能源行业研究报告清洁能源解决方案20090612V.ppt

1、,北京2009年6月,清洁能源解决方案 清洁能源发电、智能电网和新能源汽车,清洁能源的快速发展 智能电网的发展潜力 新能源汽车的发展潜力,目录,清洁能源以所有的可再生能源为主，并包括能源消费、生产过程中对环境无污染的能源，内涵非常广泛,清洁能源的定义,资料来源：国际能源组织；罗兰贝格分析,1)洁净煤就是将煤通过化学反应转变成煤气或“煤”油，通过高新技术严密控制的燃烧转变成电力,是指高效、清洁、系统化能源利用的技术体系 清洁能源不但强调清洁性同时也强调经济性 清洁能源的清洁性指的是符合一定的排放标准，特别是二氧化碳及氮基和硫基污染物的排放量较低,自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭

2、的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用,定义,主要能源类别,太阳能 生物质能 水能 风能 地热能 潮汐能 氢能 核电 洁净煤1),太阳能 生物质能 水能 风能 地热能 潮汐能 氢能,清洁能源的发展是人类社会战胜气候变化的关键之道,资料来源：罗兰贝格分析,在全球核电平稳增长的趋势下，中国核电将以8的复合增长率快速增长,0,93,0,06,0,29,0,14,0,02,0,04,0,40,2006,0,81,0,92,0,07,0,30,0,16,0,04,0,05,全球其他国家,亚洲其他国家,印度,日本,中国,欧盟,美国,2030,0,33,0,38,0,43,0,9

3、0,0,91,0,10,0,25,0,34,0,79,0,91,0,43,俄罗斯,0,65,0,10,0,27,2020,0,58,0,08,0,86,2010,0,15,0,65,全球增长= 1.39%,中国增长= 8.14%,全球核能发电, 2006-2030, (万亿千瓦时）,支持核能发电,资料来源：美国能源信息署(IEA)，罗兰贝格研究,综合考虑我国核能技术现状、装备制造能力和原料供应能力 等多方面因素， 能源局将2020年4000万千瓦装机容量的目标上调至7500万千瓦,2008,4.000,7.500,2020,CAGR=19.2%,7.500,核能发电装机容量(20082020E

4、),万千瓦= 10兆瓦,调整前,调整后,由于核电不造成对大气的污染排放，对于满足经济和社会发展不断增长的能源需求，保障能源供应与安全都具有重要的意义 由于风能和水电在发展一定阶段后会受资源限制，成本必然会增加，核能的成本在长期成下降趋势 经过多年实践，我国已经培养锻炼了一支业务素质强、管理水平高、能够适应核电建设和运营的人才队伍 核电技术水平和装备制造能力有了很大的提高和突破，已经具备加快发展核电的条件和环境 东南部地区煤炭、水能匮乏，沿海地区有利于核电站建造，核能是解决该地区电力需求缺口的最佳能源,评论,资料来源：国家发改委；罗兰贝格分析,支持核能发电,全球的风电投资迅速增长，而中国则以超过

5、全球平均增速两倍的速度保持风电的高速发展,年度新增风电装机容量 全球和中国, 2000-2008, (兆瓦),来源： 罗兰贝格分析,35%,-5%,30%,2%,2000,1%,2001,1%,2002,1%,2003,2%,2004,4%,2005,9%,2006,17%,2007,23%,5%,25%,0%,15%,10%,0%,6,246,2008,全球,中国,中国在全球占比,全球增速= 28.0%,中国增速= 73.5%,支持风力发电,在中国政府新能源振兴计划中，风电成为可再生能源发展的重点领域之一,10.000,风能发电装机容量(20082013E),根据新能源振兴规划， 中国在新能

6、源领域的总投资将超过3万亿元，风电将成为可再生能源发展的重点领域之一 风电发展的重点将是大型风电基地的建设，到2020年，将在甘肃、内蒙古、河北、东北，以及江苏沿海等地建立若干个千万千瓦风电基地 加大技术投入，提高科研水平成为风能等新能源发展的重中之重,评论,兆瓦,资料来源：国家发改委；罗兰贝格分析,支持风力发电,2008,2010E,55,000,2013E,CAGR = 57%,CAGR =22%,太阳能光伏发电在各国政府的激励政策推动下发展迅速,太阳能光伏发电发展情况,来源： EPIA；罗兰贝格分析,新增装机容量兆瓦,光伏新增装机容量 2001-2012E,太阳能研究与应用始于上世纪70

