李立浧：建设透明电网，支持能源绿色转型|2021全球绿色发展高峰论坛
9月6日，2021全球绿色发展高峰论坛于在中国四川省成都举办。“碳中和愿景下能源转型与创新”是此次绿色发展峰会的焦点话题，大会邀请了海内外院士、各国能源行业专家学者及著名高校、相关专业人士，紧扣应对全球气候变化的共同目标，分享对中国、美国和欧洲的未来能源转型，实现碳中和的见解和愿景，探讨中国西部成渝双城经济圈的绿色发展和新型电力系统。作为生态领域的领军人物，中国绿发会副理事长兼秘书长周晋峰受邀参与此次论坛。
绿会融媒对此次论坛进行了直播，直播回放请参见：
https://t.cn/A6IBqPdY
现将峰会主旨报告人，中国工程院院士、南方电网公司专家委员会主任委员、华南理工大学名誉院长李立浧院士的讲话内容分享如下：
大家好，我来自华南理工大学和中国南方电网，从事电网技术研究和工程建设。我今天利用这15分钟的时间向大家报告一下，在双碳目标和建设以新能源为主体的新型电力系统背景下，电网技术和电网企业应该干什么？我们现在在做什么？
我们知道能源转型和绿色发展有助于应对气候变化和环境保护。我国承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这对整个电力系统和电网企业这是非常重要的。今年3月15号我国提出了要构建以新能源为主体的新型电力系统，这也是我们非常关注的事情。到2060新能源为主体，电力系统将会一个是什么样的状态？那么中国的电能将从2020年的20%提升到70%，括号里还有个90%就是中间的泛电气化。
什么是泛电气化？现在有很多人提出新电气化和再电气化，我所说的泛电气化就是用电力来制氢制甲醇，来制造像现在的化石能源一样的替代品，所以到那个时候电能可能要占到90%。关键是要实现数字化、智能化、透明化，这也是我演讲的主题。
我们讲数字化，现在电力系统也有数字化。我认为未来的数字化和现在的区别在于数字的广度、深度、精度和厚度方面是不一样的。为什么我提出透明电网这个概念？我觉得电力系统，特别是电网系统，对于信息化数字化发展的没有其他行业快。为什么会出现这种情况？因为我们承受了一个巨大的安全问题，还有保证供应的问题。所以，我认为这是我们要突破的一件事，就是要提升电网企业的数字化、信息化。2015年，我在中国工程院做能源技术革命的技术方向和体系战略研究时，发现交通系统的导航系统信息化以及以色列的农业系统信息化，都比电网做的要好，因此我提出了透明电网的概念，就是要实现全面可见、可知、可控，要通过信息技术、计算技术、通信技术、传感技术、控制理论和控制技术等等与电网电力系统深度融合，实现电网的自由数据采集、自由数据存储、自由数据获取、自由智能分析，这就是我提出的这个概念的含义。
要实现数字化、信息化、智能化，它的基础是数字和数据。怎么获取数字和数据？第一步要有智能传感技术，我给小微智能传感技术提出了9条要求，这也是我们一直在争取做好的一件事情。我举一个例子，电流的传感我们用的是CT与PT，特别是超高压和特高压。但是CT一般有20米高，安装起来非常困难，价格也很贵。所以，我们利用用巨磁阻对于磁场敏感的技术来研发微型智能电流传感器。现在已经有研发成果了，计划明年在南方电网逐步取代。这一款是我们集成了电压、电流的频率相位的传感器。就这么小的一个设备，却能起到非常重要的作用。
虽然现在有成果了，但我还不是很满意电压。电流传感器在500千伏上已经做了，不光有电气量，还有非电气量，包括环境温度和视频功能，能够在调度中心监控输电线路的环境。
那么我们未来要怎么做？我们准备研发在变压器里面放一个智能传感器，类似于智能机器人，自动巡检变压器油和内部绝缘状态，并将信息发送到外部决策系统。我们正在研究封闭环境如何通讯，声波通讯是我们正在采取的一个方案。理想的透明输电系统，就是输电线路上装若干个传感器。输电线路的巡视非常艰苦，以前是人巡，后来是直升机巡，到现在是无人机巡。未来我们就靠传感器来展示，不需要巡视就能够自动反映输电线路的状态。下面中央电视台展示的在云南电网香格里拉一个500千伏线路上安装的传感器。
