电力简讯

新型超薄固体氧化物燃料电池氢耗尽后仍可发电

据《中国科学报》2012年8月2日报道：哈佛大学材料科学家通过采用低温运行和使用纳米结构氧化钒作为阳极材料，研发出一种新型固体氧化物燃料电池（SOFC），既可发电，也可以存储电化学能量，即使氢燃料耗尽仍可持续运行一段时间。研究人员认为，理论上这种氢燃料电池可用于小尺寸便携式设备，如无人机，因为额外提升储存能量，可以显著延长设备的使用时间。

薄膜固体氧化物燃料电池传统上使用铂做电极，电池在电化学反应停止之前，只能发电约15 s。新的固体氧化物燃料电池使用铂和氧化钒双层阳极，在没有燃料的情况下，可以继续运行的时间超过14倍（3分30秒，电流密度为0.2 m A／cm2）。研究人员将在2年内进行应用测试。

绿色能源战略要以电力为中心

《中外能源》学术指导委员会朱成章在2012年第7期撰文指出：能源发展要以电力为中心似乎是个老问题，我国从1985年开始，经“七五”、“八五”、“九五”、“十五”直到2020年，一直坚持“能源发展以电力为中心，煤炭为基础”，但在新形势下，重提“以电力为中心”就具有特殊意义。新形势下，不仅煤炭清洁利用要求把更多的煤炭转变成电力，而且可再生能源和新能源替代化石能源时，大部分也必须转换成电力，保护生态环境和应对气候变化也必须以电力为中心。我国自1985年提出能源工业的发展要以电力为中心以后，电力工业有了长足的发展，电力在全国的覆盖面大大提高，电气化程度快速上升。2010年我国电煤占煤炭消费量的比重、电力占一次能源消费量的比重、电能占终端能源消费量的比重，都比1985年提高了1～2倍。在大能源观的指导下，中国的绿色能源战略是：节能；解决煤烟污染，方法是煤炭利用要以电力为中心；发展天然气，用天然气替代发电以外的用煤，将替代下来的煤炭供发电用；发展水电和核电，对中国来说，水电、核电是能源工业以电力为中心的重要内容；开发新能源，新能源绝大多数需要转变成电力来使用，所以绿色能源战略要以电力为中心。我国要实现用低碳、无碳能源替代化石能源的第三次能源大转换，需要做好替代能源的选择；研究建立非化石能源的电力辅助服务设施；建立适应我国电力工业需要的智能电网；加强大规模储能设施的研究开发；加强用能设施的研究等各方面的工作。中国在没有完成两次能源大转换的落后条件下，要通过第三次能源大转换迎头赶上。

中国页岩气资源量居世界第一

根据《中广网》2012年7月20日报道：中国石油经济技术研究院2012年7月19日在京发布的《2012年国外石油科技发展报告》显示，最新公布的全球页岩气资源最新评估结果表明，全球总的页岩气技术可采资源量为187万亿m3，其中中国约占总量的20%，为360 825亿m3，排名世界第一。

此次公布的页岩气资源最新评估，由美国能源部的统计和分析机构EIA（能源信息署）公布。结果显示，全球14个美国以外的地理区域、48个页岩气盆地、70个页岩气储层、32个国家的页岩气技术可采资源量为163万亿m3，加上美国本土的24万亿m3，总量为187万亿m3。其中，资源量排名前5位的国家依次为：中国（约占20%）、美国（约占13%）、阿根廷、墨西哥和南非。

零电压穿越 突破风电并网瓶颈

据《国际新能源网》2012年7月16日报道：风力发电，因风而不稳；但风电并网，却要求在不稳中寻求稳定。当电网出现故障时，即便是电网电压跌至零，风电机组也不能脱网“罢工”，仍需要坚持200 ms不间断并网。凭借这一完全自主知识产权的“零电压穿越”技术，日前，国电联合动力技术（保定）有限公司研发的国内单机功率最大的6 MW海上风电机组正式下线。

低电压穿越和零电压穿越是风电设备的核心技术，也是决定风电机组能否安全并网的关键指标。国电联合动力技术（保定）有限公司依托风电设备及控制国家重点实验室，于2011年4月，率先通过德国GL劳氏船级社的零电压穿越测试，填补了我国在此领域的技术空白，并于今年6月1日起执行《风电场接入电力系统技术规定》。解决零电压穿越是低电压穿越的极限状态，其技术核心是在并网点电压跌落时，风机能够保持甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复。风力发电机的主控系统、变频器和变桨系统均连接设有UPS电源的相关装置。零电压穿越状态启动后，由UPS电源供电，由变流器的发电机转子控制单元向电网发送无功补偿；在电网电压返回到正常工作电压之后，零电压穿越模式会关闭，风力发电机的有功功率增加到设定值。零电压技术的突破，是我国风机设备低电压穿越技术的里程碑式进步。