7、年代，90年代开始大规模应用，主要靠政府推动的一系列发展计划 德国：1990年德国提出1000屋顶发电计划 98年进一步提出10万屋顶计划 日本：1974年开始执行“阳光计划”，投资5亿美元1994年启动了“新阳光计划”，计划到2000年推广16.2万套太阳能光伏屋顶1997年又宣布了7万光伏屋顶计划 美国：1973年首先制定了政府光伏发电发展计划 1997年制定了百万太阳能屋顶计划，光伏先锋计划 其他国家如英国、法国、意大利、西班牙、瑞士、芬兰、中国也纷纷制定了光伏计划，预计到2012年全球光伏累计装机容量可达44000 兆瓦,政府激励政策,2001,2007,10,927,2012,乐观估

8、计增量,保守估计,+37%,+27-37%,支持太阳能光伏发电,7.282,全球光伏市场在00-08年间来增长迅速，累计安装容量年增长超过30%，中国光伏市场在全球中占比很低，增速低于全球平均,2000,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007,2008E,CAGR=38%,CAGR=29%,全球及中国光伏累计安装容量1) MW(兆瓦),资料来源：中国光伏产业发展报告2008； SolarPlaza,分析,进入21世纪，对新能源需求日益增加，推动各国加大推广光伏应用 由于光伏发电成本过高，欧美日等发达国家纷纷采取补贴或税收优惠政策，大大推动了这些地区的光伏市场发展

9、中国光伏应用的政府补贴力度较低，目前光伏应用还主要限于偏远地区供电系统，应用市场还有待开发,19,040,1) 2008年数据尚未公布权威机构官方统计，只是目前根据多方数据分析估算的一个估计值,中国在全球占比,支持太阳能光伏发电,但同时中国光伏制造产业却实现了飞速发展，在全球光伏产业占比迅速提升,全球及中国光伏电池及组件产量 MW(兆瓦),资料来源：中国光伏产业发展报告2008,全球及中国光伏电池产量 MW(兆瓦),全球及中国光伏组件产量 MW(兆瓦),1%,1%,2%,1%,0%,30%,2003,2002,2001,23%,4%,27%,17%,40%,8%,2008E,2007,2,07

10、0,12,2004,2005,2006,50%,1,088,20%,10%,CAGR=126%,CAGR=47%,2000,中国在全球占比,2005,16%,2004,7%,28%,CAGR=47%,3,434,2002,15,1,717,60%,2001,43%,2006,2007,54%,2008E,2003,25,3%,1%,2000,1%,10%,20%,30%,40%,50%,CAGR=140%,0%,3%,支持太阳能光伏发电,经济增长、传统能源价格的飞速上涨和政府支持力度增加三方面因素推动清洁能源的需求增长,清洁能源需求增长的主要驱动因素,主要驱动因素,经济增长是能源需求最重要的驱

11、动因素 能源需求的增长与GDP增长成线性关系 现有能源需求2/3的增长来自发展中国家的经济发展, 但增速将会随其经济的成熟而放缓 较高的传统能源的价格提高了清洁能源的商业可行性, 使其成为更有吸引力的替代能源 政府对清洁能源的重视及政策支持增加 政府日益重视环境保护，对清洁能源渴望增加 由于传统能源供给不稳定，政府期望降低对其依赖,说明,宏观 经济增长,政府支持力度增加,传统能源的 价格上涨,清洁能源,1,2,3,驱动因素,中国经济持续保持快速增长,中国强劲的经济增长,中国GDP 增长率,中国GDP总值 亿元人民币,来源：国家统计局,宏观经济增长,GDP(亿元),2008,2007,2006,

12、2005,2002,2001,2000,2004,2003,8.3%,10.0%,10.1%,10.4%,10.7%,11.4%,9.0%,9.1%,GDP增长率,1,35,000,中国面临的一大挑战是：与领先国家相比，中国能源利用效率仍然很低,各国的能源利用效率对比2007年,每一美元GDP所消耗的BTU (BTU = 英制热量单位),资料来源：福布斯 “能源利用高效国家评比”2008,1)每一美元GDP所消耗的BTU是国际上普遍接受的衡量能源利用效率的标准,美国,中国,法国,德国,意大利,以色列,英国,瑞士,丹麦,日本,政府支持力度增加,3,中国面临的另一大挑战是污染排放；中国已经是世界上

13、最大的污染排放国之一,各国在2006年二氧化碳排放占全球总量的比例 %,加拿大,墨西哥,拉丁美洲,欧盟27国,俄罗斯,非洲,澳大利亚,印度尼西亚,中东,印度,中国,韩国,日本,乌克兰,20.7,2.1,1.4,3.4,14.8,6.3,2.9,1.3,1.4,4.5,4.2,19.7,1.6,4.4,1.4,美国,资料来源： Nach wie vor weltweit steigende CO2-Emissionen 2007,政府支持力度增加,3,中国政府对挑战和机遇有深刻的认识，政府在设定节能减排目标的同时，也制订了相应的支持政策,资料来源：罗兰贝格研究,政府支持力度增加,3,目标和政策,

