干部学习课程：智能电网与社会发展（上）

目录/提纲：……
一、社会发展与现代电网的智能化
（一）三次产业革命背景下全球面临的问题
（二）国内电网面临的问题
（三）第四次产业革命中的电力相关技术
（四）第四次技术革命与智能电网
（五）社会发展使现代电网走向智能化
二、智能电网的特点及技术研究方向
（一）智能电网的特点
（二）智能电网的基础技术研究方向
……
智能电网与社会发展（上）
束洪春
昆明理工大学电力工程学院院长、教授
前言
今天我们主要是讲一下智能电网与社会发展。我分几个方面：一个是科技发展或者是工业发展、产业发展、社会发展和现代智能电网的历程；第二个是智能电网的特点和目前的研究方向；再一个是能源产业发展目前国内外的一些新的动向；再一个就是中国坚强智能电网，（这里是一个概念，这是个专业的用语），坚强智能电网是中国的智能电网有别于欧洲、有别与美国和韩国、日本的叫法，原来还有一个“统一”，现在把“统一”两个字去掉，就是坚强智能电网，那么它的主要特点和面临的主要技术挑战；再一个，最后这部分就是和社会的关系，就是它带动了相关的产业。五个方面。
一、社会发展与现代电网的智能化
我们都知道，社会、科技、哲学、科技史，从整个1750年开始，18世纪，标准的说法是18世纪60年代，从蒸汽机诞生，机械化开始，一直到电气化、信息化，前面的产业革命都是比较明确的。我们目前所处的叫第四次技术革命或者叫第四次科技革命，这个是按照现在比较统一的说法，就是信息技术、生物技术、航天技术、材料技术和纳米技术的综合，我们是处在这样一个第四次科技革命的时代。
（一）三次产业革命背景下全球面临的问题
机械化就是说我们以蒸汽机为主要标志，在1750年以后出现了新的动力，就是能源动力的话，使原来的纺织出现机械化，蒸汽机作为一种新的能源动力，从过去我们单件生产到系列生产到生产的界面、作业线，大规模生产开始出现，基本上开始解放人力。这
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就是本身这个系统从一次能源转化为电力，它的能效问题，这也是一个问题。另外就是我们电网的利用效率，我们电网这么多的设备、这么大的资产，它的利用效率美国最高55%，我们国家还达不到这个利用效率，接近美国这个水平的还达到不到。另外就是电网的信息化，这个也是一个瓶颈，就是说信息与通讯，这些是目前大电网面临的挑战。
全球面临怎样的环境问题，从这个图可以看出来，今天的能源主要是依靠产生大量二氧化碳的化石燃料，石油、煤、天然气，二氧化碳是导致我们全球变暖的最主要的温室气体。再看看我们的环境，城市排放，我们的地球何堪承受？
现代文明，我们的现代都市越来越庞大，这样的一个环境压力对能源的需求越来越大，但是同时环境的压力也是越来越大。根据预测，到2030年将来对能源的需求是要接近增加50%，带来的问题目前的问题就是原材料短缺，能源价格飞涨和环境污染，需求的剧增、粮食的危机、全球气候变暖，这个都是全球不能回避的很现实的一些问题。
我们看看温室气体的排放，再看看工业这一块，就是能源这一块占的是最主要，27%的是属于能源供应造成的排放，下来的20%是属于其他工业。所以可以看出能源供应是温室气体的最大的制造者。我们看看这些面积，从1970年到2030年，横轴是时间，我们看看面积排放，对二氧化碳的贡献还是天然气、煤和油，这一块的面积占了主要部分。我们的核能、生物质能所排放的二氧化碳的面积还是比较小的。所以说到2030年全球能源需求的增长将超过50%，但是最主要的需求还是化石燃料。我们再看看煤电，利用煤来发电的煤电和美国相比的情况，我们国家用煤来发电，主要这个煤电占了整个电力结构的79%，美国已经占到了48.6%，从这可以看出来我们国家确实是二氧化碳的最大的排放国家，60%以上都是燃煤发电造成的。
