chǎn)將會(huì)進(jìn)一步地得到技術(shù)性能的提升。同時(shí)整合智慧能源管理系統(tǒng)相關(guān)部件的能源網(wǎng)關(guān)也將進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)。

　　我相信鋰電技術(shù)作為動(dòng)力之源，同時(shí)也是新能源，汽車(chē)和其他能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)的技術(shù)，也是制約儲(chǔ)能領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，也是作為電子產(chǎn)品主力的電源，將會(huì)在未來(lái)成為核心的技術(shù)發(fā)展方向。

　　總體來(lái)說(shuō)我們可以期待，在未來(lái)的數(shù)年，工業(yè)園能源領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)激動(dòng)人心的新發(fā)展，工業(yè)園區(qū)的能源管理將會(huì)實(shí)現(xiàn)持續(xù)的優(yōu)化，而其中關(guān)鍵的制約因素就是儲(chǔ)能技術(shù)、鋰電池技術(shù)的發(fā)展。

　　感謝大家的關(guān)注，謝謝！

　?。ㄒ陨蟽?nèi)容根據(jù)論壇現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）