14、影响,十一五计划 (2006-2010) 到2010年将每单位GDP的能源消耗量减少20% 到2010年将主要的污染排放减少10% 节约能源法 对固定资产投资项目引入环境评估机制 淘汰过时的、高耗能的技术和装备 建立节能标志管理 可再生能源法 对于由可再生能源产生的电力提供较高的上网电价 对可再生能源产品的销售提供补贴 可再生能源计划 计划到2010年和2020年，可再生能源占能源消耗总量的比例达到10%和15%,地方政府 对地方官员(包括省市两级)的考评内容增加，中央政府确定的节能减排目标达成情况也作为考核项目 工业企业 加强对能源消费的定量管理 最大的一千家工业企业(其能源消耗合计相当于全

15、国能源需求的三分之一)必须制订本企业的节能减排计划，并建立审核监督机制 增加对可再生能源的投入 逐步发展环保科技 消费者 更加关注所面临的环境与能源问题 改变消费习惯，选择节能产品(比如节能家电和灯具),清洁能源的快速发展 智能电网的发展潜力 什么是智能电网 智能电网发展影响因素 案例研究 新能源汽车的发展潜力,目录,PAR-9000-018-XXX,智能电网即可以单纯理解为电网技术的应用也可以是一个范围广阔的概念,智能电网概念的沿革,智能电网技术早已存在于发电和输电设备中 近几年来，越来越多的设备开始应用智能计量技术：7000个试点项目正在开展，Enel 在意大利安装了2600万个智能仪表

16、,. 尽管智能测量与智能电网两个概念之间显著的协同效应表明在分析时应该将他们相互联系，但配电专家还是将这两个概念概念清晰区分开来,智能电网优点的应用范围,增值,嵌入式通讯技术的复杂性,优点的广泛应用,智能电网和分布式发电应用,纯粹电网应用,分布式发电,储能,智能家用电器,电动汽车,生态效率服务,宽带连接设备 (能量盒),双向仪表,自动化遥控仪表读取,FACTS1),变压器传感器,配电控制板,A,智能电网定义,智能测量,智能电网,线路传感器,耗电量特征描述/预测系统,1) FACTS: 灵活交流输电技术（Flexible Alternative Current Transmission Syst

17、em）,关于 “智能电网概念”仍须有有清晰和统一的定义,狭义,广义,资料来源: CEATI,(技术创新促进能源进步中心) IDC 观察, 白皮书, 美国2007年能源和独立法案，罗兰贝格分析,智能电网是控制器和传感器在输电网和终端用户之间的调度，从而为配电网设备（传感器、线路、电力自动装置）提供控制和测量工具,智能电网具有以下特征: 整合发电与分配资源 融入生态效率服务 实时化、自动化和交互式的技术，能够优化网络和用户设备的实际操作 先进的储电和高峰节电技术（包括电动汽车,） 为用户提供及时的信息和控制选择 使用信息流优化电力流,配电专家定义 vs. 政治角度定义,A,至今全世界已成立了40多

18、家工业集团从事智能电网相关业务，但他们之间尚未就智能电网的概念问题达成共识,智能电网定义 备用,由于可以使用相同的通讯干线和基础设施，智能电网与智能测量有着高度的协同效应,A,配电子站,移动室外工作队,输电子站,能源总线 普遍分布/无线信息 现有传感器 新式智能电网传感器 智能仪表组件,电力系统智能组件部分示意图,智能电网定义,高压线,中低压线,太阳能电板,1) BPL: 宽频输电线,技术和IT架构详细分解图,WAN = 广域网; HAN = 家庭局域网,集中器,集中器,Local Control (sensors, control, ),配电变压器,智能仪表,智能仪表,智能仪表,智能仪表,用

19、户界面,交送点,本地设备 (仪表、传感器、 致动器 ),HAN,本地互动,远程互动,SCADA/ 配电管理系统,供应商, TSO,服务导向的架构 (SOA),仪表和电力数据管理,WAN,中央信息系统,数据/服务提供,BPL,GPRS,Internet,用户/发电站,资料来源：罗兰贝格分析,智能电网要素,Radio,A,备用 智能电网定义,智能电网和智能测量的优点,1,设备管理: 更加便于修理 vs. 直接替换 更加精确的评估维护需求: 实际使用 vs. 大致使用寿命 延长至终身的设备评估 操作效率: 更加合适的电缆型号 预防性故障/风险检测，如因变压器超负荷引起的火灾等 提升工作队的效率: 更

