何祚庥：關於新能源發電與抽水蓄能建設問題
2010/7/3 0:44:58 新聞來源：188BETApp
--何祚庥院士在抽水儲能座談會上的講話
按：當前，為了改變我國的能源結構，我國新能源發電的增長很快，但是由於風能太陽能的間歇性問題，入網困難。目前，解決這一矛盾的主要方式是建設抽水蓄能電站。為此，2010年6月13日188BETApp 科普部和抽水蓄能專委會聯合舉辦了一次有關新能源發電入網和抽水蓄能建設的小型座談會。中科院院士何祚庥到會發表了有關新能源發展和抽水蓄能電站建設的重要演講。
主持人：今天我們研討的主題是抽水蓄能水電站建設與新能源的問題。我們很多人是從事抽水蓄能電站的建設、設計和一些相關的研究工作的，我們北京水電勘測設計研究院從上個世紀七八十年代開始就開始從事抽水蓄能技術以及勘察設計方麵研究。從我國國內第一個抽水蓄能電站設計工作開始，我們就介入了大型的抽水蓄能電站的工作。今天我們特地與何院士交流一下抽水蓄能建設與新能源發展的問題。下麵我們先請何院士講演。
何祚庥：好，這裏有一關於農村中、小型分布式能源的講稿，是我跑到浙江省新昌縣去的講話稿。新昌那兒有很多的小水電，也有梯級電站，不大，總共約有6萬千瓦，但是沒有抽水蓄能電站。我去補充講了一下抽水蓄能電站。但是我知道的現在全國有很多單位關注抽水蓄能電站，特別是我們核電係統，在建核電站的同時，往往要求當地同時修一個抽水儲能電站。我知道廣東省有一個大大的抽水蓄能電站，是為大亞灣核電站，調節峰穀比用的。可能已經建好了。我看到江西省也要搞核能，江西省好象也有一個規劃，是要建300多萬千瓦的抽水蓄能電站。
主持人：這都是我們做的。
何祚庥：我想你們對抽水儲能電站的信息，要比我知道的多得多！反正我知到的信息不全。從我來看，抽水儲能電站不該和核能配套。應該盡量發揮核能在保障電能供給的基礎作用，而不是用作調節峰穀比。加上抽水儲能電站會損失約20%的能量。這是因為現有上網電價政策促使進核能這樣幹。但從最大限度地利用“有效”電能的角度來看，我認為抽水蓄能電站應該跟可再生能源配套，跟風能、太陽能配套，而且抽水蓄能電站還應該跟水能本身也配套，因為水能有時候也會有“短缺”和“過剩”。
最有效的是抽水蓄能電站和風能配套。風能的隨機性太大，是最差勁的“垃圾電”，有了抽水儲能電站，“垃圾電”就變成“優質電”。最近我到新昌去，新昌告訴我一個情況，他們的工業用電，尖峰用電是1塊3毛6分8一度電，高峰用電是1塊零7分一度電，低穀用電是0.558一度電。我到廣東去了，廣東也給我了一個各種規格很多的電價的算法，大概廣東省給我的印象那個高峰用電啊，比浙江還要貴，可能到了1塊5毛錢，1塊6毛錢。風力發電現在發展得很快。風力發電國家給了一些補貼， 有6毛錢到7毛錢一度電等不同規格。現在是電網容納不了，容納不了屬於技術問題，不是風電生產過剩，因為風電的波動太大。從我來，看風電的成本中有40%是來自於上網，甚至是一半。因為風能發電是直流不是交流。直流變交流而且能上網，要解決的技術問題比較多，有人說占成本的一半。我看到有報告說，如果僅是直流發電，不上網，風電的成本可以降低到1毛多錢，2毛多錢一度電。真假待考。因為有些風力發電專家說話不一定很可靠。但如果從直流電變交流電，包括逆變係統、上網加上線路損失，可能損失能量10%—15%。所以我最讚成風能和抽水蓄能電站結合。
另一個是太陽能。我想在座的朋友們，可能聽到的情況是太陽能的成本很高。不然，現在已經大幅度下降。現在大家呼籲的國家電網收購的上網電價，是1塊零9分一度電。如果國家給我們這個上網的電價，會有不少搞太陽能企業已相當滿意。但有一些成本很高企業是不滿意的。我可以告訴各位，太陽能發電成本還有大幅度下降的空間，但這不是我今天講話的重點。我今天想講的一點意見，就是太陽能發電上網，比風能容易。太陽能是白天發電，正好是用電高峰。如果說太陽能一天發七個小時八個小時，最多再補兩到三個小時，就完全可以提供白天需要的電高峰用電。也就是，太陽能發電和抽水蓄能相結合，所要求調節的幅度比風能小。
太陽能發電有兩種模式。有一種是光伏直流發電；另一種是光熱發電，是交流電。這兩種技術，以25年壽命計算的發電成本，實際上都做到了5毛錢一度電。比火力發電貴一點，貴不了太多。但如果是直流發電的話，那麼逆變係統將占相當的比重。
我是高度主張水能跟太陽能相結合發電的。其實太陽能和水能的結合，還不局限於調節白天和夜間的峰穀比，還有季節性互補的功能。一般來講，下雨的季節，太陽能的輻射往往很差，而枯水季節，太陽能的輻射往往較好。太陽能和水能有一種天然互補的關係。另外，從電網調度的角度來看，我覺的當前需要解決的是高峰用電，夏季的空調用電，是白天的用電高峰。往往一到夏天，空調用電猛增，然後就是拉閘限電。所以我最讚成太陽能和跟抽水蓄能電站結合，專門提供高峰用電。或者說，所有的高峰用電，都由“太陽能+風能+抽水儲能電站”來提供。第一，高峰用電的電價比較高。太陽能、風能的成本往往比較高，但是如果太陽能、風能能夠跟抽水蓄能電站相結合，專門保證高峰用電的供應，我覺得從電力的調配上最為合理。因為水能發電的最大優勢，在於我要發電就發電，不發電就不發電，啟動和關閉閘門都比較容易。火力發電、包括核發電，由於有‘熱慣性’，就不太容易做到。合理的解決是用可再生能源，和你們的抽水蓄能電站相結合，保證電網公司的高峰用電。
雖然目前經濟上沒有什麼優勢，國家沒有什麼優惠政策，但這屬於不合理的價格製訂問題，這個價格問題應該可以解決。如果你們也認為這一意見有理，需要大家聯合起來呼籲製定這樣一個政策，由“可再生能源+抽水儲能電站”聯合供應電網公司所有的高峰用電。如果我們能夠做到這件事情，如能包攬現在的調峰填穀的需求，就基本上解決了電力調度上的大問題。
當然一開始還不會去建設那種大規模的專供高峰用電的調峰體係。所以最好是先到農村去呼籲。也就是即將在廣大農村、小城鎮崛起一個以分布式供能體係為中心的戰略性新興產業。也就是這裏建議，的“太陽能+風能+小水電+生物質能+小型抽水蓄能電站+中小型儲能電池+中小型電動車的動力電池”相結合的，“中小型智能電網”為“中心”的，“分布式”的供電供熱新能源體係。名字很長。不是說一個體係，什麼都包括，反正是因地製宜，就地取村，就都可以。
我認為未來的全國性的超大規模的智能電網必定先從小的電網做起。小的電網積累成大電網，小的電網先達到基本的平衡，其不平衡之處就一級一級的上交。這樣的智能電網我覺得可能是比較經濟的，比較有效益，也比較容易做的。
如果是全國性的統一調配，第一沒有這個必要，第二也不見得最經濟。我聽到某一位電網專家給我們作報告，呼籲要搞高效率的儲能電池。他要求蓄能電池能夠蓄能的次數是50萬次。因為他主張全國統一調度，每天要“多次”充放電。我可以告訴各位，這是現有的蓄能技術做不到的事情。蓄能電池要統一調配，每天充放電幾十次，上百次，總共要幾十萬次，這完全不可能、也不切實際的。
從我來看，未來的智能電網，必定就是從小做到大，我想你們比我更了解。當前的農村用電會迅速的增長，農村用電的特點是白天用電多，晚上用電少。所以解決農村用電，最主要的是靠分布式能源加可調節的蓄能係統。我有看到一個材料也提倡分布式能源。主張用煤或天然氣來供應分布式能源。這很不經濟。農村的分布式能源一定是用可再生能源，有什麼能源就有用什麼能源，就地取材、因地製宜。但這裏所說分布式能源要既能供電又能供熱。因為這兩種能源都需要。還要考慮到這個分布式能源不可能做得太大。比如說超超臨界發電，效率很高，熱電轉化率高達44%。但熱量輸送不遠，熱能的利用率很低、很低。國外發展的這種大型發電站，其熱能利用率都是很低的。但是小型的分布式能源，可以既供電又供熱。