那么未来的电力系统以及电网还能做些什么？接下来讲讲镜像/数字孪生电网，我们现在有计划在云南电网做数字孪生电网，在广东中山电网做配电系统数字孪生。通过数字孪生技术可以让电力系统进行调度运行研究，相应的研究不通过数字孪生来做。所以我们的目标是把现在的模型、仿真、计算逐步转到数字孪生进行技术分析。电力系统向透明化演进，是我们的理想。
对于未来新型电力系统，如果不靠数字化、信息化、智能化管理，那是不可设想的。在这个目标下，我用三句话来说说未来新型电力系统的发展方向。第一，可以无条件接受新能源；第二，系统有“无限大”的功率，有“无限多”的能量；第三系统安全稳定靠功率的动态平衡，靠能量的动态平衡。希望在座的各位高校老师同志们能够研究未来电力系统的平衡理论，如果老纠结惯量平衡、惯量稳定，我们这条路是走不下去的。谢谢大家！
（以上内容根据现场发言整理，未经本人审核）
图源/2021全球绿色发展高峰论坛
整理/老夏 审核/虫二编/青鸯
9月6日，2021全球绿色发展高峰论坛于在中国四川省成都举办。“碳中和愿景下能源转型与创新”是此次绿色发展峰会的焦点话题，大会邀请了海内外院士、各国能源行业专家学者及著名高校、相关专业人士，紧扣应对全球气候变化的共同目标，分享对中国、美国和欧洲的未来能源转型，实现碳中和的见解和愿景，探讨中国西部成渝双城经济圈的绿色发展和新型电力系统。作为生态领域的领军人物，中国绿发会副理事长兼秘书长周晋峰受邀参与此次论坛。
绿会融媒对此次论坛进行了直播，直播回放请参见：
https://t.cn/A6IBqPdY
现将峰会主旨报告人，中国工程院院士、南方电网公司专家委员会主任委员、华南理工大学名誉院长李立浧院士的讲话内容分享如下：
大家好，我来自华南理工大学和中国南方电网，从事电网技术研究和工程建设。我今天利用这15分钟的时间向大家报告一下，在双碳目标和建设以新能源为主体的新型电力系统背景下，电网技术和电网企业应该干什么？我们现在在做什么？
我们知道能源转型和绿色发展有助于应对气候变化和环境保护。我国承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这对整个电力系统和电网企业这是非常重要的。今年3月15号我国提出了要构建以新能源为主体的新型电力系统，这也是我们非常关注的事情。到2060新能源为主体，电力系统将会一个是什么样的状态？那么中国的电能将从2020年的20%提升到70%，括号里还有个90%就是中间的泛电气化。
什么是泛电气化？现在有很多人提出新电气化和再电气化，我所说的泛电气化就是用电力来制氢制甲醇，来制造像现在的化石能源一样的替代品，所以到那个时候电能可能要占到90%。关键是要实现数字化、智能化、透明化，这也是我演讲的主题。
我们讲数字化，现在电力系统也有数字化。我认为未来的数字化和现在的区别在于数字的广度、深度、精度和厚度方面是不一样的。为什么我提出透明电网这个概念？我觉得电力系统，特别是电网系统，对于信息化数字化发展的没有其他行业快。为什么会出现这种情况？因为我们承受了一个巨大的安全问题，还有保证供应的问题。所以，我认为这是我们要突破的一件事，就是要提升电网企业的数字化、信息化。2015年，我在中国工程院做能源技术革命的技术方向和体系战略研究时，发现交通系统的导航系统信息化以及以色列的农业系统信息化，都比电网做的要好，因此我提出了透明电网的概念，就是要实现全面可见、可知、可控，要通过信息技术、计算技术、通信技术、传感技术、控制理论和控制技术等等与电网电力系统深度融合，实现电网的自由数据采集、自由数据存储、自由数据获取、自由智能分析，这就是我提出的这个概念的含义。