20、快的现场干预: 停电、故障等 减少无效干预: 选择更加适用的零部件带到现场以及配置类型、技能更合适的人员 控制电压质量: 分散发电使得更加协调 由劳动力大龄化所带来的人力资源优势: 保证对设备的了解 ”富有吸引力的” 移动管理技术,2,对网络流程更加精确的了解可以加速许可过程 通过将不同区域的发电容量加总而有可能调度“虚拟发电厂”,3,操作效率: 减少FTE (仪表读取和较小的干预) 减少窃电现象的发生 如果读取频率足够快，可以带来更快的现场干预 更加合适的电缆型号 连接性和关闭检验，方便用户的开关过程 更高质量的负荷描述和影响研究,4,为总体负荷管理提供更多便利和监控 通过遥控切断欠电用户的

21、供电来提高恢复率 更加精确的预测用户负荷 减少帐单的错误和索赔,5,提升的市场创造力: 开发新的服务: 能量诊断、具体设备、过低/超负荷用电警报等 建立新的价目表(使用次数等) 推广需求方管理计划,A,智能电网定义,Application with,all,-,encompassing,benefits,Intelligent grid,and distribute,d,generation,applications,Pure grid,applications,1,2,3,4,5,Application with,all,-,encompassing,benefits,Intelligent

22、 grid,and distribute,d,generation,applications,Pure grid,applications,1,2,3,4,5,多种高科技即将逐步成为推动智能电网发展的动力,资料来源：罗兰贝格分析,智能电网解决方案创新,5,未来的智能电网技术,电线通信(PLC) 通过电线作为通信带宽的载体 通过电线插座上网,智能读表 可获取准确的耗电量 安装自动读表器并自动获取信息 电线通信,分散的控制系统 (DCS) 控制终端遍布电网系统 针对电网故障可提供灵活的和优化的反映 需要先进的算法 需求与监控和数据获取（SCADA）系统接口,先进的传感器和测量设备 获得详细数据和实

23、现更好的网络自动化的必要条件 需要多种测量能力,电能储存 需要平衡从配网来的非预期的电流 可能包括： 不同形式的电池 超级电容 可转换的能量燃料电池和液流储能电池 超导能源系统（SMES）和高温传导 (HTSC) 飞轮 热能储存 压缩空气储存,自动的电力调动 可根据配网的重要性，自动的电力调动 电力驱动的网络管理设备（客户端设备），与配网源的接口和电能管理 电源和电能流动管理 新一代的FACDS 自动电力交换 需求和供给自动匹配,智能电网,清洁能源的快速发展 智能电网的发展潜力 什么是智能电网 智能电网发展影响因素 案例研究 新能源汽车的发展潜力,目录,未来三个方面的发展趋势将会对智能电网产生

24、显著影响，即基础设施老化、分布式发电和电动汽车,对智能电网可能的影响,发展趋势,基础设施替被换后智能电网实施的追加成本较低 监控老化基础设施的价值增加,配电设施老化,电网内更多新增发电接入需要对配电影响进行更多研究 对配系统更多的扰动因素,可再生能源和分散化发电的发展,电动车充电会导致新的更不易预测的负荷 通过停泊的电动车队获得大型储电容量,电动汽车的发展,潜在变化,为更加高级复杂的配电设施管理提供了机会,建议从单向配电网络向平衡网络发展,B,外部推动因素,1,2,3,替换配电设施为智能电网的实施开辟了道路,设施老化趋势和智能电网,B,对智能电网的启示,在长期不管是否实施智能电网，都需要替换和

25、更新大部分的配电网络。另外，当进行了设施替换后实施智能电网的新增成本将增加有限 在监控老化设施以便在维修和替换之间实现最优平衡的过程中存在较大的潜在价值,主要趋势,对配电网络的布局在20世纪中期开始并且至今只经历了有限的替换 (逐步增量更新) 欧盟委员会估计欧盟国家未来30年需要在网络基础设施上投资超过3900亿欧元，其中3000亿欧元将用于配电网络 在当前经济危机的背景下，一些国家公布了大规模快速翻修计划 (如法国与EDF配电子公司一起未来将投资3亿欧元),通过优化设备管理提升智能电网的商业应用,外部推动因素,1,分布式发电未来将繁荣发展，其对智能电网的影响深远,可再生能源和分散发电,B,可

26、再生能源发电发展预测，大部分为分散发电 TWH/Y, EU27,热能分散发电预测 GW, EU27,4.027,2025,2.782,2.257,20,286,2.568,1990,9,179,3.884,2020,2.795,5,72,2.824,93,308,3.316,2006,2.848,8,320,150,3.735,205,2.811,106,14,218,4.157,2030,2015,潮汐和海洋能,太阳能,地热能,风能,生物质能,水力,传统能源,5,8,5,5,5,5,2005,38,7,20,5,16,0,2010,65,8,34,4,25,0,2015,79,0,40,0,