解決農村、小城鎮用電，最好組成大小等級不同的智能型電網，有微電網，小電網，中電網，進而發展成為大型、超大型智能電網。供熱就要盡量縮短道供熱距離。
解決生活用電的最佳方案，是屋頂光伏電站加一個鋰離子儲能電池。這裏不能用你們的抽水蓄能電站。現在請大家看一點數字。我國約有100億平方米的屋頂，廣大農村約占全部屋頂麵積的80%。當代發展中的第三代光伏發電的技術，已經做到每平方米能夠發出50瓦的電力。請相信我這個太陽能“專家”。其等價於“不跟蹤”的平板電池的，“等效”組件的售價，已下降到每瓦是15塊錢到16塊錢。這個是什麼意思呢？一般來說，放到屋頂的光伏電池通常是不跟蹤的，貼在屋頂的平板式的光伏電池。但現代發展的，可跟蹤的光伏電池，要比不跟蹤多出35%到40%的電力。如果平板式的不跟蹤的光伏電池組件的售價是每瓦21元或20元，加上跟蹤以後會多發35%—40%的電力，一除就折算成每瓦和不跟蹤相“等價”的價格，是15塊錢16塊錢。80億平方米的屋頂麵積，乘上50瓦/m2，就是4億千瓦的電力裝機。所以屋頂光伏電站會有很大發展前途。
太陽能資源有一類、二類、三類、四類的區別，全國在三類地區以上的資源以上占了95%的國土麵積。隻有5%以下是四類地區。四類地區年發電約1000小時，主要在成都、重慶地區。三類地區年發電約1500小時，如以每千瓦的光伏裝機年發電1500小時計，4億千瓦將至少能年發出6000億度電能。以10億農村人口計——，這是隨便說的，我是理論物理學家，不求數字精確，隻算數量級的，——可以人均供應600度電。將完全能滿足農村中各個住戶照明、電器、包括空調用電，甚而可以部分地解決供炊用電。當然，電力應組成一個有“智能”功能的微電網。
下麵是一個示意圖，有跟蹤和不跟蹤的。
解決農村生產用電的最佳方案就是因地製宜地組成能“連續供電8到10個小時的，功率為500到2000千瓦的太陽能光伏電站，也許還有“小型風機+鋰離子儲能電池+小型抽水儲能電站”構成的小型智能電網。
很抱歉，這裏也把小型抽水儲能電站加了進去，可能大材小用了。但是我有一個思維，就是智能電網必須從小的做起，由小到大。鋰離子蓄電池是比較貴的，比你們抽水蓄能電站貴多了，微電網、小電網用點可以，多了就太貴。但是,微電網、小電網做到基本平衡，有助於大幅度減少大電網，超大電網必須做到供需平衡的困難。
也許有人會問，你所說的微電網、小電網，會對電力平衡做多大貢獻？
有我給大家算一點數字，我國現有18.26億畝耕地，溫家寶總理再三強調不得越過１８億畝這根紅線，就是紅杠杠絕對不能超過。但是我國另外還有4億畝“宜能荒地”。這個是什麼意思呢？有一些生物質能學者，提出我國還有4億畝荒漠地可以種秸稈。可以不占耕地，專門種能源植物。我也看了他們給我的材料。當中有2億畝是質量比較差的，需要大力改善後，才能種能源植物，又要水、又要肥料等等，困難很多。但是這種荒漠地帶，卻十分適合用作太陽能發電用地。於是我又算了一筆帳。如果以每平方米發電發50瓦來算，一畝荒地可以裝機33.3千瓦，1億畝荒地可裝機33億千瓦。在座的同誌可能沒有幹過太陽能，這裏提供些令人驚訝的數字。是否應該做這件事是另一個問題。
我想說，就是應該在農村辦這件事情。廣大農村有耕地18億畝，荒地4億畝。雖然這些荒地太陽能資源比沙漠地區稍差，沒有沙漠好，但距離廣大農村地區較近，離用電地區較近，而且大部分是連片千畝以上的幹旱的土地，非常適合在農村鄰近建立“大中小型光伏電站+蓄能電池”，構成的中小型智能電網。由於這些地區大多鄰近農村，其開發成本、輸電成本都比較低。如果我們也一樣用年發電1500小時算，一畝荒地是33億千瓦的裝機，等價於8億千瓦裝機，年發電是6千小時。你們對這一數字是太熟悉了，差不多等於我國全年的發電量啊！
過去我老是鼓吹建設沙漠電站，因為沙漠的土地便宜，而且陽光充足。現在我觀點稍微有點改變。沙漠地區的老百姓文化科學知識水平較低，玩不轉太陽能發電站。要動員科學文化較高的技術人員向沙漠地區進軍，反正不很容易。高工資也不幹。而隨著社會經濟的發展，城市和農村用電的峰穀比的電價差距會越來越大。所以，這種以單純供應高峰用電為目的的“光伏電池+蓄能電池”組成的小型智能電網，最好放在鄰近農村的荒漠土地。這會有廣闊的發展前景。
當然用在智能電網當中的蓄能電池還可以兼做包括拖拉機在內的農用的客運、貨運的電動車所用的動力電池。我也是讀了點國外的資料。奧巴馬對智能電網的設想也就是想搞個大電網，同時把燃油小轎車改成電動轎車，電動轎車中的鋰離子電池既做動力電池又兼作蓄能電池。簡單計算一下，美國有2億輛小轎車，而電動車小一點的話是20千瓦，大一點是50千瓦，以 20千瓦計，2億輛電動轎車的儲能功率是是40千瓦，而美國發電裝機是12億千瓦。
我國農村未來發展的重大方向之一，也就是包括拖拉機在內的，客運、貨運，都要走向電動車化。現在給在座的各位同誌們提供一點電動自行車發展的情況。我國電動自行車共有1.2億輛保有量，近一二年的生產量是年生產2千萬輛。2009年出現了一個國標事件，打擊了一下，電動自行車，上升勢頭稍微低一點，“低一點”還是2千萬輛。今年估計會大幅上漲。因為國家鼓勵電動自行車下鄉，並給予補貼。我個人估計10年內，其保有量完全可以突破10億輛。因為售價才每輛約是1000~1500元。
農村中大量需要的電動三輪板車，所用蓄電的充放電功率，要比電動自行車還要大一點。如果一個農村有10000輛電動自行車，又有10000輛電動三輪板車，其儲能功率，至少是1.5萬到2.0萬千瓦。完全可以將車用動力電池用作微電網小電網、中電網的蓄能電池。當然如果這些荒漠地臨近有較好的水能，有較好的地形建設小水電或抽水蓄能電池，更有利的方案是“光伏發電+風能+小水電，+小型抽水蓄能電池”。是用光能、風能還是水能，要看資源的分布等等情況來確定。
抽水蓄能電站比鋰離子電池有更好的投資效益比。因為鋰離子電池的價格現在仍然比較貴。從蓄能的觀點看，抽水蓄能電池也許比鋰離子蓄能電池在充放電過程中要多損失一些能量。鋰離子電池的充放電效率可以做到90%、85%，你們可能是80%，也許75%。
嘉賓2插話：75%-80%。
何祚庥：但是抽水蓄能電站不僅可以吸收光伏發電加風電發出的電力，而且可以多接收來自天空的“天落水”增加發電能力。所以我覺得你們的“蓄能”效益，實際上比鋰離子還高。抽水儲能電站，不僅能用太陽能、風能“抽水”儲能，而且可接受來自天空的“天落水”，其“等效”的充放電的儲能效率，還會大大超過鋰離子儲能電池。所以我是更主張大力發展抽水蓄能電站的。從我的觀點來看，我們的水能建設實際上是“大禹治水”的思維模式，盡量把水都送到海裏去。現在應該倒過來，應該盡可能把水都保留在陸地上。充分利用水的能量，和調節氣候的能力。
光伏電池存入鋰離子蓄能電池發出的直流電，要經過逆變器轉變為交流電上網，這還會損耗10%-15%的電能。抽水蓄能電站可以利用光伏發電發出的直流電，直接提水儲入抽水蓄能電站，然後改發交流電上網。這也是抽水蓄能電站的一個優點。但是抽水蓄能電站的建設要受地形的嚴重限製。如果光伏發電或風力發電所發的電力要經過一個距離很長的輸電線路，才到達抽水蓄能電站，其輸電的損失就是不可忽略的因素了。所以大型、超大型的鋰離子蓄能電池技術的發展也是很重要的。因為我還要跑到鋰離子蓄能電池的會議上講儲能問題，所以必須客觀地探討一下兩者之間的優缺點。
現在我告訴各位，據說，——不是據說，這是真的，——正在研發當中的錳酸鋰為正極，鈦酸鋰為負極的新型蓄能電池，能夠充放電2萬次到3萬次，因而每次充放電的蓄能成本可能下降到1毛錢一度電。這將是鋰離子儲能電池兼動力電池的一個重大突破。我們也很願意將這個情況提供給搞電網的同誌們。