要实现数字化、信息化、智能化，它的基础是数字和数据。怎么获取数字和数据？第一步要有智能传感技术，我给小微智能传感技术提出了9条要求，这也是我们一直在争取做好的一件事情。我举一个例子，电流的传感我们用的是CT与PT，特别是超高压和特高压。但是CT一般有20米高，安装起来非常困难，价格也很贵。所以，我们利用用巨磁阻对于磁场敏感的技术来研发微型智能电流传感器。现在已经有研发成果了，计划明年在南方电网逐步取代。这一款是我们集成了电压、电流的频率相位的传感器。就这么小的一个设备，却能起到非常重要的作用。
虽然现在有成果了，但我还不是很满意电压。电流传感器在500千伏上已经做了，不光有电气量，还有非电气量，包括环境温度和视频功能，能够在调度中心监控输电线路的环境。
那么我们未来要怎么做？我们准备研发在变压器里面放一个智能传感器，类似于智能机器人，自动巡检变压器油和内部绝缘状态，并将信息发送到外部决策系统。我们正在研究封闭环境如何通讯，声波通讯是我们正在采取的一个方案。理想的透明输电系统，就是输电线路上装若干个传感器。输电线路的巡视非常艰苦，以前是人巡，后来是直升机巡，到现在是无人机巡。未来我们就靠传感器来展示，不需要巡视就能够自动反映输电线路的状态。下面中央电视台展示的在云南电网香格里拉一个500千伏线路上安装的传感器。
那么未来的电力系统以及电网还能做些什么？接下来讲讲镜像/数字孪生电网，我们现在有计划在云南电网做数字孪生电网，在广东中山电网做配电系统数字孪生。通过数字孪生技术可以让电力系统进行调度运行研究，相应的研究不通过数字孪生来做。所以我们的目标是把现在的模型、仿真、计算逐步转到数字孪生进行技术分析。电力系统向透明化演进，是我们的理想。
对于未来新型电力系统，如果不靠数字化、信息化、智能化管理，那是不可设想的。在这个目标下，我用三句话来说说未来新型电力系统的发展方向。第一，可以无条件接受新能源；第二，系统有“无限大”的功率，有“无限多”的能量；第三系统安全稳定靠功率的动态平衡，靠能量的动态平衡。希望在座的各位高校老师同志们能够研究未来电力系统的平衡理论，如果老纠结惯量平衡、惯量稳定，我们这条路是走不下去的。谢谢大家！
（以上内容根据现场发言整理，未经本人审核）
图源/2021全球绿色发展高峰论坛
整理/老夏 审核/虫二编/青鸯
玉柴蝉联广西科学技术奖一等奖，项目成果填补国内空白
日前，2021年广西科学技术奖励大会在南宁举行，广西玉柴机器集团共有四个项目获奖并受大会表彰，其中，“高速大功率低排放船用和发电用柴油机关键技术及应用”项目获技术发明类一等奖。
“高速大功率低排放船用和发电用柴油机关键技术及应用”项目于2013年立项，重点开发可满足IMO T3和非道路T4排放法规的高效节能环保发动机，填补国内200毫米缸径高速大功率发动机的空白，并推动中国船用及发电用柴油机先进技术的发展。
当前，项目已成功开发YC6C、YC8CL、YC12VC、YC16VC和YC20VC等9个系列共350多个机型，排量覆盖16-132升，功率覆盖400kW -4200kW，实现发动机升功率达到37.5 kW/L，最低燃油消耗率达到191 g/kW·h，能耗相比国内同类产品降低10%以上，功率重量比达到0.33 kW/kg，各项技术指标均达到国内领先、国际先进水平。
该项目产品已广泛应用于渔船、货船、工程船等船舶，以及通讯系统、公共系统、医疗教育、重大工程和应急抢险等发电领域，并远销欧洲等“一带一路”沿线国家，产品得到客户的肯定和信赖，市场占有率连年位列行业第一。
此外，玉柴“高效环保柴油机关键技术研究及产业化应用”项目及“轻型高机动特种车辆专用发动机关键技术的开发及应用”项目荣获科学技术进步类二等奖，“高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法应用”项目荣获科学技术进步类三等奖。
