《電子技術(shù)應(yīng)用》
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能源互聯(lián)網(wǎng) 具體如何才能落地

2015-10-27

  里夫金認(rèn)為,第三次工業(yè)革命是能源與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合引發(fā)的革命,未來,電力生產(chǎn)、配送和利用將從傳統(tǒng)集中式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?、分散式。?shù)以億計(jì)的人將在自家屋頂、田間地頭生產(chǎn)出綠色能源,并在能源互聯(lián)網(wǎng)上相互交易。維持全球各地經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)的能源將以接近零的邊際成本生產(chǎn)出來。

  發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng),被視為我國提振經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要著力點(diǎn),在未來10年可能形成20萬億元產(chǎn)業(yè)規(guī)模。實(shí)現(xiàn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)需要何種條件?發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)對我國有何意義?面臨哪些困難?筆者就相關(guān)問題采訪了清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院政策研究室主任何繼江。

  筆者:您如何看待能源互聯(lián)網(wǎng)這一新概念?

  何繼江:能源互聯(lián)網(wǎng)是《第三次工業(yè)革命》作者杰里米˙里夫金提出的一個(gè)新概念。在他的設(shè)計(jì)中,能源互聯(lián)網(wǎng)把互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源相結(jié)合,將全球的電網(wǎng)變成能源共享網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)由集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用的轉(zhuǎn)變。

  里夫金也論及洲際共享能源的可能性:“當(dāng)?shù)厍虻囊话胩幱诤谝箷r(shí),富余的能源可以通過互聯(lián)網(wǎng)智能地轉(zhuǎn)移到處于白晝的另一個(gè)半球?!痹诓簧偃苏J(rèn)為里夫金的理論是天方夜譚時(shí),國家電網(wǎng)[微博]公司董事長劉振亞則計(jì)劃將其付諸實(shí)踐,他在2015年2月出版的新著《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》中,為能源互聯(lián)網(wǎng)概念規(guī)劃了完整的全球藍(lán)圖。他展望,全球能源互聯(lián)網(wǎng)將依托先進(jìn)的特高壓技術(shù)智能電網(wǎng)技術(shù),形成連接北極地區(qū)風(fēng)電、赤道地區(qū)太陽能發(fā)電和各洲大型可再生能源基地與主要負(fù)荷中心的跨國、跨洲、全球互聯(lián)泛在的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),并計(jì)劃2050年形成全球互聯(lián)格局。

  筆者:全球能源互聯(lián)網(wǎng)有何意義?

  何繼江:全球能源互聯(lián)網(wǎng)是個(gè)偉大的規(guī)劃,它不僅提出了中國的清潔能源解決方案,而且為世界貢獻(xiàn)了一套全球應(yīng)對氣候變化的整體能源解決方案,從技術(shù)視角提供了一種可能。依托全球能源互聯(lián)網(wǎng),全球各地的風(fēng)能、太陽能、海洋能等可再生能源可以方便地輸送到全球各地的各類用戶,到2050年,清潔能源占一次能源消費(fèi)總量的80%左右,成為主導(dǎo)能源,此時(shí)全球能源碳排放僅為1990的50%左右,可以實(shí)現(xiàn)全球溫升控制在2攝氏度以內(nèi)的目標(biāo)。

  全球能源互聯(lián)網(wǎng)的意義還不僅在于遠(yuǎn)距離輸送清潔能源,它還強(qiáng)調(diào)“國家泛在智能電網(wǎng)適應(yīng)風(fēng)電、太陽能發(fā)電等間歇式電源以及各種分布式電源的友好接入和各種用能設(shè)備即接即用,并與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動(dòng)終端相互融合”。這將使得清潔電源的發(fā)電行為、消費(fèi)側(cè)的用電行為等信息得到廣泛采集,這將對溫室氣體核算提供技術(shù)支撐,對于形成具有全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的碳減排MRV(可衡量、可報(bào)告、可驗(yàn)證)提供了一種潛在的可能性。另一方面,分布式發(fā)電和分布式儲(chǔ)能依托能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)集成,它保障了分布式減排項(xiàng)目數(shù)據(jù)的可采集性和真實(shí)性,大大降低了項(xiàng)目核證成本,使分布式減排項(xiàng)目組合為CDM減排項(xiàng)目或中國的CCER減排項(xiàng)目提供了技術(shù)可能性,為繁榮碳市場乃至推進(jìn)全球碳市場的建立提供了新的技術(shù)可行性。

  筆者:全球能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)需要什么條件?

  何繼江:對全球互聯(lián)網(wǎng)來說,其核心目標(biāo)是以輸送清潔能源為主導(dǎo)。特高壓技術(shù)是國家電網(wǎng)近年來重要的技術(shù)創(chuàng)新成果,特高壓輸電技術(shù)和能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這兩項(xiàng)技術(shù)共同構(gòu)成了全球能源互聯(lián)網(wǎng)的兩個(gè)基本點(diǎn),兩者互不可缺。

  如果離開了能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),僅僅利用特高壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)洲際聯(lián)網(wǎng),只能被稱為全球特高壓電網(wǎng);如果特高壓電網(wǎng)輸送的電力主要是大型燃煤發(fā)電廠發(fā)的電,而不是風(fēng)電光伏等清潔能源,那它就與里夫金所說的能源互聯(lián)網(wǎng)并無關(guān)系。真正的能源互聯(lián)網(wǎng)通過利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使可再生能源成為主導(dǎo)能源。用特高壓把全球的區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接起來,真正實(shí)現(xiàn)全球可再生能源的共享,就真正形成了全球能源互聯(lián)網(wǎng)。

  筆者:當(dāng)前,從技術(shù)角度來看,能源互聯(lián)網(wǎng)還面臨哪些瓶頸?