但是最近我也聽到一位搞電網的同誌的某次講話。在講話中竟要求蓄能電池達到能充放電40萬次50萬次。這在當前是不可能實現的，我們沒有這個能耐。為什麼這位電網專家會要求蓄能電池能充放電40萬~50萬次。原因在於他考慮的是“統一”調度的超大型智能電網。希望用“一個”“超大型”“智能電網”來解決所有的電力調度問題。所以，每塊儲能電池每天充放電幾十次或一百次。但如果是小型電網，能充放電幾萬次，就很夠用了。我就是兩組電池，一組是專門接收的，蓄滿了就不再蓄了，一組是專門發電的，發完了就不再發電，也就是每天充放電1~2次。所以，就這個意義上講，鋰離子蓄能電池有2萬次3萬次的充放，就完全夠用了。3萬次就夠用50~100年。也許有人要問，這一新技術什麼時候可以實現？答案是兩三年內，就能走向產業化。現在全國研究鋰離子蓄電池的研究單位可能有幾十家。都在研究這種新型電池，而且技術不太難。所以我們也很願意向研究智能電網的朋友們提供這一信息。電網公司喜歡鈉硫電池，希望用鈉硫電池做未來電網的儲能電池。問題是，鈉硫電池的工作溫度，約是300度 ~350度，太麻煩。以鈦酸鋰為負極的儲能電池，常溫的就可以用，價廉而循環次數多。
怎麼解決農村供熱？解決生活供熱的最佳方案是用定日鏡製作的低損耗、低成本、低售價，可以在廣大農村、邊緣地區、中小城鎮，廣泛利用或推廣的太陽灶，或中低溫的太陽鍋爐。
下麵我們稍微解釋一下太陽灶。
近來在太陽能技術有一個重大突破，是陳應天教授發明的定日鏡，它的特點是不管太陽是自晨至晚，從冬到夏，這個定日鏡是自動的，在時間分布上，空間分布上，比較均勻地將太陽光反射到固定不動的集熱麵上。已運用上述思維製造出沒有汙染，不耗化石能源，能冶煉高純矽的太陽爐。這裏我不介紹了。太陽能冶煉高純矽已評上2009年的十大科技成就。聚焦1萬倍的太陽爐能冶煉出6~7個9的高純矽，無汙染，消耗的是太陽能，而且價格很便宜。
更有廣泛應用價值的是供農村大量使用的聚焦60倍的太陽灶。特點是可用來煮飯、炒菜、燒開水，但不需要移動所使用的炊具。下麵請參看太陽灶的照片：
一個可在農村廣泛推廣的太陽灶
我稍微解釋一下。
各位看這是一麵鏡子，這麵鏡子的特點，是隨著太陽的運動，能“自動”地把太陽灶底部的太陽光反射到下麵一個小鏡子，然後再把太陽光鏡子反射到煮飯的鋼精鍋上，大概聚光60倍。各位看，這一結構是很簡單的。關鍵是由芯片控製的這麵鏡子。下麵這個鏡子也是很簡單的一個鏡子，一個反射鏡。灶上放一隻鋼精鍋。聚焦60倍是很厲害的，如果鋼精鍋不上水就燒個洞，所以完全能夠燒飯、炒菜。
新設計中的太陽灶麵積是1.5米×1.5米，比這個大一點。過去是圓的，現在設計成方的，功率是1.6-1.8千瓦，相當於一個電爐。售價不會高於電爐的售價，但是不需要用電。炊具可以設計為炒菜煮飯的鍋，不用的時候還可以燒熱水。如遇連陰天，所設計的炊具還可以用沼氣，或者壓縮的秸稈氣化加熱。中國的廣大農村有個特點，凡是太陽能比較豐富舒的地區，秸稈產量往往比較少；而常年連陰多天、太陽能比較貧乏的地區，秸稈產量往往比較豐富。當然，為解決農村供熱問題，單純依靠桔杆供熱，是遠遠不能滿足需要的。桔杆主要用作還田、飼料，留下可供燃燒的桔杆也不會很多。由於太陽灶有較大的供熱功率，農村剩餘的秸稈將完全能彌補太陽能有間歇性的缺點或不足，做到互利雙贏。
為了解決中國農村和小城鎮即將湧現的冬季供暖、夏季供冷的要求，一個最簡單的方法是把鏡麵放大到4米×4米，其供熱功率就放大到10~12千瓦。中國不同的地區的每天的集熱時間，平均可能有4-6個小時，太陽能供熱鍋爐將年集熱約20000度的熱量。現在農村地區達到舒適的供暖供冷的標準大概是每平方米50度-100度的熱量，這個是我們從建設部問來的。這樣，所以上述4米×4米的定日鏡加特殊設計的太陽能鍋爐能滿足住宅麵積為200到300平方米的供暖的要求。當然，如果是連陰天就改成燒沼氣或氣化秸稈。
總計，上述類型太陽能鍋爐的最大優點是全部光能，除鏡反射有一小部分損耗外，都在室內轉化為相應的熱源，其光能轉化為熱能的效率特高。而且這裏“聚光”加熱，所產生的熱能，還是溫度較高，高品位的熱能。現在我稍微解釋一下：這個爐子是可以放在房間裏的，聚光鏡所聚光線可以通過一透明玻璃窗進來。我有一堵牆，牆上有一個透明的玻璃窗，聚光鏡通過透明玻璃窗進來就可以了，所以全部光能都聚焦在鍋爐底部，再反射到鍋爐上。完全可以設計出一個鍋爐，將 80%~90%以上的光能都轉化為熱能，相應的輸熱的管道也放在室內，在室內傳輸。現在設計中的真空管式熱水器都是在室外加熱，是一倍太陽光加熱，隻能產生70度的熱水，而且由室外通過管道運送室內還要損失很大一部分的熱能。所以這個新式的太陽能鍋爐的優越性是很顯著的。太陽能鍋爐是40倍或是60倍的太陽光加熱，不僅能大幅度減少由於加熱時間長帶來的熱損失，而且可產生高溫蒸汽。所以是一種有前景的新型太陽能鍋爐，也有可能變成供熱兼小型發電裝置。由於這需要有一個小型而高轉化率的發電裝置，現有小型發電機，成本較貴。不過這個問題可暫時先不解決，先解決供熱的問題。
更有發展前景的，是由可再生能源綜合組成的，分布式的供電供熱的聯合電站。如果廣大農村出現較大量的生產性的用能需要，就需要有能大幅度提高一次能源利用率的，太陽能發電加上秸稈或者沼氣發電的聯合的供電供熱的電站。現在新出現的太陽能熱發電的技術理念，是“陳式定日鏡+小塔支撐的集熱麵”，用來取代已走向產業化的槽式電站。下麵我稍微解釋一下槽式電站。
其特點是拋物鏡麵的柱聚焦，而且是太陽光“斜”照射在拋物麵上聚焦，其熱能損失較大，至少在一半以上。但是它有一個優點就是易於產業化。因為所有的鏡子都一樣，是同樣的結構，可以延伸到10公裏、15公裏。但是陳應天的定日鏡的特點，是太陽不管自晨至晚，從冬到夏，這個定日鏡自動在時間空間分布上較均勻的把太陽光反射到某一個有小塔支撐的集熱麵上。各位看一下有關照片：
各位看這是一個定日鏡，它有一個本事，一定會使太陽光聚焦反射在這個小塔上。在此以前，誰也做不到如此精確地反射到這一小塔上，隻能“湊合著”聚集在某一“大塔”上，因為太陽的方位在不斷變化。解決這一問題要用到十分複雜的理論的分析、計算，才能真正實現。小塔上聚光的斑點基本上是不動的。小塔麵積也沒有多大，才0.6m×0.6m。這種新式的陳式定日鏡技術，繼承吸收了塔式熱發電技術的點聚焦，但又保留了槽式發電的結構簡單，易於規模化、產業化的特點。因為隻要將一座座小塔重複連成十幾公裏的“多”塔，你愛多大就多大。由於這一新式定日鏡的結構單一，可以實現大規模產業化，它的集熱效率又比槽式電站至少多40%，所以它的單位公裏的造價可以比現在槽式電站至少下降30%-40%，也就是把國外槽式電站的發電的成本，從兩塊錢一度電，下降到一塊錢或者8毛錢一度電。下麵各位看這個已經做出來的實驗裝置。
這是鏡子，這是塔，我沒怎麼連，隻要連成一片，就可以產生高溫高壓蒸汽。
講稿上寫的是1200塊錢一個平方米。最近下降到800塊錢600塊錢了，下降的很快。因為一共是8米×8米的一麵鏡子，沒有多少零件。現代化的小轎車完全可以做到每輛5萬塊錢，6萬塊錢，那裏有幾千個零件，這才幾十個~一百個零部件。用的是普通鋼材，大規模產業化後不會太貴，完全有大幅度價格下降的空間。小塔的集日麵積也較小，塔才5、6米高，抗風不成為問題。顯然這些技術為我國太陽能熱發電產業提前產業化，開拓了新途徑。尤其是這些技術完全是我國自主研發並擁有完全自主知識產權的新技術。