日前，2021年广西科学技术奖励大会在南宁举行，广西玉柴机器集团共有四个项目获奖并受大会表彰，其中，“高速大功率低排放船用和发电用柴油机关键技术及应用”项目获技术发明类一等奖。
“高速大功率低排放船用和发电用柴油机关键技术及应用”项目于2013年立项，重点开发可满足IMO T3和非道路T4排放法规的高效节能环保发动机，填补国内200毫米缸径高速大功率发动机的空白，并推动中国船用及发电用柴油机先进技术的发展。
当前，项目已成功开发YC6C、YC8CL、YC12VC、YC16VC和YC20VC等9个系列共350多个机型，排量覆盖16-132升，功率覆盖400kW -4200kW，实现发动机升功率达到37.5 kW/L，最低燃油消耗率达到191 g/kW·h，能耗相比国内同类产品降低10%以上，功率重量比达到0.33 kW/kg，各项技术指标均达到国内领先、国际先进水平。
该项目产品已广泛应用于渔船、货船、工程船等船舶，以及通讯系统、公共系统、医疗教育、重大工程和应急抢险等发电领域，并远销欧洲等“一带一路”沿线国家，产品得到客户的肯定和信赖，市场占有率连年位列行业第一。
此外，玉柴“高效环保柴油机关键技术研究及产业化应用”项目及“轻型高机动特种车辆专用发动机关键技术的开发及应用”项目荣获科学技术进步类二等奖，“高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法应用”项目荣获科学技术进步类三等奖。
随着政策制定者和化石重公司考虑在不颠覆世界经济的情况下应对气候变化的新方法，从大气中吸收二氧化碳的前景越来越受到关注。
几年前听起来像是科幻小说的东西——部署巨大的机器来吸收空气，使用化学物质将二氧化碳与环境空气分离——现在越来越接近现实。
根据国际能源机构的数据，截至2020年，美国、加拿大和欧洲有15家相对较小的空气捕捉工厂。但是气候倡导者说，要使用直接的空气捕获（direct air capture），或简写DAC，不仅抵消，而且消除大量的温室气体排放，这项技术必须由清洁能源供电，因为它需要使用这么多的能源。
电力成本仍然是技术广泛部署的一大绊脚石。由于空气中的二氧化碳被稀释，浓度远远低于烟囱产生的二氧化碳，因此需要大量的能源和资金来吸入一吨。例如，一个每年捕获100万吨碳的液体溶剂DAC系统将需要高达300兆瓦的不间断功率（加州大学河滨分校教授Mihri Ozkan的论文） 。
所有这些可再生电力都很贵。Ozkan估计，利用太阳能和能源储存从空气中获取一吨碳可能在430美元到690美元之间，这是最昂贵的可再生能源选择。为DAC电厂提供核能发电不会远远落后，捕获一吨碳的成本预计在360美元到620美元之间。地热能源将是成本最低的能源，每吨低至250美元。
两党政策中心能源项目主任萨沙·麦克勒在谈到厄兹坎的成本估算时表示："我们很早就知道，存在很多问题，但我们也有理由感到鼓舞，认为成本可能低于这一水平。"我们处于 DAC 开发周期和工程的前端。我们谈论的是大规模发展 DAC，以及 DAC 在净零经济中可以发挥什么作用。
计划的大型工厂
如今，大多数 DAC 工厂都是小型设施，为饮料和其他产品生产碳。但是，由西方石油公司子公司Oxy低碳风险投资有限责任公司支持的德克萨斯州佩尔米安盆地的一个新项目可能成为世界上第一个大型DAC工厂。
西方公司总裁兼首席执行官薇琪•霍卢布（VickiHollub）对分析师表示，Oxy工厂将建在德克萨斯州西部一个尚未公开的工厂，预计到2023年底将建成并运行。与此同时，西方正计划从石油转向碳管理。
Hollub在最近的一次盈利电话会议上说，人们往往会错过的是，DAC可以在任何地方安装，并且仍然有效，因为风平衡了全球二氧化碳的浓度。"这就是在佩尔米安和[丹佛盆地]、粉河、阿曼以及阿尔及利亚进行直接空中捕获的可能性。