目前在连云港进行中试的6 MW海上风电机组，具备零电压穿越能力，在额定功率时每小时能发电6 000 k Wh，如果中试成功，可以满足6 000户普通家庭1年的用电量，从而在大功率风电机组研制方面达到国际领先水平。截至5月底，6台出口到美国的1.5 MW近海风机已经成功发电超过600万k Wh，未发生一起脱网事故。

美国太阳能光伏发电潜力近200 TW

据《国际新能源网》2012年8月2日报道：美国国家可再生能源实验室研究发现，太阳能光伏可以为美国产生庞大的电力，近200 TW。其中偏远地区公共事业太阳能光伏电站的潜力最大，可实现153 TW，聚光光伏为38 GW，城市光伏发电项目潜力为1.2 TW，屋顶光伏系统装机潜力为664 GW。另外，离岸风电系统装机潜力为4.2 TW，增强地热系统潜力约4 TW，聚光光伏是仅次于偏远地区公共事业级光伏系统的太阳能发电形式，潜力有38 GW。

日本学者开发出高效太阳能材料

据《中日新闻》2012年7月10日报道：京都大学光电专家野田进教授领导的研究小组，近日成功开发出新的太阳能材料，可望将发电效率提高2～3倍。太阳光以紫外线、红外线等各种光和能的混合形式抵达地球。当前使用的硅系太阳能电池主要接受太阳光中约20%的近红外线而产生电。专家们用两种镓化合物相互重叠做成约2 μm厚的膜，并在膜上有规则地布置约4μm直径的微孔，形成一种新材料。实验发现，不仅热能效率良好还可转换成远红外线。由于电子封存于膜中，形成的特殊光可通过微孔增幅而发出。通过改变膜的成分，发光的种类会发生变化，制作能产生近红外线的材料是可能的。运用这些新材料，可将太阳能电池发电效率提高40%～70%。该技术计划5年后进入实用阶段。

反思印度大停电 探寻中国电网安全

据《国际电力网》2012年8月2日报道：反思印度大停电，主要原因是印度电网缺乏统一的调度管理机制，此次事故处理过程中协调环节过多，局部事故得不到及时控制，最终发展成为大面积停电。印度电力与能源部部长辛德在7月30日发生第一次停电事故后表示，2014年印度电网将全部实现互联互济，届时这种停电的情况不会再现。这也意味着在接下来的一年多时间里，印度的五大区域电网将会全部联网，以防止目前孤立的骨干电网。受印度大面积停电事故的警示，7月31日下午，国家电网公司立即召开印度大停电事件专题会议，从本周开始部署安全大检查。国家电网认为，必须加大电网互联力度。一旦局部内部故障引发连锁反应，或者区域电网自身发电能力大幅减少后，彼此之间相互支援能力不足，发生大面积停电无法避免。近年来，中国年增发电量是印度的6倍多，目前除南方电网之外，东北电网、华北电网、华东电网、华中电网和西北电网尚未全部互联，因此特高压被业界看成是今后中国电网的互联方向。尽管国家电网和南方电网在推进电网建设过程中不断受到质疑，但不可否认的是，在过去较长一段时期内，我国尚未发生过大面积停电事故。不管在将来市场化的进程中如何改革，电网安全仍然是第一要务，并已建成南北和东西走向的特高压电网。国家电网称，今年夏季依托特高压电网，国家电网系统内有效消纳了四川和华中水电近50 G k W，保证了电力平稳供应和电网安全稳定运行。

印度大停电的原因分析

据《国际电力网》2012年8月2日报道：印度北方电网7月30日凌晨起瘫痪，影响人口超过3亿，7月31日13：05北方电网再次瘫痪，紧跟着东部电网和东北部电网也相继瘫痪，影响人口超过6亿。直到8月1日随着3个电网的陆续修复，印度电力系统才恢复正常。尽管印度的发电量世界排名第五，仅次于美国、中国、日本和俄罗斯，但是电力发展一直落后，直到2011年还有2.89亿人没有用上电。

在印度几个较大的邦，尤其是南部地区，用电高峰时段电力供需缺口超过12%，很多农村社区仍未通电。印度原计划到2012年底的5年里，增加发电量约7 800万kW，但目前仅实现了64%。这次停电给印度本已危机四伏的电力行业又添新愁。

一方面，印度政府向农民提供大量电力补贴，另一方面政治领导人又不愿提高居民电价，这使得印度国家电力部门累计亏损达数十亿美元。而煤和天然气等燃料短缺，迫使发电厂以远低于产能的水平运转。核电项目因环保抗议和设备销售商对印度事故责任法规的顾虑已陷入停滞。长期面临电力供应严重不足，总量缺额10%以上，电网建设多年滞后，电网结构薄弱，是印度本次大停电的深层次原因。另外，印度国家电网公司掌握中央输电基础，配电由各个邦电力局和私营供电公司运行，缺乏统一的调度管理机制，各个邦不执行调度控制命令，越限从大电网受电，造成电网超负荷运行，最终拖垮整个电网。除此之外，印度电网五大分区，仅北部和东北部电网同步相连，计划到2014年才初步形成全国联网。而且，印度电网从设计上较多地采用背靠背直流周边联网的方式，跨地区功率交换有限，类似于日本南北之间的弱联系。一旦一个邦电网内部局部故障，分区电网自身发电能力大幅减少，功率严重失衡，分区之间得不到强有力紧急支援，资源共享程度必然大打折扣。