為了進一步降低太陽能熱發電成本，陳應天教授還提出“兩步走”的新理念。熱能有高品位，低品位之分，凡是容易轉化為電能的，就是高品位熱能，否則是低品位熱能。這是大家都知道的觀念。吳仲華院士曾提出，熱能的利用，要“溫度對口、梯級利用”。在座的都是專家，就不多說了。但是，不僅在室內供暖，在各種工業供暖鍋爐裏頭，也存在這種大浪費。因為鍋爐加熱往往從加熱冷水開始，這部分熱能，最好用低品位的熱能取代。所以說吳仲華原則要發展為“溫度對口，優質優用，梯級加熱，梯級利用”。太陽能加熱也應該“兩步走”。第一步用價廉而較簡單的，品位較低的太陽能，把水加溫成160度到180度的中低溫的蒸汽。第二步利用技術比較複雜的，成本比較高的“定日鏡+小塔”的裝置再加熱。第一步用一個轉盤5倍聚光加熱，第二步用“定日鏡+小塔”加熱。因為塔和定日鏡還是比較貴的。水的比熱是每克一個卡路裏，蒸汽的比熱是0.5卡路裏。但液態水轉化為氣態的水蒸汽，每克要吸收540卡之多。所以在“兩步走”的太陽能熱電站的設計中，第一步由冷水加溫到160度水蒸氣收集的太陽能，將占到全部的熱能的70%-80%，第二步升溫可能是20%-30%。由於第一步吸收的熱量可以用廉價而品位較低的太陽能來做，所以這個“兩步走”就有效益了。第一步怎麼辦呢，各位看，這是一個太陽能五倍的聚光的太陽能集熱器，這個集熱器能夠產生3-5個大氣壓力，溫度是160度的水蒸氣。
旁邊有一個“小塔+定日鏡”。我們沒有來得及把轉盤跟小塔完全連接起來，因為我們沒有拿到錢，但部件都做好了。
初步計算如果有“五倍聚光轉盤+集熱小塔+陳式定日鏡”，而又有水和水蒸氣作為集熱傳熱介質的話，完全可以把每千瓦的造價下降到比20000元/千瓦，甚而還可以低一些。這一太陽能加熱裝置，完全可以有和火力發電相同的運轉壽命，所發電能還是可以直接上網的交流電。為什麼我們願意跑來敢跟你們水能部門要求“結婚”，“談戀愛”？而過去我們不敢高攀，你們的門檻太高了，我們資曆太低了，“門不當，戶不對”，東西做的太貴了。但是現在有這些新的思維出現，有可能在和水能合作後，相互彌補各自的缺點，做到互利雙贏。
在沒有水能做抽水儲能電站的地區，而又是連陰天的話，太陽能的間歇性就可以用秸稈氣化、沼氣來彌補。如果當地缺乏水能，又缺乏桔杆，就可由“光伏電站+鋰離子蓄能電池+直流變交流的逆變器”來補充太陽能熱發電的間歇性。這個方案的優點，可比光伏電站少用3/4的“鋰離子蓄能電池+逆變器”，但是能夠連續供電8-10個小時，又有大量的廢熱、用作農業生產的供熱、維持某些有特殊要求的鋰離子蓄電池的恒溫。
當前在如何發展可再生能源的政策上，有一重大爭議，中國要不要大搞秸稈發電？大家都知道，有一些搞農村工作的同誌高度讚成秸稈發電，因為在某些地區，桔杆堆積如山，然後一燒了之，不如用來發電。另外有一些火力發電專家表示反對，說秸稈數量有限，有規模效益的秸稈發電，需要在大範圍內收集秸稈。收集成本過高，成本很難下降。但如果用“太陽能+秸稈”共同發電就沒有這個問題了。太陽能發電的原理是用太陽能去燒鍋爐，當然也可以用秸稈汽化去燒鍋爐，太陽能轉化為熱能，再轉化為電能的效率是20%，而太陽能轉化為生物質能的效率是0.2%。所以，秸稈產能遠不如太陽能。但是，凝聚在秸稈中的能量，可以儲存，可以隨時取用。所以農村中的太陽能和當地產生的秸稈結合，就可以完全解決農村所需連續供熱供電問題。其實，農村中也可能用不到這麼多電，至少目前用不到這麼多電，也就是廣大農村，將變成向城市供電的基地。
現在有很多學者在討論智能電網。我讚成杜祥琬院士提出的理念：“中國發展智能電網首先做好概念設計、頂層設計，在戰略指導下做好規劃方案，尤其要先做好示範，而且所建設的智能電網必須在技術上是可行的，經濟上是劃算的，環境上是友好的，是符合中國國情的。”杜院士還提出，“現在還有一些沒有解決好的問題”，如“新能源和電網如何友好”？“間歇性的風光如何與電網相融合？”。
對於杜院士所提出的兩個問題，我覺得我在這裏已初步“做了”回答。這就是建造智能電網，必須“由小到大”，由初級智能電網，再到中級，高級的智能化的電網。中國智能電網的建構，還應劃分若幹階段。首先是在廣大農村建設若幹小型化、智能化的供能、供熱兩用的微電網、小電網、中電網。其次，應建設一個能調節和供應8~10小時的峰電需求、能在時間上和空間上應付特殊用電要求的智能化的電網。其適用技術可包括由各類可再生能源，還有各種易迅速接收和啟動的儲能體係相結合的調峰電站，當然也應包括天然氣、水煤氣為燃料的調峰電站。還有就是新出現一項新技術，在海上可移動的，可調節不同地區供電需要的核電站。最後才是進一步組成全國化的“全智”能型的國家級的電網。我還高度反對某些學者所提倡的“煤從空中走，電送全中國”，由“大煤電”、“特高壓”組成“大電網”的理念，認為這是“中國能源輸送體係的深度變革”。因為中國能源問題的解決，不僅要看到電能，還要看到熱能。至少目前我所了解的一次能源的利用中，有50%是熱能，50%的電能。所以“大煤電”、“特高壓”組成的“大電網”，決不是中國能源輸送體係的“深度”改革之路。因為“煤從空中走”，隻能做到“電送全中國”，其產能的一半，亦即熱能，隻能“熱能留當地”，無法輸送到用熱地區，而電能轉化為熱能的效率很低很低。
現在電網麵臨的突出難題，是夏季空調用電。可能空調裝機已高達1.5億~2億千瓦之多。我估計在近幾年內，隨著社會經濟的發展，這一用電需求還要迅速增加。解決這一疑難的最佳方案，是迅速建立一個以太陽能為中心，以其他可再生能源為補充的專門調控高峰用電的網絡，大幅度減少火力發電機組的投資，做到可再生能源和傳統發電模式的雙贏。因為旭日高照的夏季，往往空調用電需求較大，而陰雨連天的季節，就可以大量減少空調用量。這既是電網結構上的大改革，也是電力體製上的大改革。
除關注新建大型抽水儲能電站的建設外，還應關注修建一些小型抽水儲能電站。最近我到新昌去了一趟。他們提供了一個資料。當地大概有5萬多千瓦的小水電，不算大，但是多半是梯級電站。建造在河流上。大一點的電站平均發電時間是2700小時，加上小電站，全縣小水電的平均發電時間約是2200小時。我問小水能電站的站長和工程師，你們能不能把這個東西改成抽水蓄能電站？“何老師，那太容易了！因為它們都是梯級的，隻要把下麵的水抽上去就行了。”然後我說，“你們用風能，用太陽能抽水，豈不是可以大大增加發電量？”所有的站長，還有工程師，都完全表示同意。認為很容易做到，隻要有政策，給錢。他們說完全可以做到從2200小時提升到一年發電8000小時。新昌是個縣。我找縣裏也說了上述意見。縣領導說，何老師你的意見很好，我們也想呼籲上麵拿點政策來，沒有政策我還是開不了工。
據我所知，浙江省的風能資源是很好的，太陽能是三類地區，但浙江省有足夠的地形建抽水儲能電站，包括大型抽水儲能電站。我了解浙江省的抽水蓄能電站現在就有400萬千瓦。我讚成先在浙江省建設一個由“風能+太陽能+水能+抽水儲能電站”聯合運行，供應“調峰削穀”用的調峰電站。我所知道的是，水能的資源，現在是經濟可開發的有4億千瓦，技術可開發的有5.4億千瓦，反正有一天會開完。開完了以後不等於水利部沒事兒做，因為可以大規模修建抽水儲能電站。我想知道的是，在中國抽水蓄能電站所儲能量，是不是比水能資源的總量還大一點？
嘉賓2插話：大。浙江省，他們華東上次做過一個規劃。
何祚庥：對。我猜想中國有足夠的地形和水，能修建抽水儲能電站。所以我覺得應到這裏來，強烈呼籲太陽能、風能和水能部門，特別是修建抽水蓄能電站部門實行戰略合作。
眼前我們的成本比你們高，這是肯定的。從長遠來看，我個人認為太陽能發電成本會不比水能高很多，其優點是資源量極大，會倒過來給你們補充水能。當前追求的重點：首先是雙方聯合，把高峰用電的“高”電價市場占領下來。現在國內許多地區的高峰用電，是一塊五毛錢一度電，一塊三毛錢一度電。太陽能加上抽水蓄能電站組合在一起，完全有利可圖。當然需要跟電網辦一次嚴重的交涉，這涉及上網電價的政策。“風能+太陽能+水能+抽水儲能電站”一組合，“垃圾電”就變成了“優質電”。“優質電”上網應該有“優質”電價。這就涉及電力體製的大改革了。
