干部學(xué)習(xí)課程：智能電網(wǎng)與社會(huì)發(fā)展（上）

目錄/提綱：……
一、社會(huì)發(fā)展與現(xiàn)代電網(wǎng)的智能化
（一）三次產(chǎn)業(yè)革命背景下全球面臨的問(wèn)題
（二）國(guó)內(nèi)電網(wǎng)面臨的問(wèn)題
（三）第四次產(chǎn)業(yè)革命中的電力相關(guān)技術(shù)
（四）第四次技術(shù)革命與智能電網(wǎng)
（五）社會(huì)發(fā)展使現(xiàn)代電網(wǎng)走向智能化
二、智能電網(wǎng)的特點(diǎn)及技術(shù)研究方向
（一）智能電網(wǎng)的特點(diǎn)
（二）智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)研究方向
……
智能電網(wǎng)與社會(huì)發(fā)展（上）
束洪春
昆明理工大學(xué)電力工程學(xué)院院長(zhǎng)、教授
前言
今天我們主要是講一下智能電網(wǎng)與社會(huì)發(fā)展。我分幾個(gè)方面：一個(gè)是科技發(fā)展或者是工業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展和現(xiàn)代智能電網(wǎng)的歷程；第二個(gè)是智能電網(wǎng)的特點(diǎn)和目前的研究方向；再一個(gè)是能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前國(guó)內(nèi)外的一些新的動(dòng)向；再一個(gè)就是中國(guó)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，（這里是一個(gè)概念，這是個(gè)專業(yè)的用語(yǔ)），堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是中國(guó)的智能電網(wǎng)有別于歐洲、有別與美國(guó)和韓國(guó)、日本的叫法，原來(lái)還有一個(gè)“統(tǒng)一”，現(xiàn)在把“統(tǒng)一”兩個(gè)字去掉，就是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)，那么它的主要特點(diǎn)和面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)；再一個(gè)，最后這部分就是和社會(huì)的關(guān)系，就是它帶動(dòng)了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)。五個(gè)方面。
一、社會(huì)發(fā)展與現(xiàn)代電網(wǎng)的智能化
我們都知道，社會(huì)、科技、哲學(xué)、科技史，從整個(gè)1750年開(kāi)始，18世紀(jì)，標(biāo)準(zhǔn)的說(shuō)法是18世紀(jì)60年代，從蒸汽機(jī)誕生，機(jī)械化開(kāi)始，一直到電氣化、信息化，前面的產(chǎn)業(yè)革命都是比較明確的。我們目前所處的叫第四次技術(shù)革命或者叫第四次科技革命，這個(gè)是按照現(xiàn)在比較統(tǒng)一的說(shuō)法，就是信息技術(shù)、生物技術(shù)、航天技術(shù)、材料技術(shù)和納米技術(shù)的綜合，我們是處在這樣一個(gè)第四次科技革命的時(shí)代。
（一）三次產(chǎn)業(yè)革命背景下全球面臨的問(wèn)題
機(jī)械化就是說(shuō)我們以蒸汽機(jī)為主要標(biāo)志，在1750年以后出現(xiàn)了新的動(dòng)力，就是能源動(dòng)力的話，使原來(lái)的紡織出現(xiàn)機(jī)械化，蒸汽機(jī)作為一種新的能源動(dòng)力，從過(guò)去我們單件生產(chǎn)到系列生產(chǎn)到生產(chǎn)的界面、作業(yè)線，大規(guī)模生產(chǎn)開(kāi)始出現(xiàn)，基本上開(kāi)始解放人力。這
