用电技术发展与展望

用电技术发展与展望

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内容简介

电是人类追求光明的产物,电能的应用开启了人类文明演进的崭新时代。电

能是当今人类#重要的终端能源形式,对于电能的认识、掌握和使用是人类社会

由工业文明向电气化文明转变的重要标志。水能、风能、太阳能等清洁能源只有

转化为电力才能大规模开发利用,电将成为未来清洁能源系统的核心。电也是不

同品种、不同类型能量间相互转换的媒介,可以无限分割、光速传输、精准控制,

能够高效地转换为光能、热能、机械能、化学能等其他形式能源加以利用。如今,

电能已经广泛而深入地改变了人类的生产和生活,电与阳光、空气和水一样不可

或缺。随着化石能源不断减少、气候变化形势日益严峻、环境污染情况不断加剧,

人类对于能源利用的可靠性、环保性及可持续性提出了更高要求,其核心是在能

源生产侧实现清洁替代,在能源消费侧进行电能替代。

用电技术进步是实现消费侧电能替代的关键。未来,随着用电技术发展进步,

电的应用将突破传统用电领域限制,逐渐实现电能替代、间接电能替代(即电制

燃料)和电的“非能”利用(即电制原材料),加速形成以电为中心,清洁、高

效的能源服务体系。经过百余年的发展,用电技术已经取得长足进步,当前电照

明技术、电力拖动技术、信息用电技术已经成熟并实现规模化应用,电加热、电

化学等具有较好的电能替代潜力。

用电技术进步将促进供应侧的清洁替代。随着技术的不断进步,用电负荷将更

加智能、灵活、可控,成为以新能源为主体的新型电力系统中重要的灵活性来源,

提供从秒级到月级等不同时间尺度的调节能力,实现传统“源随荷动”模式向新型

“源荷互动”模式的转变,促进更高比例、更大范围的可再生能源高效利用和消

纳,推动能源供应侧的全面清洁替代。

报告共 7 章,按照光能、机械能、热能、化学能等不同终端能源利用形式,

分章节介绍电照明、电力拖动、电制热(冷)、电化学、信息用电等 5 大类用电

技术,主要内容包括用电技术基本原理、发展现状、技术难点及未来发展趋势。

基于不同用电技术类型,从各项技术发展现状、特性和经济性出发,重点分析各

用能领域实现电能替代的可行性,研判用电规模趋势;基于用户行为和用电技术

特性,以秒级、小时级和周月等不同时间尺度,分析和研究各类用电技术为电力

系统提供灵活调节能力的发展潜力。

报告是全球能源互联网关键技术系列成果之一,旨在帮助读者了解主要用电

技术的现状和发展趋势,为行业内外人士,特别是政策制定者提供重要参考。研

究成果对实现碳达峰、碳中和目标,进一步提升终端用能电气化水ping,实现世界

经济、社会、环境可持续发展具有重要意义。

本报告集合了全球能源互联网发展合作组织对用电技术的相关研究成果,在

研究和编写过程中走访调研了山东大学、清华大学、华北电力大学、北京航空航

天大学、国网电动汽车公司、国家能源集团等单位,以及合作组织智库联盟、大

学联盟等机构,得到了电气工程、能源与动力工程、化学工程、信息与通信工程

等领域的多位专家学者及合作组织咨询(顾问)委员会和技术(学术)委员会专

家的帮助和支持,在此表示衷心感谢。受数据资料和编写时间所限,内容难免存

在不足,欢迎读者批评指正。

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