  何繼江:能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心目的是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),促進(jìn)以電力系統(tǒng)為核心的大能源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各類設(shè)備的信息交互,實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)與消耗的實(shí)時(shí)平衡。目前的特高壓項(xiàng)目已經(jīng)顯現(xiàn)了洲際電能輸送的能力。但里夫金所構(gòu)想的洲際電網(wǎng)是輸送可再生能源,而目前的特高壓則是以輸送煤電為主、風(fēng)光電為輔。要想通過特高壓對風(fēng)電光伏進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸,就需要依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)配套遠(yuǎn)距離、大容量的需求響應(yīng)能力。這時(shí),特高壓電網(wǎng)不僅是電能輸送載體,而是通過與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動(dòng)終端等相融合,成為我國未來的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對清潔能源的大規(guī)模開發(fā)利用。

  海量分布式設(shè)備的廣域協(xié)調(diào)和未來即插即用能夠?qū)崿F(xiàn)雙向互動(dòng)的分布式儲(chǔ)能,能夠提供遠(yuǎn)距離、大容量的需求側(cè)響應(yīng)能力。大規(guī)模分布式儲(chǔ)能裝備要想在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中高效運(yùn)行,最不可少的制度支撐是動(dòng)態(tài)電價(jià)和全球電力市場。足夠大的峰谷電價(jià)差可以吸引投資者和普通家庭積極進(jìn)入電力市場。依托發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),消費(fèi)者能夠根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)自動(dòng)調(diào)整用電消費(fèi)行為和儲(chǔ)能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

  李克強(qiáng)總理在2015年政府工作報(bào)告中提出要制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃?!盎ヂ?lián)網(wǎng)+智慧能源”,國家能源局的文件中將其等同于能源互聯(lián)網(wǎng)。電改9號文已經(jīng)發(fā)布,“形成市場決定電價(jià)的機(jī)制”和“構(gòu)建電力市場體系”將會(huì)逐步實(shí)現(xiàn),這將落實(shí)李克強(qiáng)總理的“互聯(lián)網(wǎng)+”,推動(dòng)中國能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè),推動(dòng)中國乃至世界的能源革命。

  筆者:能源互聯(lián)網(wǎng)對我國意味著什么?在我國的能源結(jié)構(gòu)變革中處于什么地位?

  何繼江:我認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)是中國能源革命的關(guān)鍵點(diǎn)。為了應(yīng)對全球氣候變化的挑戰(zhàn),世界能源發(fā)展必須進(jìn)入以無碳化為核心內(nèi)容的第三次能源變革時(shí)代。習(xí)近平總書記在2014年6月提出能源革命。能源革命必須要能夠解決中國的能源供給、空氣質(zhì)量和氣候變化問題。

  中國能源生產(chǎn)的革命和能源消費(fèi)的革命,到2050年應(yīng)該能基本實(shí)現(xiàn),目標(biāo)是打造清潔、低碳、安全、可靠的能源系統(tǒng),使化石能源在整個(gè)能源系統(tǒng)的比例降到最低,使可再生能源在能源消費(fèi)中的比重大幅提高,逐步形成以可再生能源為主導(dǎo)的多元、低碳、安全的能源供應(yīng)體系,實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約、清潔能源替代、利用可再生能源充分結(jié)合的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式。當(dāng)前中國能源革命的核心是要推進(jìn)能源的清潔替代,把當(dāng)前以煤炭為主的高碳能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)橐钥稍偕茉礊橹鞯牡吞寄茉唇Y(jié)構(gòu)。

  能源互聯(lián)網(wǎng)作為接納高比例可再生能源的有效方案,是我國推動(dòng)能源革命的戰(zhàn)略性選擇。

  能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)不是基于現(xiàn)有的能源生產(chǎn)、消費(fèi)模式和能源體制,而是要通過能源互聯(lián)網(wǎng)這種能源技術(shù)革命,推動(dòng)能源生產(chǎn)、消費(fèi)、體制變革和能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,有力地推動(dòng)我國能源革命。

  全面推動(dòng)能源革命,不再是簡單地增加能源供給、提高能源利用效率,而是需要通過全面的革命,建立一套全新的能源流動(dòng)體系,形成能源應(yīng)用的創(chuàng)新形式,建設(shè)一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施智能化、生產(chǎn)消費(fèi)互動(dòng)化、信息流動(dòng)充分化的能源互聯(lián)網(wǎng)。能源革命將推動(dòng)電力、石油等產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)重組以及公共事業(yè)企業(yè)的職能拆分,改變現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與行業(yè)組織方式,催生出大量新興的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。通過廣泛采用新能源、新型電力電子器件、新型儲(chǔ)能材料、新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等,可實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的深度融合,提升能源供應(yīng)、消費(fèi)環(huán)節(jié)間的互動(dòng)能力和靈活性,大幅提升能源資產(chǎn)的利用率,解決可再生能源資源在傳輸和利用中的瓶頸,服務(wù)于國家能源安全的戰(zhàn)略需求。


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