按：當前，為了改變我國的能源結構，我國新能源發電的增長很快，但是由於風能太陽能的間歇性問題，入網困難。目前，解決這一矛盾的主要方式是建設抽水蓄能電站。為此，2010年6月13日188BETApp 科普部和抽水蓄能專委會聯合舉辦了一次有關新能源發電入網和抽水蓄能建設的小型座談會。中科院院士何祚庥到會發表了有關新能源發展和抽水蓄能電站建設的重要演講。
主持人：今天我們研討的主題是抽水蓄能水電站建設與新能源的問題。我們很多人是從事抽水蓄能電站的建設、設計和一些相關的研究工作的，我們北京水電勘測設計研究院從上個世紀七八十年代開始就開始從事抽水蓄能技術以及勘察設計方麵研究。從我國國內第一個抽水蓄能電站設計工作開始，我們就介入了大型的抽水蓄能電站的工作。今天我們特地與何院士交流一下抽水蓄能建設與新能源發展的問題。下麵我們先請何院士講演。
何祚庥：好，這裏有一關於農村中、小型分布式能源的講稿，是我跑到浙江省新昌縣去的講話稿。新昌那兒有很多的小水電，也有梯級電站，不大，總共約有6萬千瓦，但是沒有抽水蓄能電站。我去補充講了一下抽水蓄能電站。但是我知道的現在全國有很多單位關注抽水蓄能電站，特別是我們核電係統，在建核電站的同時，往往要求當地同時修一個抽水儲能電站。我知道廣東省有一個大大的抽水蓄能電站，是為大亞灣核電站，調節峰穀比用的。可能已經建好了。我看到江西省也要搞核能，江西省好象也有一個規劃，是要建300多萬千瓦的抽水蓄能電站。
主持人：這都是我們做的。
何祚庥：我想你們對抽水儲能電站的信息，要比我知道的多得多！反正我知到的信息不全。從我來看，抽水儲能電站不該和核能配套。應該盡量發揮核能在保障電能供給的基礎作用，而不是用作調節峰穀比。加上抽水儲能電站會損失約20%的能量。這是因為現有上網電價政策促使進核能這樣幹。但從最大限度地利用“有效”電能的角度來看，我認為抽水蓄能電站應該跟可再生能源配套，跟風能、太陽能配套，而且抽水蓄能電站還應該跟水能本身也配套，因為水能有時候也會有“短缺”和“過剩”。
最有效的是抽水蓄能電站和風能配套。風能的隨機性太大，是最差勁的“垃圾電”，有了抽水儲能電站，“垃圾電”就變成“優質電”。最近我到新昌去，新昌告訴我一個情況，他們的工業用電，尖峰用電是1塊3毛6分8一度電，高峰用電是1塊零7分一度電，低穀用電是0.558一度電。我到廣東去了，廣東也給我了一個各種規格很多的電價的算法，大概廣東省給我的印象那個高峰用電啊，比浙江還要貴，可能到了1塊5毛錢，1塊6毛錢。風力發電現在發展得很快。風力發電國家給了一些補貼， 有6毛錢到7毛錢一度電等不同規格。現在是電網容納不了，容納不了屬於技術問題，不是風電生產過剩，因為風電的波動太大。從我來，看風電的成本中有40%是來自於上網，甚至是一半。因為風能發電是直流不是交流。直流變交流而且能上網，要解決的技術問題比較多，有人說占成本的一半。我看到有報告說，如果僅是直流發電，不上網，風電的成本可以降低到1毛多錢，2毛多錢一度電。真假待考。因為有些風力發電專家說話不一定很可靠。但如果從直流電變交流電，包括逆變係統、上網加上線路損失，可能損失能量10%—15%。所以我最讚成風能和抽水蓄能電站結合。
另一個是太陽能。我想在座的朋友們，可能聽到的情況是太陽能的成本很高。不然，現在已經大幅度下降。現在大家呼籲的國家電網收購的上網電價，是1塊零9分一度電。如果國家給我們這個上網的電價，會有不少搞太陽能企業已相當滿意。但有一些成本很高企業是不滿意的。我可以告訴各位，太陽能發電成本還有大幅度下降的空間，但這不是我今天講話的重點。我今天想講的一點意見，就是太陽能發電上網，比風能容易。太陽能是白天發電，正好是用電高峰。如果說太陽能一天發七個小時八個小時，最多再補兩到三個小時，就完全可以提供白天需要的電高峰用電。也就是，太陽能發電和抽水蓄能相結合，所要求調節的幅度比風能小。
太陽能發電有兩種模式。有一種是光伏直流發電；另一種是光熱發電，是交流電。這兩種技術，以25年壽命計算的發電成本，實際上都做到了5毛錢一度電。比火力發電貴一點，貴不了太多。但如果是直流發電的話，那麼逆變係統將占相當的比重。
我是高度主張水能跟太陽能相結合發電的。其實太陽能和水能的結合，還不局限於調節白天和夜間的峰穀比，還有季節性互補的功能。一般來講，下雨的季節，太陽能的輻射往往很差，而枯水季節，太陽能的輻射往往較好。太陽能和水能有一種天然互補的關係。另外，從電網調度的角度來看，我覺的當前需要解決的是高峰用電，夏季的空調用電，是白天的用電高峰。往往一到夏天，空調用電猛增，然後就是拉閘限電。所以我最讚成太陽能和跟抽水蓄能電站結合，專門提供高峰用電。或者說，所有的高峰用電，都由“太陽能+風能+抽水儲能電站”來提供。第一，高峰用電的電價比較高。太陽能、風能的成本往往比較高，但是如果太陽能、風能能夠跟抽水蓄能電站相結合，專門保證高峰用電的供應，我覺得從電力的調配上最為合理。因為水能發電的最大優勢，在於我要發電就發電，不發電就不發電，啟動和關閉閘門都比較容易。火力發電、包括核發電，由於有‘熱慣性’，就不太容易做到。合理的解決是用可再生能源，和你們的抽水蓄能電站相結合，保證電網公司的高峰用電。
雖然目前經濟上沒有什麼優勢，國家沒有什麼優惠政策，但這屬於不合理的價格製訂問題，這個價格問題應該可以解決。如果你們也認為這一意見有理，需要大家聯合起來呼籲製定這樣一個政策，由“可再生能源+抽水儲能電站”聯合供應電網公司所有的高峰用電。如果我們能夠做到這件事情，如能包攬現在的調峰填穀的需求，就基本上解決了電力調度上的大問題。
當然一開始還不會去建設那種大規模的專供高峰用電的調峰體係。所以最好是先到農村去呼籲。也就是即將在廣大農村、小城鎮崛起一個以分布式供能體係為中心的戰略性新興產業。也就是這裏建議，的“太陽能+風能+小水電+生物質能+小型抽水蓄能電站+中小型儲能電池+中小型電動車的動力電池”相結合的，“中小型智能電網”為“中心”的，“分布式”的供電供熱新能源體係。名字很長。不是說一個體係，什麼都包括，反正是因地製宜，就地取村，就都可以。
我認為未來的全國性的超大規模的智能電網必定先從小的電網做起。小的電網積累成大電網，小的電網先達到基本的平衡，其不平衡之處就一級一級的上交。這樣的智能電網我覺得可能是比較經濟的，比較有效益，也比較容易做的。
如果是全國性的統一調配，第一沒有這個必要，第二也不見得最經濟。我聽到某一位電網專家給我們作報告，呼籲要搞高效率的儲能電池。他要求蓄能電池能夠蓄能的次數是50萬次。因為他主張全國統一調度，每天要“多次”充放電。我可以告訴各位，這是現有的蓄能技術做不到的事情。蓄能電池要統一調配，每天充放電幾十次，上百次，總共要幾十萬次，這完全不可能、也不切實際的。
從我來看，未來的智能電網，必定就是從小做到大，我想你們比我更了解。當前的農村用電會迅速的增長，農村用電的特點是白天用電多，晚上用電少。所以解決農村用電，最主要的是靠分布式能源加可調節的蓄能係統。我有看到一個材料也提倡分布式能源。主張用煤或天然氣來供應分布式能源。這很不經濟。農村的分布式能源一定是用可再生能源，有什麼能源就有用什麼能源，就地取材、因地製宜。但這裏所說分布式能源要既能供電又能供熱。因為這兩種能源都需要。還要考慮到這個分布式能源不可能做得太大。比如說超超臨界發電，效率很高，熱電轉化率高達44%。但熱量輸送不遠，熱能的利用率很低、很低。國外發展的這種大型發電站，其熱能利用率都是很低的。但是小型的分布式能源，可以既供電又供熱。
解決農村、小城鎮用電，最好組成大小等級不同的智能型電網，有微電網，小電網，中電網，進而發展成為大型、超大型智能電網。供熱就要盡量縮短道供熱距離。