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就是本身這個(gè)系統(tǒng)從一次能源轉(zhuǎn)化為電力，它的能效問(wèn)題，這也是一個(gè)問(wèn)題。另外就是我們電網(wǎng)的利用效率，我們電網(wǎng)這么多的設(shè)備、這么大的資產(chǎn)，它的利用效率美國(guó)最高55%，我們國(guó)家還達(dá)不到這個(gè)利用效率，接近美國(guó)這個(gè)水平的還達(dá)到不到。另外就是電網(wǎng)的信息化，這個(gè)也是一個(gè)瓶頸，就是說(shuō)信息與通訊，這些是目前大電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)。
全球面臨怎樣的環(huán)境問(wèn)題，從這個(gè)圖可以看出來(lái)，今天的能源主要是依靠產(chǎn)生大量二氧化碳的化石燃料，石油、煤、天然氣，二氧化碳是導(dǎo)致我們?nèi)蜃兣淖钪饕臏厥覛怏w。再看看我們的環(huán)境，城市排放，我們的地球何堪承受？
現(xiàn)代文明，我們的現(xiàn)代都市越來(lái)越龐大，這樣的一個(gè)環(huán)境壓力對(duì)能源的需求越來(lái)越大，但是同時(shí)環(huán)境的壓力也是越來(lái)越大。根據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年將來(lái)對(duì)能源的需求是要接近增加50%，帶來(lái)的問(wèn)題目前的問(wèn)題就是原材料短缺，能源價(jià)格飛漲和環(huán)境污染，需求的劇增、糧食的危機(jī)、全球氣候變暖，這個(gè)都是全球不能回避的很現(xiàn)實(shí)的一些問(wèn)題。
我們看看溫室氣體的排放，再看看工業(yè)這一塊，就是能源這一塊占的是最主要，27%的是屬于能源供應(yīng)造成的排放，下來(lái)的20%是屬于其他工業(yè)。所以可以看出能源供應(yīng)是溫室氣體的最大的制造者。我們看看這些面積，從1970年到2030年，橫軸是時(shí)間，我們看看面積排放，對(duì)二氧化碳的貢獻(xiàn)還是天然氣、煤和油，這一塊的面積占了主要部分。我們的核能、生物質(zhì)能所排放的二氧化碳的面積還是比較小的。所以說(shuō)到2030年全球能源需求的增長(zhǎng)將超過(guò)50%，但是最主要的需求還是化石燃料。我們?cè)倏纯疵弘�，利用煤�?lái)發(fā)電的煤電和美國(guó)相比的情況，我們國(guó)家用煤來(lái)發(fā)電，主要這個(gè)煤電占了整個(gè)電力結(jié)構(gòu)的79%，美國(guó)已經(jīng)占到了48.6%，從這可以看出來(lái)我們國(guó)家確實(shí)是二氧化碳的最大的排放國(guó)家，60%以上都是燃煤發(fā)電造成的。
再看看我國(guó)第一次工業(yè)革命開(kāi)始二氧化碳排放量，從這一段的情況，急速上升，造成氣候惡化，我們的冰川在融化，冰蓋在縮減，海平面上升，臭氧層受到破壞，這是很嚴(yán)峻的，速度是很快的。
我們看未來(lái)氣侯變化，極端的異常的氣候越來(lái)越頻繁，使得干旱頻繁發(fā)生，颶風(fēng)、臺(tái)風(fēng)的強(qiáng)度會(huì)大大增加，到2030年我們可能是將會(huì)超過(guò)一億的人口都要被淹，這樣的極端氣候。糧食短缺也是一個(gè)問(wèn)題，水源短缺從而造成糧食短缺，貧困人口增加，這也是一個(gè)問(wèn)題。