再看看我国第一次工业革命开始二氧化碳排放量，从这一段的情况，急速上升，造成气候恶化，我们的冰川在融化，冰盖在缩减，海平面上升，臭氧层受到破坏，这是很严峻的，速度是很快的。
我们看未来气侯变化，极端的异常的气候越来越频繁，使得干旱频繁发生，飓风、台风的强度会大大增加，到2030年我们可能是将会超过一亿的人口都要被淹，这样的极端气候。粮食短缺也是一个问题，水源短缺从而造成粮食短缺，贫困人口增加，这也是一个问题。
另外就是全球气候变暖，冰川加速融化。我们看看欧洲的山岳冰川将会消失，我们把这两张图放在一起的话就是奥地利的巴斯特泽这个冰川一百年以前这个冰川的冰量，到现在一百年以后是个什么情况，是显见的。也是同样这个冰川，这两张图加在一起，只要世界平均温度增加1度，这个之间的差别将会很大的。整个冰川融化加剧，这个是冰川后退，这是全球性的。这也是美国的一个图片，再看看美国的胡德山融化的情况，这是1984年，这是2002年，就差了十八年，十八年之后这上面的冰的覆盖的情况显见，速度相当惊人。再看看北冰洋和格陵兰岛这一片冰的融化和冰盖的融化情况，冰盖明显收缩，正在消化着北冰洋，融化了，冰盖在减少。整个卫星图片来看，可以看出格陵兰岛冰盖正在迅速融化，冰盖面积范围在减小，这两个可以明显的看出来，1979年到2002年短短的时间可以看出它融化了很多。这个也是格陵兰岛的一个，从这里裂开的，冰盖在减少。
另外，温室气体排放的情况，我们的甲烷、氮、氟利昂、氟，这些是臭氧层，红的是真正观测到的情况，温室气体排放是臭氧，也是在对流层受到污染，臭氧层应该在上面10公里到15公里的地方，现在在这个地方出现的话，我们在这起飞降落的话对人类的伤害已经是在我们的活动范围之内。
我们根据科学家计算的结果看看，根据数学模型来预测，现在我们在采用减排的措施，如果很得力的话，各种预测的情况，由于冰川融化，海平面的上升情况。第二个海水热胀冷缩，就是温度升高以后由于海水膨胀，它的上升情况。再就是地球表面的温度的变化。我们可以看出，在一百年之内虽然现在我们采取了很多的减排措施，而且假设这些减排措施都很得力，都是很有效果的，它在将来的一百年都处在上升的阶段，这个斜率都是很大的，这100年之内是很麻烦的。它有个最大的特性是什么？像二氧化碳浓度的变化和地表温度的变化，要到一百年以后才开始平稳，这就说明我们地球的变化，整个的一个变化，就这么大一个电容的话它的实质特性，就是说你采取一个措施，就是被破坏的东西，你要让它再回来，要让它重新稳定的话有一个明显的实质特性，而且这个实质特性是很长的，所以这个就是压力。
（二）国内电网面临的问题
展示一下我们国家的情况。我们国家二氧化碳的排放和美国比的话，因为我们现在整个排放总共是291乘10的8次方吨，中国还是最大的排放国家，然后是美国，下来应该是英国，我们还是一个很大的排放国家。2009年9月联合国气候变化峰会召开，目的在于推动国际社会在气候大会上达到有效的一些协议，_胡锦涛发表了题为《携手应对气候变化的挑战》的重要讲话，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会上，向全世界庄重承诺我们的一次能源将来非化石能源比重要达到15 %左右，到2020年，将来单位生产总值二氧化碳排放相对2005年要40%到45%的下降，这个压力是巨大的。我们有我们的一些土办法，实在没有办法了就把低产高耗能的强行的关停，在我们国家是行得通的。那你 ……（未完，全文共15746字，当前仅显示2832字，请阅读下面提示信息。收藏《干部学习课程：智能电网与社会发展（上）》）