加拿大公司率先在德克萨斯州的DAC项目，碳工程有限公司，最近与英国的一家公司合作，在苏格兰建设该国第一个大型DAT工厂，预计将于2026年上线。预计德克萨斯和英国的工厂每年可吸收和捕获多达100万公吨的碳。该公司将其技术描述为类似于植物和树木进行光合作用时所做的事情，除了工作速度更快，足迹更小。
尽管两家计划中的碳工程工厂的总产能远未达到国际能源机构希望到2030年将DA工厂捕获的1000万吨，但该技术的支持者说，这是一个良好的开端。DAC爱好者还认为，随着可再生能源无处不在，越来越多的工厂开始运行，运行耗能电厂的高昂成本将随着时间的推移而降低。
碳工程创始人、哈佛大学教授大卫·基思（David Keith）在2018年进行的一项分析预测，一旦市场扩张，该公司的工厂可以以100美元至232美元的价格捕获一吨碳。
企业意识到有机会抵消自身的温室气体排放量并实现零排放目标，也正关注着这项新兴技术。今年早些时候，碳工程公司推出了一项新的"碳更新服务"，将加拿大电子商务公司Shopify Inc.签约为其第一个客户。从碳工程正在建设的大型DAT项目之一中，购买保留的10，000吨碳去除能力。
Hollub说，西方公司正在与航运公司、科技公司和航空公司进行对话，这些公司都可能愿意支付每吨几百美元来抵消污染。
对DAC的兴趣反映了全世界对气候变化可能失控的日益担忧。欧盟哥白尼气候变化服务局4月7日报告说，美国6月份经历了有记录以来最热的月份，而欧洲则经历了第二热的月份。
美国国家发展和海关总署加快研发
美国政府也支持DAC的发展。今年到目前为止，美国能源部宣布为DAC项目提供超过5000万美元的研发赠款。此外，美国总统拜登（Joe Biden）在2022财年预算请求中要求国会提供6300万美元用于二氧化碳清除研究，这是白宫首次为此类新兴技术单独列入项目。
预算还包括为国家能源技术实验室内新建一个DAC测试中心提供资金。
美国能源部化石能源和碳管理办公室参谋长塔拉蒂（Shuchi Talati）在最近的两党政策中心活动上表示："这将是真正推动DAC向前发展的重要一步，并更好地了解许多早期研发项目。"我们首次将注意力（放在二氧化碳清除上）放在能源部。
支持者说，除了对DAC越来越兴奋之外，这项技术是新的，不受多年来党派在气候变化问题上争吵的束缚。例如，延长联邦45季度碳捕获税收抵免和DAC的提议在国会获得了两党的广泛支持。
Ozkan在一封电子邮件中说："直接捕获空气可能有助于解决航空、航运以及混凝土和钢铁行业难以避免的碳排放问题。"在这一点上，我们需要使用所有类型的负排放技术，以避免全球变暖危及地球上的生命。
几年前听起来像是科幻小说的东西——部署巨大的机器来吸收空气，使用化学物质将二氧化碳与环境空气分离——现在越来越接近现实。
根据国际能源机构的数据，截至2020年，美国、加拿大和欧洲有15家相对较小的空气捕捉工厂。但是气候倡导者说，要使用直接的空气捕获（direct air capture），或简写DAC，不仅抵消，而且消除大量的温室气体排放，这项技术必须由清洁能源供电，因为它需要使用这么多的能源。
电力成本仍然是技术广泛部署的一大绊脚石。由于空气中的二氧化碳被稀释，浓度远远低于烟囱产生的二氧化碳，因此需要大量的能源和资金来吸入一吨。例如，一个每年捕获100万吨碳的液体溶剂DAC系统将需要高达300兆瓦的不间断功率（加州大学河滨分校教授Mihri Ozkan的论文） 。
所有这些可再生电力都很贵。Ozkan估计，利用太阳能和能源储存从空气中获取一吨碳可能在430美元到690美元之间，这是最昂贵的可再生能源选择。为DAC电厂提供核能发电不会远远落后，捕获一吨碳的成本预计在360美元到620美元之间。地热能源将是成本最低的能源，每吨低至250美元。