另外就是全球氣候變暖，冰川加速融化。我們看看歐洲的山岳冰川將會(huì)消失，我們把這兩張圖放在一起的話就是奧地利的巴斯特澤這個(gè)冰川一百年以前這個(gè)冰川的冰量，到現(xiàn)在一百年以后是個(gè)什么情況，是顯見(jiàn)的。也是同樣這個(gè)冰川，這兩張圖加在一起，只要世界平均溫度增加1度，這個(gè)之間的差別將會(huì)很大的。整個(gè)冰川融化加劇，這個(gè)是冰川后退，這是全球性的。這也是美國(guó)的一個(gè)圖片，再看看美國(guó)的胡德山融化的情況，這是1984年，這是2002年，就差了十八年，十八年之后這上面的冰的覆蓋的情況顯見(jiàn)，速度相當(dāng)驚人。再看看北冰洋和格陵蘭島這一片冰的融化和冰蓋的融化情況，冰蓋明顯收縮，正在消化著北冰洋，融化了，冰蓋在減少。整個(gè)衛(wèi)星圖片來(lái)看，可以看出格陵蘭島冰蓋正在迅速融化，冰蓋面積范圍在減小，這兩個(gè)可以明顯的看出來(lái)，1979年到2002年短短的時(shí)間可以看出它融化了很多。這個(gè)也是格陵蘭島的一個(gè)，從這里裂開(kāi)的，冰蓋在減少。
另外，溫室氣體排放的情況，我們的甲烷、氮、氟利昂、氟，這些是臭氧層，紅的是真正觀測(cè)到的情況，溫室氣體排放是臭氧，也是在對(duì)流層受到污染，臭氧層應(yīng)該在上面10公里到15公里的地方，現(xiàn)在在這個(gè)地方出現(xiàn)的話，我們?cè)谶@起飛降落的話對(duì)人類的傷害已經(jīng)是在我們的活動(dòng)范圍之內(nèi)。
我們根據(jù)科學(xué)家計(jì)算的結(jié)果看看，根據(jù)數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)，現(xiàn)在我們?cè)诓捎脺p排的措施，如果很得力的話，各種預(yù)測(cè)的情況，由于冰川融化，海平面的上升情況。第二個(gè)海水熱脹冷縮，就是溫度升高以后由于海水膨脹，它的上升情況。再就是地球表面的溫度的變化。我們可以看出，在一百年之內(nèi)雖然現(xiàn)在我們采取了很多的減排措施，而且假設(shè)這些減排措施都很得力，都是很有效果的，它在將來(lái)的一百年都處在上升的階段，這個(gè)斜率都是很大的，這100年之內(nèi)是很麻煩的。它有個(gè)最大的特性是什么？像二氧化碳濃度的變化和地表溫度的變化，要到一百年以后才開(kāi)始平穩(wěn)，這就說(shuō)明我們地球的變化，整個(gè)的一個(gè)變化，就這么大一個(gè)電容的話它的實(shí)質(zhì)特性，就是說(shuō)你采取一個(gè)措施，就是被破壞的東西，你要讓它再回來(lái)，要讓它重新穩(wěn)定的話有一個(gè)明顯的實(shí)質(zhì)特性，而且這個(gè)實(shí)質(zhì)特性是很長(zhǎng)的，所以這個(gè)就是壓力。
（二）國(guó)內(nèi)電網(wǎng)面臨的問(wèn)題
展示一下我們國(guó)家的情況。我們國(guó)家二氧化碳的排放和美國(guó)比的話，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在整個(gè)排放總共是291乘10的8次方噸，中國(guó)還是最大的排放國(guó)家，然后是美國(guó)，下來(lái)應(yīng)該是英國(guó)，我們還是一個(gè)很大的排放國(guó)家。2009年9月聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)召開(kāi)，目的在于推動(dòng)國(guó)際社會(huì)在氣候大會(huì)上達(dá)到有效的一些協(xié)議，__發(fā)表了題為《攜手應(yīng)對(duì)氣候變化的挑戰(zhàn)》的重要講話，表示在2020年前大幅度降低二氧化碳的排放。在最有名的哥本哈根會(huì)上，向全世界莊重承諾我們的一次能源將來(lái)非化石能源比重要達(dá)到15 %左右，到2020年，將來(lái)單位生產(chǎn)總值二氧化碳排放相對(duì)2005年要40%到45%的下降，這個(gè)壓力是巨大的。我們有我們的一些土辦法，實(shí)在沒(méi)有辦法了就把低產(chǎn)高耗能的強(qiáng)行的關(guān)停，在我們國(guó)家是行得通的。那你 ……（未完，全文共15746字，當(dāng)前僅顯示2832字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《干部學(xué)習(xí)課程：智能電網(wǎng)與社會(huì)發(fā)展（上）》）