能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)模式_能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

能源互聯(lián)網(wǎng)概述

從現(xiàn)在起到本世紀(jì)中期是構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵時期，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，可分為國內(nèi)互聯(lián)、洲內(nèi)互聯(lián)、洲際互聯(lián)三個階段。到2020 年，重點加快各國清潔能源開發(fā)和國內(nèi)電網(wǎng)互聯(lián)建設(shè); 到2030 年，重點推動洲內(nèi)大型清潔能源基地開發(fā)和電網(wǎng)跨國互聯(lián); 到2050 年，重點開發(fā)“一極一道”（ 北極、赤道） 能源基地和推動電網(wǎng)跨洲互聯(lián)，基本建成全球能源互聯(lián)網(wǎng)。歐盟、美國和中國相繼分別提出到2050 年實現(xiàn)可再生能源在能源供給中占100%、80%和60%－70%的目標(biāo)。

為促進我國能源互聯(lián)網(wǎng)健康有序發(fā)展，近中期將分為2個階段漸次推進，先期開展試點示范，后續(xù)進行推廣應(yīng)用。2016－2018 年，強力推進能源互聯(lián)網(wǎng)試點示范工作。2019－2025年，發(fā)力推進能源互聯(lián)網(wǎng)多元化、規(guī)?；l(fā)展。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進程很大程度上取決于清潔發(fā)電和用電技術(shù)、特高壓和智能電網(wǎng)技術(shù)、先進儲能技術(shù)、電網(wǎng)控制技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、綜合能源服務(wù)等各項的研發(fā)水平及合力驅(qū)策作用。整體發(fā)展趨勢主要可作如下探討論述。

能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)模式

1、智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式

智能電網(wǎng)（Smart Grid，或稱智慧電網(wǎng)）是融入了互聯(lián)網(wǎng)理念，以“綠色、高效”為目標(biāo)，以雙向互動和扁平化為主要特征，以現(xiàn)代信息和儲能技術(shù)為支撐的新一代智能化電網(wǎng)。智能電網(wǎng)有狹義和廣義之分，狹義的智能電網(wǎng)指以分布式電源為基礎(chǔ)的低碳綠色小微電網(wǎng)，它們既可單獨運行亦可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行。廣義的智能電網(wǎng)指包括有集中式電源的整個區(qū)域性和全國性的低碳綠色電網(wǎng)。電網(wǎng)特有的功能以及智能電網(wǎng)在能源綠色化中不可替代的地位和作用，決定了智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式。事實上，杰里米˙里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中構(gòu)想的“能源共享網(wǎng)絡(luò)”，指的就是智能電網(wǎng)。

能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的關(guān)系是內(nèi)涵與外延的關(guān)系，智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)概念（內(nèi)涵）的外延。它們之間也可以看作是宏觀指導(dǎo)思想與具體技術(shù)模式的關(guān)系，能源互聯(lián)網(wǎng)概念揭示能源和電網(wǎng)的發(fā)展方向，智能電網(wǎng)建設(shè)提供具體的技術(shù)方案。

目前國內(nèi)關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究，絕大部分內(nèi)容其實都屬于智能電網(wǎng)建設(shè)的范疇，比如分布式能源接入電網(wǎng)、微電網(wǎng)的運行控制和互聯(lián)、需求響應(yīng)資源的整合利用、電動汽車充放電設(shè)施的建設(shè)運行、家庭用電智能化，以及能量（電力）路由器的研發(fā)建設(shè)等。這些內(nèi)容或者以電網(wǎng)為基礎(chǔ)、對象，或者本身就是電網(wǎng)的一個部分、一種設(shè)施，無論它們怎樣融入信息技術(shù)，無論它們的信息與電力設(shè)施一體化程度有多高，目的都是為了使電網(wǎng)更好地實現(xiàn)綠色化、柔性化、智能化和高效化。