27、30,0,2020,最好情况,基准情况,最差情况,燃料电池,微型燃气轮机,天然气发动机,资料来源：Enel 预测，罗兰贝格分析,对智能电网的启示,电网内更多新增发电接入意味着对配电站影响分析的需求将大大增加，而智能电网可以为这种分析提供便利 更多的间歇式发电单位，尤其是可再生单位，将会产生更加不易预测的发电负荷，从而增加扰动因素 (同步过程中谐波的产生), 而是否增加人力遥控的必要性尚不确定1),分散发电是否会真正有利于智能电网的发展并且/或者推广智能电网技术？,外部推动因素,1)专家尚未对实时监控的必要性给出积极结论 (见下文分析),2,0,0,电力的传输和配送方式将经历重大的结构转变,电力

28、配送的变革,35%,来源：欧洲分散式发电研究委员会,将基于新的可再生能源发电技术的中小型的发电机产生的电力整合到电网中 使用者将拥有他们自己的发电机，同时成为发电者和消费者。这是由于日益增长的电力需求和环境保护及财政原因的考虑。 这些发电机将会通过一个完整的交互式智能电网（the smart grid）被连接在一起 电可双方向流动：从分散式发电到配网及，再到输电网络，和从输电网再到配电网,分散式发电(DG),注意CHP: 热电联产工厂,不断增加的对新技术的需求,集中发电方式,在集成的网络管理的前提下，分散/现场发电方式,当前情况,可能的变革,智能电网解决方案创新,5,电动汽车的出现会带来扩大储

29、电容量,电动汽车问题和案例分析,B,资料来源：罗兰贝格分析,案例 :将电动汽车与智能电网向融合 丹麦的尝试,1)Bornholm 是微电网、岛上网络和高比例风电电网管理的案例研究,2) 专家尚未对实时监控的必要性给出积极结论 (下文分析),对智能电网的启示,由于需要实时配电网络管理以应对由电动汽车所带来的大量不断变化的充电负荷的不可预测性问题，智能电网可能会成为发展电动汽车的必要条件2） 智能电网通过估测高峰时段的闲置储电能力而可能为电动汽车带来更多附加价值2),丹麦Bornholm岛 28.000个用户 3000 kms 60kV/10kV电网 30 MW风电和60 MW CHP + 石油

30、峰化电路1),EDISON工程 (在一个即分散又整合的市场上，使用可再生能源和开放式网络的电动汽车) 新的智能电网技术与间歇式风电相配合为车辆提供插入式充电 主要合作伙伴：IBM, Dong Energy, Siemens 在 Bornholm进行试点，由丹麦政府提供部分资金,电动汽车的发展以及与电网的联系,Aalborg,Arhus,Bornholm,电动汽车在未来几年将飞速发展 (2020年市场占有率将达25%) : 对汽车制造商二氧化碳排放的严格限制 (欧洲:严格的汽车制造商二氧化碳整体排放目标，美国: 零排放汽车是市场进入的条件之一，中国: 交通污染问题严重n) 锂电池技术已经适于大规

31、模 化石燃料成本将快速攀升 电动汽车的发展将对电网的负荷容量提出较高要求同时可预测性较低 并且，电池的储电能力可以通过灵活的充电和临时将电力送回电网来平滑用电负荷,Copenhagen,智能电网能否既为电动汽车的发展提供便利，又从电动汽车的发展中收益?,外部推动因素,3,PAR-9000-018-XXX,分布式发电和储电的实际影响仍须进一步明确，欧洲正提供补贴以支持对这一问题的研究,B,外部推动因素,欧洲关于分散发电对智能电网影响的研究项目,项目名称: 带有高比例可再生能源的分布式发电 要点 首批多合作者和大预算综合项目之一. 研究范围广泛：从单纯的技术，如电力电子或电力信息技术、通讯技术发展

32、与应用、模拟和电力生产预测、社会经济调查到应用了大部分研究结果且显示了其正常运行功能的试点装机. 定期公布主要研究进展 需要解决的问题: 测试方法和预先标准化 进一步研发的需求 安全和保护 电网操作监控 发电、负荷和储电管理 接口、协议和数据结构,项目内容举例: DISPOWER,对可再生能源和分布式发电整合的研究,超过100位合作者 3400万欧元 欧盟提供1900万欧元,SUSTELMENT 10 partners 1.7 mio EUR,DGnet 38 partners 2.4 mio EUR,INVESTIRE 35 partners 0.8 mio EUR,DISPOWER 38