解決生活用電的最佳方案，是屋頂光伏電站加一個鋰離子儲能電池。這裏不能用你們的抽水蓄能電站。現在請大家看一點數字。我國約有100億平方米的屋頂，廣大農村約占全部屋頂麵積的80%。當代發展中的第三代光伏發電的技術，已經做到每平方米能夠發出50瓦的電力。請相信我這個太陽能“專家”。其等價於“不跟蹤”的平板電池的，“等效”組件的售價，已下降到每瓦是15塊錢到16塊錢。這個是什麼意思呢？一般來說，放到屋頂的光伏電池通常是不跟蹤的，貼在屋頂的平板式的光伏電池。但現代發展的，可跟蹤的光伏電池，要比不跟蹤多出35%到40%的電力。如果平板式的不跟蹤的光伏電池組件的售價是每瓦21元或20元，加上跟蹤以後會多發35%—40%的電力，一除就折算成每瓦和不跟蹤相“等價”的價格，是15塊錢16塊錢。80億平方米的屋頂麵積，乘上50瓦/m2，就是4億千瓦的電力裝機。所以屋頂光伏電站會有很大發展前途。
太陽能資源有一類、二類、三類、四類的區別，全國在三類地區以上的資源以上占了95%的國土麵積。隻有5%以下是四類地區。四類地區年發電約1000小時，主要在成都、重慶地區。三類地區年發電約1500小時，如以每千瓦的光伏裝機年發電1500小時計，4億千瓦將至少能年發出6000億度電能。以10億農村人口計——，這是隨便說的，我是理論物理學家，不求數字精確，隻算數量級的，——可以人均供應600度電。將完全能滿足農村中各個住戶照明、電器、包括空調用電，甚而可以部分地解決供炊用電。當然，電力應組成一個有“智能”功能的微電網。
下麵是一個示意圖，有跟蹤和不跟蹤的。
解決農村生產用電的最佳方案就是因地製宜地組成能“連續供電8到10個小時的，功率為500到2000千瓦的太陽能光伏電站，也許還有“小型風機+鋰離子儲能電池+小型抽水儲能電站”構成的小型智能電網。
很抱歉，這裏也把小型抽水儲能電站加了進去，可能大材小用了。但是我有一個思維，就是智能電網必須從小的做起，由小到大。鋰離子蓄電池是比較貴的，比你們抽水蓄能電站貴多了，微電網、小電網用點可以，多了就太貴。但是,微電網、小電網做到基本平衡，有助於大幅度減少大電網，超大電網必須做到供需平衡的困難。
也許有人會問，你所說的微電網、小電網，會對電力平衡做多大貢獻？
有我給大家算一點數字，我國現有18.26億畝耕地，溫家寶總理再三強調不得越過１８億畝這根紅線，就是紅杠杠絕對不能超過。但是我國另外還有4億畝“宜能荒地”。這個是什麼意思呢？有一些生物質能學者，提出我國還有4億畝荒漠地可以種秸稈。可以不占耕地，專門種能源植物。我也看了他們給我的材料。當中有2億畝是質量比較差的，需要大力改善後，才能種能源植物，又要水、又要肥料等等，困難很多。但是這種荒漠地帶，卻十分適合用作太陽能發電用地。於是我又算了一筆帳。如果以每平方米發電發50瓦來算，一畝荒地可以裝機33.3千瓦，1億畝荒地可裝機33億千瓦。在座的同誌可能沒有幹過太陽能，這裏提供些令人驚訝的數字。是否應該做這件事是另一個問題。
我想說，就是應該在農村辦這件事情。廣大農村有耕地18億畝，荒地4億畝。雖然這些荒地太陽能資源比沙漠地區稍差，沒有沙漠好，但距離廣大農村地區較近，離用電地區較近，而且大部分是連片千畝以上的幹旱的土地，非常適合在農村鄰近建立“大中小型光伏電站+蓄能電池”，構成的中小型智能電網。由於這些地區大多鄰近農村，其開發成本、輸電成本都比較低。如果我們也一樣用年發電1500小時算，一畝荒地是33億千瓦的裝機，等價於8億千瓦裝機，年發電是6千小時。你們對這一數字是太熟悉了，差不多等於我國全年的發電量啊！
過去我老是鼓吹建設沙漠電站，因為沙漠的土地便宜，而且陽光充足。現在我觀點稍微有點改變。沙漠地區的老百姓文化科學知識水平較低，玩不轉太陽能發電站。要動員科學文化較高的技術人員向沙漠地區進軍，反正不很容易。高工資也不幹。而隨著社會經濟的發展，城市和農村用電的峰穀比的電價差距會越來越大。所以，這種以單純供應高峰用電為目的的“光伏電池+蓄能電池”組成的小型智能電網，最好放在鄰近農村的荒漠土地。這會有廣闊的發展前景。
當然用在智能電網當中的蓄能電池還可以兼做包括拖拉機在內的農用的客運、貨運的電動車所用的動力電池。我也是讀了點國外的資料。奧巴馬對智能電網的設想也就是想搞個大電網，同時把燃油小轎車改成電動轎車，電動轎車中的鋰離子電池既做動力電池又兼作蓄能電池。簡單計算一下，美國有2億輛小轎車，而電動車小一點的話是20千瓦，大一點是50千瓦，以 20千瓦計，2億輛電動轎車的儲能功率是是40千瓦，而美國發電裝機是12億千瓦。
我國農村未來發展的重大方向之一，也就是包括拖拉機在內的，客運、貨運，都要走向電動車化。現在給在座的各位同誌們提供一點電動自行車發展的情況。我國電動自行車共有1.2億輛保有量，近一二年的生產量是年生產2千萬輛。2009年出現了一個國標事件，打擊了一下，電動自行車，上升勢頭稍微低一點，“低一點”還是2千萬輛。今年估計會大幅上漲。因為國家鼓勵電動自行車下鄉，並給予補貼。我個人估計10年內，其保有量完全可以突破10億輛。因為售價才每輛約是1000~1500元。
農村中大量需要的電動三輪板車，所用蓄電的充放電功率，要比電動自行車還要大一點。如果一個農村有10000輛電動自行車，又有10000輛電動三輪板車，其儲能功率，至少是1.5萬到2.0萬千瓦。完全可以將車用動力電池用作微電網小電網、中電網的蓄能電池。當然如果這些荒漠地臨近有較好的水能，有較好的地形建設小水電或抽水蓄能電池，更有利的方案是“光伏發電+風能+小水電，+小型抽水蓄能電池”。是用光能、風能還是水能，要看資源的分布等等情況來確定。
抽水蓄能電站比鋰離子電池有更好的投資效益比。因為鋰離子電池的價格現在仍然比較貴。從蓄能的觀點看，抽水蓄能電池也許比鋰離子蓄能電池在充放電過程中要多損失一些能量。鋰離子電池的充放電效率可以做到90%、85%，你們可能是80%，也許75%。
嘉賓2插話：75%-80%。
何祚庥：但是抽水蓄能電站不僅可以吸收光伏發電加風電發出的電力，而且可以多接收來自天空的“天落水”增加發電能力。所以我覺得你們的“蓄能”效益，實際上比鋰離子還高。抽水儲能電站，不僅能用太陽能、風能“抽水”儲能，而且可接受來自天空的“天落水”，其“等效”的充放電的儲能效率，還會大大超過鋰離子儲能電池。所以我是更主張大力發展抽水蓄能電站的。從我的觀點來看，我們的水能建設實際上是“大禹治水”的思維模式，盡量把水都送到海裏去。現在應該倒過來，應該盡可能把水都保留在陸地上。充分利用水的能量，和調節氣候的能力。
光伏電池存入鋰離子蓄能電池發出的直流電，要經過逆變器轉變為交流電上網，這還會損耗10%-15%的電能。抽水蓄能電站可以利用光伏發電發出的直流電，直接提水儲入抽水蓄能電站，然後改發交流電上網。這也是抽水蓄能電站的一個優點。但是抽水蓄能電站的建設要受地形的嚴重限製。如果光伏發電或風力發電所發的電力要經過一個距離很長的輸電線路，才到達抽水蓄能電站，其輸電的損失就是不可忽略的因素了。所以大型、超大型的鋰離子蓄能電池技術的發展也是很重要的。因為我還要跑到鋰離子蓄能電池的會議上講儲能問題，所以必須客觀地探討一下兩者之間的優缺點。
現在我告訴各位，據說，——不是據說，這是真的，——正在研發當中的錳酸鋰為正極，鈦酸鋰為負極的新型蓄能電池，能夠充放電2萬次到3萬次，因而每次充放電的蓄能成本可能下降到1毛錢一度電。這將是鋰離子儲能電池兼動力電池的一個重大突破。我們也很願意將這個情況提供給搞電網的同誌們。