有一個情況值得深思，歐美不僅沒有關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的爭論，實踐中更是很少使用這一概念。比如美國還有一本以新能源革命為主題的書，叫《重塑能源：新能源世紀(jì)的商業(yè)解決方案》（中譯本2014年6月出版），作者是著名能源專家艾默里˙洛文斯。他在書中分析了美國到2050年可再生能源發(fā)電量達到電力總需求80%應(yīng)采取的途徑，肯定了智能電網(wǎng)在重塑能源和加速傳統(tǒng)電力系統(tǒng)變革中的作用，卻自始至終沒有提到能源互聯(lián)網(wǎng)這個概念。觀察德國的情況也能發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)談?wù)摰膸缀跛心茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的東西，都包括在他們的智能電網(wǎng)建設(shè)中。

中國人曾經(jīng)對智能電網(wǎng)（Smart Grid）也充滿了熱情，但似乎一夜之間這種熱情都轉(zhuǎn)向了能源互聯(lián)網(wǎng)，究其原因是我國智能電網(wǎng)的建設(shè)出現(xiàn)了大的偏差。必須指出，智能電網(wǎng)建設(shè)是在新一輪能源革命的大背景下提出來的，因此它不是傳統(tǒng)電網(wǎng)原有的自動化、智能化建設(shè)的簡單延續(xù)和提高，而是傳統(tǒng)電網(wǎng)走向綠色化、民主化的一場深刻變革。但由于目前我國的智能電網(wǎng)建設(shè)基本上以傳統(tǒng)電網(wǎng)的智能化建設(shè)為主，導(dǎo)致很多人產(chǎn)生了誤解。還有一個重要原因，就是智能電網(wǎng)的建設(shè)被交流特高壓綁架了。

多年來我國大部分地區(qū)電網(wǎng)的建設(shè)都是以交流特高壓電網(wǎng)建設(shè)為中心，電網(wǎng)的建設(shè)工作基本上都要服從于和服務(wù)于這個中心，智能電網(wǎng)的建設(shè)也不列外。由于看不到智能電網(wǎng)建設(shè)在推動我國能源綠色化、民主化，提高能源利用率，促進分布式能源大發(fā)展中應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的重要作用，因此無數(shù)以能源革命為己任的有志之士，自然將希望寄托在了能源互聯(lián)網(wǎng)上，不惜重新回到源頭，再次揚帆起航。其實這是本不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)的情況，既可嘆亦可贊。

2、第二種技術(shù)模式與“互聯(lián)網(wǎng)+”表達方式

智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式，但不是唯一模式。由于能源的綠色化不可能一蹴而就，特別是在我國，可再生能源與化石能源混合作用的時期可能會更長。為了提高各類能源的綜合利用效率，促進能源向低碳化、綠色化方向更好更快發(fā)展，能源互聯(lián)網(wǎng)無疑還有第二種技術(shù)模式，這就是智慧能源網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)是由輸配電網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、冷熱氣網(wǎng)等構(gòu)成的包含分布式能源轉(zhuǎn)換和儲存設(shè)施在內(nèi)的綜合能源網(wǎng)，通過統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和智能化控制技術(shù)進行協(xié)同調(diào)度管理，適時提供氣、電、冷、熱多品種能源，互助互補滿足用戶需求，實現(xiàn)能源的梯級利用和產(chǎn)能端與用能端的智能匹配，最大限度提高能源綜合利用率。

智慧能源網(wǎng)與智能電網(wǎng)都是能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)模式，但兩者側(cè)重點各有不同。智能電網(wǎng)以電力系統(tǒng)為研究對象，以綠色化為主要目標(biāo);智慧能源網(wǎng)則重點研究各類能源的相互轉(zhuǎn)換以及各種能源網(wǎng)間的協(xié)同配合和優(yōu)勢互補等問題，主要目標(biāo)是最大限度提高能源的利用率以及清潔能源的消費比例。在一個園區(qū)、一座城鎮(zhèn)，或一個更大的區(qū)域里，能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)采用何種技術(shù)模式，需要因地制宜根據(jù)實際可利用的能源資源情況確定?？梢钥隙ǎS著可再生能源轉(zhuǎn)換、利用、儲存技術(shù)的進步，以及能源綠色化程度的不斷提高，智能電網(wǎng)與智慧能源網(wǎng)將向著合二為一形成新型綜合能源供給體系的方向發(fā)展。目前智慧能源網(wǎng)的建設(shè)以“泛能網(wǎng)”的形式，已經(jīng)在一些地方取得了可喜的成績和寶貴的經(jīng)驗。