33、partners 16.8 mio EUR,MICROGRIDS 15 partners 4.4 mio EUR,CRISP 10 partners 3.0 mio EUR,DG FACTS 12 partners 3.6 mio EUR,清洁能源的快速发展 智能电网的发展潜力 什么是智能电网 智能电网发展影响因素 案例研究 新能源汽车的发展潜力,目录,智能电网项目经常与智能测量项目结合在一起，已经在全世界范围内得到实施,部分正在进行的智能电网项目和参与公司,D,资料来源：”智能电网介绍“，美国能源部，行业网站，罗兰贝格分析,Beach Cities, CA, USA Isolate and

34、reconnect seamlessly 50 MW microgrid from the rest of the distribution grid,Fort Collins, CO, USA Transform distribution system to accommodate high penetration of distributed and renewable generation 3-5 MW,Ergon Energy, Autralia Temporary intelligent sensor to diagnose distribution network problems

35、,TEPCO, Japan Deplyment of pilot smart grid project,Enemalta, Malta Smart metering combined with sensors along the infrastructure,Allegheny Energy, WV, USA Smart metering and fault detection and healing through Wi-Fi communication,Austin Energy, TX, USA Full smart meter and smart grid deployment,Bal

36、timore Gas & Electric, MD, USA Partial deployment of full smart grid and smart meter technologies,Ameren, MO, USA Intelligent sensors on all transformers,Bornholm, Denmark Smart grid to support combination of high wind power penetration with electric car variable demand,Dong Energy, Denmark Remote m

37、onitoring and control of distribution network,2,3,4,1,智能电网项目,智能电网和智能仪表项目,案例研究,N.B. 单纯智能测量项目此处未显示,政府和企业等机构从不同层次探索了智能电网的实施,智能电网项目举例,目标,结果,对设施替换和维护进行最优诊断,改进设施管理,视具体情况而定的更加廉价的替换政策 平均40%的替换无必要 首年通过未对那些应被替换但仍正常运行的变压器进行替换节省了$800k 成本,开展智能电网试点,应用的技术,用于问题网络的临时电路传感器 停止废旧的供给器导致电力质量问题 建立传感器监控实现精确诊断,带有关键设备的永久传感器

38、(变压器) 在所有95,000变压器上安装传感器 按照标准周期精确诊断合适替换变压器,遍布配电网络的永久变压器 智能仪表，IT整合，一个通讯网络，一个设备控制和监控系统 电网每隔2-3英里设置一个传感器 传感器程序成本: $270 million,结果和下一步计划 提升了对设备的了解，提高了运营效率 缓解了分散发电的整合过程,更精确的诊断为设备替换节省了成本 传感器表明负荷不平衡且发电故障并非由供给器线路所致 替换所有设备总共节省成本$200,000,资料来源：能源研究，罗兰贝格分析,Ergon Energy，澳大利亚 昆士兰政府所有 销售额$1.8bn ，用户650,000 150,000

39、km 配电网络,巴尔的摩天然气电力公司，马里兰州，美国 马里兰中部投资者所有 销售额$2.1bn ，用户120万(电力业务) 36,000 km 配电网络,Ameren, 密苏里州，美国 圣路易斯投资者所有 销售额$7.7bn ，用户240万 124,000 km 配电网络,D,1,2,3,案例研究,Austin能源将智能仪表和智能电网相结合以全面实现技术升级的效果,智能电网项目: Austin能源 销售额达12亿美元的美国公司，拥有 400,000 用户,D,目标,资料来源：罗兰贝格分析,提升收入和客户满意度: 减少损失的收入 远程服务开关过程 (立即与支付帐单对接) 减少窃电现象 为客户提

40、供更好的服务: 更多使用信息和价格方案选择 避免对人工读表的侵害 帐单更加精确 能够优化耗电/反应需求 灵活的价格策略 通过更好的设备管理和维护降低成本提升质量 减少劳动力的使用 改进停电管理: 快速决定电力是否切断 降低采购成本 改进配电负荷管理和计划 减少迟出的帐单 更多的历史数据和使用数据 降低 SAIDI1) 和 SAIFI2) 融合绿色和智能系统 目标30% 可再生能源发电 目标15% 需求反应,应用的技术,结果和下一步,应用智能仪表: 对每个客户配备自动测量接口 (智能仪表) 仪表数据管理系统 帐单系统升级 用户网络使用显示 实施智能仪表: 设备传感器 配电 / 子电站自动化和配电

41、管理系统 与设备管理系统相结合的地理信息系统 SCADA 和计划工具升级 对于两者: 安装通讯系统 (BPL 网络),对客户的新服务 互联网和VoIP 基于使用次数的价目表 基于能源管理的新服务项目 支持需求响应 改进的客户管理 帐单精确性y 远程开关 为客户提供更多信息 改进的设备管理 远程设备诊断 GIS 移动工作组管理 加强的网络安全 更加精确的预测 改进的网络管理 自动控制 实时远程停电信息 对新能源间歇性发电更好的管理,案例研究,4,1)SAIFI: 系统平均干扰频率指数 2) SAIDI: 系统平均干扰时长指数,Austin能源: 新的综合应用,远程停电监测 取消人工读取 提供新的