两党政策中心能源项目主任萨沙·麦克勒在谈到厄兹坎的成本估算时表示："我们很早就知道，存在很多问题，但我们也有理由感到鼓舞，认为成本可能低于这一水平。"我们处于 DAC 开发周期和工程的前端。我们谈论的是大规模发展 DAC，以及 DAC 在净零经济中可以发挥什么作用。
计划的大型工厂
如今，大多数 DAC 工厂都是小型设施，为饮料和其他产品生产碳。但是，由西方石油公司子公司Oxy低碳风险投资有限责任公司支持的德克萨斯州佩尔米安盆地的一个新项目可能成为世界上第一个大型DAC工厂。
西方公司总裁兼首席执行官薇琪•霍卢布（VickiHollub）对分析师表示，Oxy工厂将建在德克萨斯州西部一个尚未公开的工厂，预计到2023年底将建成并运行。与此同时，西方正计划从石油转向碳管理。
Hollub在最近的一次盈利电话会议上说，人们往往会错过的是，DAC可以在任何地方安装，并且仍然有效，因为风平衡了全球二氧化碳的浓度。"这就是在佩尔米安和[丹佛盆地]、粉河、阿曼以及阿尔及利亚进行直接空中捕获的可能性。
加拿大公司率先在德克萨斯州的DAC项目，碳工程有限公司，最近与英国的一家公司合作，在苏格兰建设该国第一个大型DAT工厂，预计将于2026年上线。预计德克萨斯和英国的工厂每年可吸收和捕获多达100万公吨的碳。该公司将其技术描述为类似于植物和树木进行光合作用时所做的事情，除了工作速度更快，足迹更小。
尽管两家计划中的碳工程工厂的总产能远未达到国际能源机构希望到2030年将DA工厂捕获的1000万吨，但该技术的支持者说，这是一个良好的开端。DAC爱好者还认为，随着可再生能源无处不在，越来越多的工厂开始运行，运行耗能电厂的高昂成本将随着时间的推移而降低。
碳工程创始人、哈佛大学教授大卫·基思（David Keith）在2018年进行的一项分析预测，一旦市场扩张，该公司的工厂可以以100美元至232美元的价格捕获一吨碳。
企业意识到有机会抵消自身的温室气体排放量并实现零排放目标，也正关注着这项新兴技术。今年早些时候，碳工程公司推出了一项新的"碳更新服务"，将加拿大电子商务公司Shopify Inc.签约为其第一个客户。从碳工程正在建设的大型DAT项目之一中，购买保留的10，000吨碳去除能力。
Hollub说，西方公司正在与航运公司、科技公司和航空公司进行对话，这些公司都可能愿意支付每吨几百美元来抵消污染。
对DAC的兴趣反映了全世界对气候变化可能失控的日益担忧。欧盟哥白尼气候变化服务局4月7日报告说，美国6月份经历了有记录以来最热的月份，而欧洲则经历了第二热的月份。
美国国家发展和海关总署加快研发
美国政府也支持DAC的发展。今年到目前为止，美国能源部宣布为DAC项目提供超过5000万美元的研发赠款。此外，美国总统拜登（Joe Biden）在2022财年预算请求中要求国会提供6300万美元用于二氧化碳清除研究，这是白宫首次为此类新兴技术单独列入项目。
预算还包括为国家能源技术实验室内新建一个DAC测试中心提供资金。
美国能源部化石能源和碳管理办公室参谋长塔拉蒂（Shuchi Talati）在最近的两党政策中心活动上表示："这将是真正推动DAC向前发展的重要一步，并更好地了解许多早期研发项目。"我们首次将注意力（放在二氧化碳清除上）放在能源部。
支持者说，除了对DAC越来越兴奋之外，这项技术是新的，不受多年来党派在气候变化问题上争吵的束缚。例如，延长联邦45季度碳捕获税收抵免和DAC的提议在国会获得了两党的广泛支持。
Ozkan在一封电子邮件中说："直接捕获空气可能有助于解决航空、航运以及混凝土和钢铁行业难以避免的碳排放问题。"在这一点上，我们需要使用所有类型的负排放技术，以避免全球变暖危及地球上的生命。
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