但是最近我也聽到一位搞電網的同誌的某次講話。在講話中竟要求蓄能電池達到能充放電40萬次50萬次。這在當前是不可能實現的，我們沒有這個能耐。為什麼這位電網專家會要求蓄能電池能充放電40萬~50萬次。原因在於他考慮的是“統一”調度的超大型智能電網。希望用“一個”“超大型”“智能電網”來解決所有的電力調度問題。所以，每塊儲能電池每天充放電幾十次或一百次。但如果是小型電網，能充放電幾萬次，就很夠用了。我就是兩組電池，一組是專門接收的，蓄滿了就不再蓄了，一組是專門發電的，發完了就不再發電，也就是每天充放電1~2次。所以，就這個意義上講，鋰離子蓄能電池有2萬次3萬次的充放，就完全夠用了。3萬次就夠用50~100年。也許有人要問，這一新技術什麼時候可以實現？答案是兩三年內，就能走向產業化。現在全國研究鋰離子蓄電池的研究單位可能有幾十家。都在研究這種新型電池，而且技術不太難。所以我們也很願意向研究智能電網的朋友們提供這一信息。電網公司喜歡鈉硫電池，希望用鈉硫電池做未來電網的儲能電池。問題是，鈉硫電池的工作溫度，約是300度 ~350度，太麻煩。以鈦酸鋰為負極的儲能電池，常溫的就可以用，價廉而循環次數多。
怎麼解決農村供熱？解決生活供熱的最佳方案是用定日鏡製作的低損耗、低成本、低售價，可以在廣大農村、邊緣地區、中小城鎮，廣泛利用或推廣的太陽灶，或中低溫的太陽鍋爐。
下麵我們稍微解釋一下太陽灶。
近來在太陽能技術有一個重大突破，是陳應天教授發明的定日鏡，它的特點是不管太陽是自晨至晚，從冬到夏，這個定日鏡是自動的，在時間分布上，空間分布上，比較均勻地將太陽光反射到固定不動的集熱麵上。已運用上述思維製造出沒有汙染，不耗化石能源，能冶煉高純矽的太陽爐。這裏我不介紹了。太陽能冶煉高純矽已評上2009年的十大科技成就。聚焦1萬倍的太陽爐能冶煉出6~7個9的高純矽，無汙染，消耗的是太陽能，而且價格很便宜。
更有廣泛應用價值的是供農村大量使用的聚焦60倍的太陽灶。特點是可用來煮飯、炒菜、燒開水，但不需要移動所使用的炊具。下麵請參看太陽灶的照片：
一個可在農村廣泛推廣的太陽灶
我稍微解釋一下。
各位看這是一麵鏡子，這麵鏡子的特點，是隨著太陽的運動，能“自動”地把太陽灶底部的太陽光反射到下麵一個小鏡子，然後再把太陽光鏡子反射到煮飯的鋼精鍋上，大概聚光60倍。各位看，這一結構是很簡單的。關鍵是由芯片控製的這麵鏡子。下麵這個鏡子也是很簡單的一個鏡子，一個反射鏡。灶上放一隻鋼精鍋。聚焦60倍是很厲害的，如果鋼精鍋不上水就燒個洞，所以完全能夠燒飯、炒菜。
新設計中的太陽灶麵積是1.5米×1.5米，比這個大一點。過去是圓的，現在設計成方的，功率是1.6-1.8千瓦，相當於一個電爐。售價不會高於電爐的售價，但是不需要用電。炊具可以設計為炒菜煮飯的鍋，不用的時候還可以燒熱水。如遇連陰天，所設計的炊具還可以用沼氣，或者壓縮的秸稈氣化加熱。中國的廣大農村有個特點，凡是太陽能比較豐富舒的地區，秸稈產量往往比較少；而常年連陰多天、太陽能比較貧乏的地區，秸稈產量往往比較豐富。當然，為解決農村供熱問題，單純依靠桔杆供熱，是遠遠不能滿足需要的。桔杆主要用作還田、飼料，留下可供燃燒的桔杆也不會很多。由於太陽灶有較大的供熱功率，農村剩餘的秸稈將完全能彌補太陽能有間歇性的缺點或不足，做到互利雙贏。
為了解決中國農村和小城鎮即將湧現的冬季供暖、夏季供冷的要求，一個最簡單的方法是把鏡麵放大到4米×4米，其供熱功率就放大到10~12千瓦。中國不同的地區的每天的集熱時間，平均可能有4-6個小時，太陽能供熱鍋爐將年集熱約20000度的熱量。現在農村地區達到舒適的供暖供冷的標準大概是每平方米50度-100度的熱量，這個是我們從建設部問來的。這樣，所以上述4米×4米的定日鏡加特殊設計的太陽能鍋爐能滿足住宅麵積為200到300平方米的供暖的要求。當然，如果是連陰天就改成燒沼氣或氣化秸稈。
總計，上述類型太陽能鍋爐的最大優點是全部光能，除鏡反射有一小部分損耗外，都在室內轉化為相應的熱源，其光能轉化為熱能的效率特高。而且這裏“聚光”加熱，所產生的熱能，還是溫度較高，高品位的熱能。現在我稍微解釋一下：這個爐子是可以放在房間裏的，聚光鏡所聚光線可以通過一透明玻璃窗進來。我有一堵牆，牆上有一個透明的玻璃窗，聚光鏡通過透明玻璃窗進來就可以了，所以全部光能都聚焦在鍋爐底部，再反射到鍋爐上。完全可以設計出一個鍋爐，將 80%~90%以上的光能都轉化為熱能，相應的輸熱的管道也放在室內，在室內傳輸。現在設計中的真空管式熱水器都是在室外加熱，是一倍太陽光加熱，隻能產生70度的熱水，而且由室外通過管道運送室內還要損失很大一部分的熱能。所以這個新式的太陽能鍋爐的優越性是很顯著的。太陽能鍋爐是40倍或是60倍的太陽光加熱，不僅能大幅度減少由於加熱時間長帶來的熱損失，而且可產生高溫蒸汽。所以是一種有前景的新型太陽能鍋爐，也有可能變成供熱兼小型發電裝置。由於這需要有一個小型而高轉化率的發電裝置，現有小型發電機，成本較貴。不過這個問題可暫時先不解決，先解決供熱的問題。
更有發展前景的，是由可再生能源綜合組成的，分布式的供電供熱的聯合電站。如果廣大農村出現較大量的生產性的用能需要，就需要有能大幅度提高一次能源利用率的，太陽能發電加上秸稈或者沼氣發電的聯合的供電供熱的電站。現在新出現的太陽能熱發電的技術理念，是“陳式定日鏡+小塔支撐的集熱麵”，用來取代已走向產業化的槽式電站。下麵我稍微解釋一下槽式電站。
其特點是拋物鏡麵的柱聚焦，而且是太陽光“斜”照射在拋物麵上聚焦，其熱能損失較大，至少在一半以上。但是它有一個優點就是易於產業化。因為所有的鏡子都一樣，是同樣的結構，可以延伸到10公裏、15公裏。但是陳應天的定日鏡的特點，是太陽不管自晨至晚，從冬到夏，這個定日鏡自動在時間空間分布上較均勻的把太陽光反射到某一個有小塔支撐的集熱麵上。各位看一下有關照片：
各位看這是一個定日鏡，它有一個本事，一定會使太陽光聚焦反射在這個小塔上。在此以前，誰也做不到如此精確地反射到這一小塔上，隻能“湊合著”聚集在某一“大塔”上，因為太陽的方位在不斷變化。解決這一問題要用到十分複雜的理論的分析、計算，才能真正實現。小塔上聚光的斑點基本上是不動的。小塔麵積也沒有多大，才0.6m×0.6m。這種新式的陳式定日鏡技術，繼承吸收了塔式熱發電技術的點聚焦，但又保留了槽式發電的結構簡單，易於規模化、產業化的特點。因為隻要將一座座小塔重複連成十幾公裏的“多”塔，你愛多大就多大。由於這一新式定日鏡的結構單一，可以實現大規模產業化，它的集熱效率又比槽式電站至少多40%，所以它的單位公裏的造價可以比現在槽式電站至少下降30%-40%，也就是把國外槽式電站的發電的成本，從兩塊錢一度電，下降到一塊錢或者8毛錢一度電。下麵各位看這個已經做出來的實驗裝置。
這是鏡子，這是塔，我沒怎麼連，隻要連成一片，就可以產生高溫高壓蒸汽。
講稿上寫的是1200塊錢一個平方米。最近下降到800塊錢600塊錢了，下降的很快。因為一共是8米×8米的一麵鏡子，沒有多少零件。現代化的小轎車完全可以做到每輛5萬塊錢，6萬塊錢，那裏有幾千個零件，這才幾十個~一百個零部件。用的是普通鋼材，大規模產業化後不會太貴，完全有大幅度價格下降的空間。小塔的集日麵積也較小，塔才5、6米高，抗風不成為問題。顯然這些技術為我國太陽能熱發電產業提前產業化，開拓了新途徑。尤其是這些技術完全是我國自主研發並擁有完全自主知識產權的新技術。