42、电力管理服务,需求反应 远程负荷切断 远程负荷资源 TOU率,远程停电通知 合并帐单 问题帐户管理 提供新的用户忠诚度研究,远程设备管理跟踪 移动地图 可信度提高和/停电恢复 配电优化计划 自动控制,远程设施保护 国土安全 互联网和VOIP,视频监控和增值服务,停电状态 电力电路状态 子电站发电质量,停电状态 停机循环读取 窃电监测,限制状态 数据流冷却 重要高峰定价,仪表间隔读取 负荷特征描述 需求使用 发电质量,AMI,保存,客户关注,配电/子电站自动化,安全和增值服务,应用,数据,程序影响: 提高和附加,D,案例研究,Austin能源: 目前安装的设施,现场工程师,负荷控制,AMI 操作

43、,电路,混合充电,帐户,联系,智能恒温器,其它智能仪器,电力服务点,家庭显示,电度表,网络模块,程序管理,网络使用显示,帐单和客户服务,停电管理系统,配电操作,数据中心,用户进入,基地,网络,防火墙,D,案例研究,Case Austin: 项目年表,2,1,3,4,5,2004年开始. 目前正在进行 减少企业架构,2007年10月. 完成 将单向 AMR网络升级为双向,2008年9月收购， 10月开始建设 建设仪表数据管理系统 (MDM),2008年9月收购，2009年11月将开始建设 建设配电管理系统(DMS),安装智能仪表. 2003完成了首批 130k. 2008年4月开始 270k.

44、预计2009年6月完成 安装智能仪表。已经完成130k AMR. 270k AMI,6,2009年11月 升级 SCADA/EMS,7,尚处于购买过程中. 项目与2009年1月开始 升级帐单系统,8,目前70k恒温项目。技术评估阶段 整合DSM/DR 设备: 70k 恒温,9,小规模试点项目正在进行. 为 10k, 100k 和 500k 单位影响建立模型 整合PHEVs,D,案例研究,清洁能源的快速发展 智能电网的发展潜力 新能源汽车的发展潜力 环保和节能的挑战 新能源汽车发展趋势 产业化的关键问题,目录,资料来源：罗兰贝格分析,欧盟二氧化碳排放量指标(g/km),日本与欧盟CO2 排放比较

45、 (g/km),近年来，汽车行业整体日趋受制于排放量和燃料消费的控制，多个国家陆续出台了相关的政策法规,欧盟计划降低二氧化碳排放量，2012年是130 g/km，2020年是95 g/km 独立OEM的指标制定将会基于汽车的重量水平, 若未达成指标的罚款将续缴付15-90 EUR/g的罚款 计划出台面向消费者的二氧化碳排放税, 约 2-7欧元/克/年 (超过某一特定排放量),日本设定了120类燃油的消耗指标，因此与欧盟的标准不完全一样；假设未来车平均重量与当前一致，则到2015年日本的乘用车二氧化碳 排放要求为 138 g/km 东京大都会政府出台新法规，致力把2020年交通运输业二氧化碳排放

46、量相对2000年减少44%,资料来源：罗兰贝格分析,此外，这些国家和地区对氮氧化物、微粒物的排放限制也将不断增强，形成逐步统一的趋势,欧盟、美国和日本对二氧化碳的排放限制越来越严格： 欧盟将设定更加严格的二氧化碳排放量的指标，并要求OEM制造商在近期实现； 日本政府要求到2015年 CO2 的总排放量从现在的170g/km减少至138g/km； 美国将会大幅度削减燃油消耗量， 并且在加州要求零排放车辆 (ZEV)达到一定比例,乘用车的排放标准（以柴油车为例）,资料来源：罗兰贝格分析,当今中国的汽车行业也面临严重问题：中国汽车的原油消耗占比逐渐提升，已逐渐成为原油消费的主力，对国家的能源安全形成

47、了新的挑战,中国的原油消费 tons m,资料来源：罗兰贝格分析,如何应对日益加强的环保和节能趋势是当前中国汽车产业应当迫切解决的问题,轿车排量标准在新兴的实施时间表,分析,中国政府也意识了这个问题，为了降低汽车产业的能耗水平，在近些年相继推出了多个废气排放国家标准，以加快高能源利用率汽车的发展 但根据欧洲标准进行制定，因此出台的标准有明显的滞后性 预计未来几年，国家标准与欧洲标准的“差距”将继续缩小,清洁能源的快速发展 智能电网的发展潜力 新能源汽车的发展潜力 环保和节能的挑战 新能源汽车发展趋势 产业化的关键问题,目录,资料来源：罗兰贝格分析,为了应对这种挑战，新能源汽车的发展被提上了议事