能源互聯(lián)網(wǎng)的兩種技術(shù)模式，在今天“互聯(lián)網(wǎng)+”的時代可以采用類似的方式進行表示，使其更具時代色彩。其中智能電網(wǎng)可表示為“綠色電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”，智慧能源網(wǎng)可表示為“能源網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”。這樣表示的優(yōu)點，一是概念明確，針對性強。每個表達式中的“互聯(lián)網(wǎng)”一詞除指Internet外，不可能再有別的解釋。智能電網(wǎng)的表達式中，電網(wǎng)之前加“綠色”二字，點出了智能電網(wǎng)的本質(zhì)所在，有助于人們在智能電網(wǎng)建設(shè)中把握正確的方向。智慧能源網(wǎng)的表達式中，直接使用“能源網(wǎng)”一詞指明能源互聯(lián)網(wǎng)第二種技術(shù)模式的基本特征，避免了不必要的誤解。二是突出了研究對象的特點和難點?！熬G色電網(wǎng)”與“能源網(wǎng)”都是網(wǎng)絡(luò)，它們與互聯(lián)網(wǎng)相加是兩種網(wǎng)絡(luò)的“融合”，無疑具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性，強調(diào)“網(wǎng)絡(luò)”可提醒人們不能用處理一般“互聯(lián)網(wǎng)+”的方法來解決其中的問題。

此外，需要說明的是之所以采用“+互聯(lián)網(wǎng)”而不采用“互聯(lián)網(wǎng)+”的表達方式，是因為當(dāng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的對象亦為一種網(wǎng)絡(luò)的時候，若將“互聯(lián)網(wǎng)+”置前，容易使人將信息網(wǎng)絡(luò)誤解為是其中起主導(dǎo)作用的網(wǎng)絡(luò)，從而可能導(dǎo)致在能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)實踐中主輔顛倒，走偏方向的情況發(fā)生。

能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

1、清潔能源發(fā)電的發(fā)展會繼續(xù)加快，清潔能源競爭力越來越強

近年來各國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，加快推廣太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源的應(yīng)用，開展民用風(fēng)電和光伏計劃，助推分布式能源的發(fā)展，改變以傳統(tǒng)能源為主的狀況。

2、儲能市場規(guī)模大幅擴大

儲能系統(tǒng)將成為能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的關(guān)鍵節(jié)點。未來電力的潮流控制、分布式電源及微網(wǎng)將實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，儲能技術(shù)將是協(xié)調(diào)這些應(yīng)用的關(guān)鍵一環(huán)。據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（ CNESA） 預(yù)測，到2020 年中國儲能市場規(guī)模將達到66．8GW。

3、智能電網(wǎng)將更加有效地配置電力資源，電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新支撐全球能源