為了進一步降低太陽能熱發電成本，陳應天教授還提出“兩步走”的新理念。熱能有高品位，低品位之分，凡是容易轉化為電能的，就是高品位熱能，否則是低品位熱能。這是大家都知道的觀念。吳仲華院士曾提出，熱能的利用，要“溫度對口、梯級利用”。在座的都是專家，就不多說了。但是，不僅在室內供暖，在各種工業供暖鍋爐裏頭，也存在這種大浪費。因為鍋爐加熱往往從加熱冷水開始，這部分熱能，最好用低品位的熱能取代。所以說吳仲華原則要發展為“溫度對口，優質優用，梯級加熱，梯級利用”。太陽能加熱也應該“兩步走”。第一步用價廉而較簡單的，品位較低的太陽能，把水加溫成160度到180度的中低溫的蒸汽。第二步利用技術比較複雜的，成本比較高的“定日鏡+小塔”的裝置再加熱。第一步用一個轉盤5倍聚光加熱，第二步用“定日鏡+小塔”加熱。因為塔和定日鏡還是比較貴的。水的比熱是每克一個卡路裏，蒸汽的比熱是0.5卡路裏。但液態水轉化為氣態的水蒸汽，每克要吸收540卡之多。所以在“兩步走”的太陽能熱電站的設計中，第一步由冷水加溫到160度水蒸氣收集的太陽能，將占到全部的熱能的70%-80%，第二步升溫可能是20%-30%。由於第一步吸收的熱量可以用廉價而品位較低的太陽能來做，所以這個“兩步走”就有效益了。第一步怎麼辦呢，各位看，這是一個太陽能五倍的聚光的太陽能集熱器，這個集熱器能夠產生3-5個大氣壓力，溫度是160度的水蒸氣。
旁邊有一個“小塔+定日鏡”。我們沒有來得及把轉盤跟小塔完全連接起來，因為我們沒有拿到錢，但部件都做好了。
初步計算如果有“五倍聚光轉盤+集熱小塔+陳式定日鏡”，而又有水和水蒸氣作為集熱傳熱介質的話，完全可以把每千瓦的造價下降到比20000元/千瓦，甚而還可以低一些。這一太陽能加熱裝置，完全可以有和火力發電相同的運轉壽命，所發電能還是可以直接上網的交流電。為什麼我們願意跑來敢跟你們水能部門要求“結婚”，“談戀愛”？而過去我們不敢高攀，你們的門檻太高了，我們資曆太低了，“門不當，戶不對”，東西做的太貴了。但是現在有這些新的思維出現，有可能在和水能合作後，相互彌補各自的缺點，做到互利雙贏。
在沒有水能做抽水儲能電站的地區，而又是連陰天的話，太陽能的間歇性就可以用秸稈氣化、沼氣來彌補。如果當地缺乏水能，又缺乏桔杆，就可由“光伏電站+鋰離子蓄能電池+直流變交流的逆變器”來補充太陽能熱發電的間歇性。這個方案的優點，可比光伏電站少用3/4的“鋰離子蓄能電池+逆變器”，但是能夠連續供電8-10個小時，又有大量的廢熱、用作農業生產的供熱、維持某些有特殊要求的鋰離子蓄電池的恒溫。
當前在如何發展可再生能源的政策上，有一重大爭議，中國要不要大搞秸稈發電？大家都知道，有一些搞農村工作的同誌高度讚成秸稈發電，因為在某些地區，桔杆堆積如山，然後一燒了之，不如用來發電。另外有一些火力發電專家表示反對，說秸稈數量有限，有規模效益的秸稈發電，需要在大範圍內收集秸稈。收集成本過高，成本很難下降。但如果用“太陽能+秸稈”共同發電就沒有這個問題了。太陽能發電的原理是用太陽能去燒鍋爐，當然也可以用秸稈汽化去燒鍋爐，太陽能轉化為熱能，再轉化為電能的效率是20%，而太陽能轉化為生物質能的效率是0.2%。所以，秸稈產能遠不如太陽能。但是，凝聚在秸稈中的能量，可以儲存，可以隨時取用。所以農村中的太陽能和當地產生的秸稈結合，就可以完全解決農村所需連續供熱供電問題。其實，農村中也可能用不到這麼多電，至少目前用不到這麼多電，也就是廣大農村，將變成向城市供電的基地。
現在有很多學者在討論智能電網。我讚成杜祥琬院士提出的理念：“中國發展智能電網首先做好概念設計、頂層設計，在戰略指導下做好規劃方案，尤其要先做好示範，而且所建設的智能電網必須在技術上是可行的，經濟上是劃算的，環境上是友好的，是符合中國國情的。”杜院士還提出，“現在還有一些沒有解決好的問題”，如“新能源和電網如何友好”？“間歇性的風光如何與電網相融合？”。
對於杜院士所提出的兩個問題，我覺得我在這裏已初步“做了”回答。這就是建造智能電網，必須“由小到大”，由初級智能電網，再到中級，高級的智能化的電網。中國智能電網的建構，還應劃分若幹階段。首先是在廣大農村建設若幹小型化、智能化的供能、供熱兩用的微電網、小電網、中電網。其次，應建設一個能調節和供應8~10小時的峰電需求、能在時間上和空間上應付特殊用電要求的智能化的電網。其適用技術可包括由各類可再生能源，還有各種易迅速接收和啟動的儲能體係相結合的調峰電站，當然也應包括天然氣、水煤氣為燃料的調峰電站。還有就是新出現一項新技術，在海上可移動的，可調節不同地區供電需要的核電站。最後才是進一步組成全國化的“全智”能型的國家級的電網。我還高度反對某些學者所提倡的“煤從空中走，電送全中國”，由“大煤電”、“特高壓”組成“大電網”的理念，認為這是“中國能源輸送體係的深度變革”。因為中國能源問題的解決，不僅要看到電能，還要看到熱能。至少目前我所了解的一次能源的利用中，有50%是熱能，50%的電能。所以“大煤電”、“特高壓”組成的“大電網”，決不是中國能源輸送體係的“深度”改革之路。因為“煤從空中走”，隻能做到“電送全中國”，其產能的一半，亦即熱能，隻能“熱能留當地”，無法輸送到用熱地區，而電能轉化為熱能的效率很低很低。
現在電網麵臨的突出難題，是夏季空調用電。可能空調裝機已高達1.5億~2億千瓦之多。我估計在近幾年內，隨著社會經濟的發展，這一用電需求還要迅速增加。解決這一疑難的最佳方案，是迅速建立一個以太陽能為中心，以其他可再生能源為補充的專門調控高峰用電的網絡，大幅度減少火力發電機組的投資，做到可再生能源和傳統發電模式的雙贏。因為旭日高照的夏季，往往空調用電需求較大，而陰雨連天的季節，就可以大量減少空調用量。這既是電網結構上的大改革，也是電力體製上的大改革。
除關注新建大型抽水儲能電站的建設外，還應關注修建一些小型抽水儲能電站。最近我到新昌去了一趟。他們提供了一個資料。當地大概有5萬多千瓦的小水電，不算大，但是多半是梯級電站。建造在河流上。大一點的電站平均發電時間是2700小時，加上小電站，全縣小水電的平均發電時間約是2200小時。我問小水能電站的站長和工程師，你們能不能把這個東西改成抽水蓄能電站？“何老師，那太容易了！因為它們都是梯級的，隻要把下麵的水抽上去就行了。”然後我說，“你們用風能，用太陽能抽水，豈不是可以大大增加發電量？”所有的站長，還有工程師，都完全表示同意。認為很容易做到，隻要有政策，給錢。他們說完全可以做到從2200小時提升到一年發電8000小時。新昌是個縣。我找縣裏也說了上述意見。縣領導說，何老師你的意見很好，我們也想呼籲上麵拿點政策來，沒有政策我還是開不了工。
據我所知，浙江省的風能資源是很好的，太陽能是三類地區，但浙江省有足夠的地形建抽水儲能電站，包括大型抽水儲能電站。我了解浙江省的抽水蓄能電站現在就有400萬千瓦。我讚成先在浙江省建設一個由“風能+太陽能+水能+抽水儲能電站”聯合運行，供應“調峰削穀”用的調峰電站。我所知道的是，水能的資源，現在是經濟可開發的有4億千瓦，技術可開發的有5.4億千瓦，反正有一天會開完。開完了以後不等於水利部沒事兒做，因為可以大規模修建抽水儲能電站。我想知道的是，在中國抽水蓄能電站所儲能量，是不是比水能資源的總量還大一點？
嘉賓2插話：大。浙江省，他們華東上次做過一個規劃。
何祚庥：對。我猜想中國有足夠的地形和水，能修建抽水儲能電站。所以我覺得應到這裏來，強烈呼籲太陽能、風能和水能部門，特別是修建抽水蓄能電站部門實行戰略合作。
眼前我們的成本比你們高，這是肯定的。從長遠來看，我個人認為太陽能發電成本會不比水能高很多，其優點是資源量極大，會倒過來給你們補充水能。當前追求的重點：首先是雙方聯合，把高峰用電的“高”電價市場占領下來。現在國內許多地區的高峰用電，是一塊五毛錢一度電，一塊三毛錢一度電。太陽能加上抽水蓄能電站組合在一起，完全有利可圖。當然需要跟電網辦一次嚴重的交涉，這涉及上網電價的政策。“風能+太陽能+水能+抽水儲能電站”一組合，“垃圾電”就變成了“優質電”。“優質電”上網應該有“優質”電價。這就涉及電力體製的大改革了。