48、日程，并且得到了政府政策的支持,当前已经进入研发领域的新能源汽车技术类型,根据汽车产业振兴规划内容，2009-2011 年的三年内，国内新能源汽车产能要达到50 万辆,资料来源：罗兰贝格分析,综合能源利用效率、废气排放情况、以及经济性，罗兰贝格认为电动汽车将在新能源汽车中脱颖而出，在未来得到长足的发展（1/3）,各项新能源汽车二氧化碳排放对比,资料来源：罗兰贝格分析,综合能源利用效率、废气排放情况、以及经济性，罗兰贝格认为电动汽车将在新能源汽车中脱颖而出，在未来得到长足的发展（2/3）,各项新能源汽车氮氧化物排放对比,资料来源：罗兰贝格分析,综合能源利用效率、废气排放情况、以及经济性，罗兰贝格

49、认为电动汽车将在新能源汽车中脱颖而出，在未来得到长足的发展（3/3）,各项新能源汽车颗粒物排放对比,资料来源：罗兰贝格分析,因此，就具体的电动汽车而言，现有OEM厂商需要把重点放在优化内燃机和增程电力推进上，以尽快将新能源汽车投放到市场上,电动汽车技术的重点和优先事项,资料来源：罗兰贝格分析,根据罗兰贝格对中国主要OEM厂商的调查研究，发现已有多家厂商相继发布了他们的新能源汽车计划,中国大型OEM的新能源车型上市计划 (仅乘用车),资料来源：罗兰贝格分析,在这些计划中，大部分OEM厂商都将混合动力车作为其最先投放市场的新能源车型，其后才是纯电动汽车,中国的替代动力总成市场潜力评估,罗兰贝格预计

50、，10年内，混合动力车将在中国普及，插电式混合动力和纯电汽车长期也会发展起来,资料来源：罗兰贝格分析,在这些生产新能源汽车的厂商中，主要有四种类型,新能源汽车厂商类型,清洁能源的快速发展 智能电网的发展潜力 新能源汽车的发展潜力 环保和节能的挑战 新能源汽车发展趋势 产业化的关键问题,目录,资料来源：罗兰贝格分析,在明确汽车产业的发展方向后，在具体实现新能源汽车的产业化时，还需要考虑几个关键问题,新能源汽车产业化的关键问题,政府政策的支持是否持续？,关键技术是否/如何掌握？,零部件采购策略如何制定？,配套公共设施是否跟上？,新能源汽车的总使用成本是否可以有效降低？,1,2,3,4,5,资料来源

51、：罗兰贝格分析,2001年起，政府出台多部节能、环保和能源安全相关的法规和政策，并针对新能源汽车产业推出多项优先政策，旨在加快汽车产业结构化调整,1,政策政策的持续支持,新能源汽车相关政策推出时间表,资料来源：罗兰贝格分析,其中，汽车产业振兴规划的细则也将在2009年出台，其中大部分内容涉及到新能源汽车的产业建设和消费刺激等,1,政策政策的持续支持,汽车产业振兴规划细则出台时间表,政策内容更加具体、更加具备操作性。从长期规划，到中期规划，再到短期计划，政策措施越来越清晰。尤其在2009年，具体的消费刺激政策、税收政策和信贷政策都将陆续出台。 重视发展和掌握新能源汽车的关键技术。通过863项目支

52、持了一些汽车企业在新能源汽车上的先期投入，积累了一些关键技术，初步形成了新能源汽车的产业链，为新能源汽车量产打下了基础。 通过补贴政策拉动新能源汽车消费，从而带动整个新能源汽车产业的发展。据了解，政府将根据汽车燃油节油率的不同，给予不同水平的补贴。因此那些具备较高节油性能/技术的汽车厂商将获得更大的政策支持,政府政策趋势,罗兰贝格认为，政府在推动新能源汽车的产业化上是不遗余力的，并将未来不断地推出更多的促进新能源汽车发展的政策，而政策的重点则放在如何促进新能源汽车的消费,资料来源：罗兰贝格分析,总体而言，相比于传统内燃机汽车，中国本土企业在混合动力/电动汽车上已经掌握了部分关键技术，在全球范围内具备一定的竞争能力,2,关键技术的掌握,轻混HEV和插电式EV的技术发展更为快速，将率先出现在市场上，出现这种情况的原因是轻混HEV和插电式EV汽车的技术相对成熟，中国企业具备量产此种汽车的能力： 轻混HEV的现有技术较为成熟，且附加