互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展盡管稱為“能源”互聯(lián)網(wǎng)，但其能源的傳輸基本是以“電”的形式，而在實體構(gòu)建上則需要以電網(wǎng)為依托。特高壓技術(shù)與智能電網(wǎng)技術(shù)是實現(xiàn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要手段和方法。全球各大清潔能源基地與負荷中心的距離都在高壓輸送范圍內(nèi)。智能電網(wǎng)具有支撐大規(guī)模清潔能源發(fā)展、適應(yīng)多樣用戶需求、實現(xiàn)故障自愈、提高運行經(jīng)濟性等顯著優(yōu)勢，為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。智能電網(wǎng)是世界電網(wǎng)發(fā)展的重要方向，大規(guī)模新能源的并網(wǎng)需要堅強智能電網(wǎng)作為可靠依托。可以這樣認為，全球能源互聯(lián)網(wǎng)是智能電網(wǎng)的延伸和發(fā)展。國家發(fā)改委和能源局發(fā)布的智能電網(wǎng)的發(fā)展意見，提出到2020 年初步建成安全可靠、開放兼容、高效清潔環(huán)保的智能電網(wǎng)體系。面對新形勢、新任務(wù)、新挑戰(zhàn)，我國電力工業(yè)發(fā)展將加大清潔替代和電能替代的力度。力爭到2020 年，建成東部和西部兩個高壓電網(wǎng)，大幅提升電網(wǎng)安全水平和資源優(yōu)化配置能力，到2025 年基本成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)提供綜合示范。

4、大數(shù)據(jù)分析大有用武之地（國內(nèi)一站式大數(shù)據(jù)分析平臺ETHINK，讓數(shù)據(jù)呈現(xiàn)價值）

提到能源互聯(lián)網(wǎng)，不能不提的是互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)大數(shù)據(jù)。如何與大數(shù)據(jù)企業(yè)進行合作并從中獲取利潤，是未來構(gòu)建能源新生態(tài)圈過程的核心?，F(xiàn)在對大數(shù)據(jù)的分析利用雖存在于能源行業(yè)，但其數(shù)據(jù)利用程度卻遠未足夠，從事大數(shù)據(jù)分析的企業(yè)都不在能源領(lǐng)域，對能源行業(yè)欠缺充分完整認識。發(fā)展能源大數(shù)據(jù)服務(wù)應(yīng)用新模式包括積極推動拓展能源大數(shù)據(jù)采集范圍; 實現(xiàn)能源大數(shù)據(jù)的集成融合和共享; 研究依托國家電網(wǎng)公司構(gòu)建國家能源大數(shù)據(jù)信息中心。

5、能源及相關(guān)行業(yè)企業(yè)將加速整合

利用互聯(lián)網(wǎng)理念，能源互聯(lián)網(wǎng)與不同行業(yè)融合發(fā)展成為新途徑。隨著分布式能源生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量的迅速增長及儲能技術(shù)的不斷發(fā)展，成千上萬個分布式能源生產(chǎn)與儲能企業(yè)接入主干電網(wǎng)，從而完成從傳統(tǒng)的單項電能供應(yīng)商向電能雙向供應(yīng)商的轉(zhuǎn)型。隨著電池技術(shù)的成熟及其成本的降低，以電動汽車為主要代表的電氣化交通正在蓬勃發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，電力系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的耦合程度在不久的將來會逐步增強。未來能源企業(yè)可能呈現(xiàn)出兩種業(yè)態(tài)： 能源企業(yè)向高科技企業(yè)轉(zhuǎn)變，高科技企業(yè)向能源企業(yè)轉(zhuǎn)變。如光伏行業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，對可再生能源業(yè)而言就有一個加速整合的作用。

6、從售電服務(wù)到綜合能源服務(wù)

綜合能源服務(wù)是分布式能源以及圍繞其進行的區(qū)域能源供應(yīng)，同時可以將公共熱冷、電力、燃氣甚至水務(wù)整合在一起的一種綜合能源服務(wù)形式。傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)，包括電力企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)、燃氣企業(yè)、設(shè)備商、ESCO（ 節(jié)能服務(wù)公司） 、系統(tǒng)集成商以及專業(yè)設(shè)計院正在策劃向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型。

7、電力貿(mào)易國際化進程不斷加快

自1980 年以來，全球跨國電力貿(mào)易量快速增長，年均增長4%以上，而在過去十年間國際石油貿(mào)易量年均僅增長了1．5%。未來，電力貿(mào)易或?qū)⒅鸩饺〈茉促Q(mào)易，成為全球能源貿(mào)易的主體。