我国能源消费变化分析及对能源发展战略的启示

《中外能源》学术指导委员会张杭在2012年第7期撰文指出：纵观我国10余年的能源消费变化情况显示出：总量上升过快，2000～2010年间我国能源消费年均增长率达11.58%，而同期世界均值仅为2.81%；能源消费弹性系数过高、能源强度大，2010年达到0.77 t（标油）／千美元，明显高于世界和OECD国家均值，亦高于不少发展中国家。能源消费构成也未得到明显改善，煤炭所占份额高、消费增长快；石油消费量和进口量增长较快，但占能源消费总量的份额却下降；新能源所占份额较低。中国必须改变经济和能源发展方式，调整结构，大幅降低能源强度，进而降低能源消费增速，但近10年发展的回顾提醒我们，其落实存在一定难度。经济增速过快、经济结构失调是能源消费增长过快的主要原因，适中的经济增长率是保障能源消费弹性系数较低、节能指标得以落实的前提条件。煤炭的高效清洁利用是中国的必然选择，同时，对非化石能源的发展要有客观的估计，政府或其他方面的补贴应主要用于科研、用于由实验室向大规模应用之间过渡性的工业化试验，拔苗助长将适得其反。在能源战略上应强调节能减排、总量控制，结构优化、多元互补，均衡发展、因地制宜。把节约能源、降低能源强度作为国策放在能源战略的首位，逐步增大石油，特别是天然气、一次电力和新能源的比例，降低煤炭在能源构成中的份额。要走因地制宜、多元化互补发展之路，多侧面、多方式、多途径地实现能源供应和消费的广义多元化。

微电网成清洁能源新宠

据《国际电力网》2012年8月2日报道：圣丽塔监狱微电网比传统电网更加清洁、可靠。监狱关押了4 000名犯人，新近安装了分布式发电系统，将监狱内燃料电池、太阳能电池板、风力机组、柴油发电机所产生的电力汇入微电网，成为独立运行大型集中式电站。当暴风雨毁坏常规电网时，该系统保持电力供应，每年可以为监狱节省约10万美元。

Encorp公司负责安装该系统的管理软件和设备。微电网提供了使用太阳能和风能的新途径。这些能源时有时无，电力公司通常很难采用，但是通过将其与电池和其他能源整合，就能增加常规电网的稳定性，缓解电力公司的高峰压力。微电网比应急备份系统和独立的太阳能电池板更进了一步，它通过特殊的软件和电力电子技术，整合各种能源和贮能设备，即使是在阴天或规定限制使用柴油机时，也能提供24 h不间断电力。在圣丽塔监狱系统中，Encorp在每种电力来源处都安装了组网控制器，包括数千块电池组以及监狱连入微电网之处。整合柴油机、太阳能电池等途径生产的电力还需要特定设备来调整频率和电压。Encorp开发的算法可使系统充分利用各种能源。监狱的微电网接入了常规电网，当电力公司的电力需求激增时，微电网就可向其出售多余电力。有时，微电网系统可临时减少监狱电力消耗的空调和照明，以增加向常规电网销售的多余电力。微电网的首批用户是那些短时停电都能造成巨大影响的企业和机构，如监狱、医院、数据中心、军事基地等，以及没有接入常规电网的偏远地区。在加利福尼亚等地，电力成本很高，对使用备用发电机的规定也很严格，因此使用微电网就更有经济意义。而且，当可再生能源和大规模电池成本下降，先进控制手段和电力电子技术提高了微电网效率时，微电网将很快在更多地区推广。

世界核电发展对我国的启示

据《中国能源网》2012年8月3日报道：核电产业的组织模式分别为：以美国为代表的“小业主型”；以法国为代表的“大业主型”；以日本为代表的“供应商”；以韩国为代表的“一体化”；以俄罗斯为代表的以业主为核心的合作型模式。核电产业的技术创新模式分别为：独立自主创新型；引进消化吸收再创新型；进口型。我国核电产业发展经历了起步阶段（20世纪70年代初—1993年）；适度发展阶段（1994年—2005年）；积极快速发展阶段（2006年至今）。在后福岛时代，核电产业发展重心向亚太地区转移，第四代核电技术已列入研发计划。目前我国核电产业的发展存在区域发展不平衡、核电公司竞争力弱、核电技术发展模式模糊等问题。从世界核电发展历程和发展模式的分析可以得到以下启示：第一，技术创新是第一生产力；第二，核安全是核电产业的生命线；第三，完整的产业链与一体化的组织模式是加速器；第四，国家核电产业政策明确稳定有利于长远发展。