解读“互联网+智慧能源”全文-权威

解读“互联网+智慧能源”之一开栏的话：国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部前不久联合印发《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，明确提出“互联网+”智慧能源(能源互联网)是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，对提高可再生能源比重，促进化石能源清洁高效利用，推动能源市场开放和产业升级具有重要意义。重在解决能源转型两大关键问题——访中国科学院院士、国家能源局能源互联网专家咨询组组长周孝信记者：请您谈一谈我国发展“互联网+”智慧能源的总体思路，在具体组织实施过程中应注意哪些问题?“互联网+”智慧能源对能源革命的支撑作用主要体现在哪些方面?周孝信：最近，国家发展改革委、国家能源局和工信部联合发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》，这是推进我国能源革命，构建清洁低碳、安全高效现代能源体系的重要举措。我认为，在我国发展能源互联网，首要的任务是解决我国能源转型的两大关键问题，一是改变我国以化石能源为主的能源结构，加快开发利用可再生能源，实现我国能源系统清洁低碳的目标;二是大幅度提高能源的综合利用效率，实现我国能源系统安全高效的目标。当前，智能电网的研究、开发和应用在全国广泛展开。我理解，智能电网是能源互联网的主干网络和可提供各类能源供需协调互动的平台;能源互联网更为强调能源系统和能源市场与信息互联网的深度融合，注重能源电力市场的交易开放和产业升级。在一定意义上，能源互联网可以看作是智能电网在广泛能源领域的扩展，是承载能源革命目标的新一代的能源系统。因此，能源互联网的发展应充分利用智能电网的已有成果，并与当前的智能电网开发应用统一规划、协同发展。记者：促进“多能协调”，提升能源生产环节“智能化”，是“互联网+”智慧能源的重要内容。请问，应如何促进“多能协调”发展，转化利用弃风、弃光能量，支持一次、二次能源转化互补要重点解决哪些问题?周孝信：当前，在我国大力发展水电、风电、光电等可再生能源的过程中，遇到上网、消纳的难题，弃风、弃光甚至弃水严重，制约了可再生能源的进一步发展。能源互联网倡导和推进多能协同互补，在大规模集中开发地区，除加快电力外送通道建设外，也可以利用弃风、光、水电制氢、供热，发展风电、清洁煤电协同的高耗能产业综合利用，研发采用清洁煤电高效深度调峰技术，这些措施的实施，都可以显著提高可再生能源的开发利用水平;在能源电力受端地区，发展清洁能源热电冷联产系统，分布式光伏、风电及天然气的电、冷、热综合利用等，都能大幅度提高能源综合利用效率。当然要实现不同形式能源相互转化、高效利用，还要解决技术和市场方面的一系列难题，特别需要克服我国长期存在的各类能源计划单列、条块分割，缺乏有效的能源市场配置等系统性缺陷。记者：在能源传输、存储“智能化”方面，电网承载着哪些使命?如何理解“新一代能源系统应以电力为中心”?周孝信：电气化是二十世纪对人类社会生活影响最大的工程技术成就之一，支撑电力系统的电网也是世界上最大的人造网络系统之一。我国经过几十年的发展，各电压等级的电网已覆盖城乡，深入千家万户。当前我国传统能源中煤炭约50%的产量转化为电，未来这一比例会逐步提高;而各种风能、太阳能等可再生能源绝大部分也要转化为电加以利用。未来新一代能源系统首先是以高比例可再生能源电力的开发利用为特征。因此，新一代能源系统应以电力为中心，实现多种清洁能源协同互补，提高能源的清洁高效利用水平。电网的一次系统承担传输电能的任务，同步建设的二次通信系统已形成功能强大的信息网络，与专业信息通信系统结合延伸，成为与一次能源系统协同的信息通信基础设施，这对于营造开放共享的能源互联网生态体系，建立新型能源市场交易体系和商业运营平台，发展分布式能源、储能和电动汽车应用、智慧用能和增值服务、绿色能源灵活交易、能源大数据服务应用等新模式和新业态发挥关键作用。记者：在提高能源消费“智能化”方面，怎样才能实现社会用能效率最优?我国在“互联网+”智慧能源的新模式、新业态方面有何最新进展?国外发展情况如何?周孝信：在能源消费方面，能源互联网的消费新模式，对实现社会能效最优起到的作用可能更大。欧美发达国家已将发展智能电网纳入国家战略，并在资金、政策上面给予了大量的支持。发达国家的智能电网概念，不仅关注电力系统本身结构和运行模式的转变，更加关注各类能源的综合利用，以及能源系统构架的顶层优化设计问题。多种能源综合利用成为世界各国研究的关注焦点，主要目标是在近年来智能电网研究的基础上综合电网、气网、热网、交通网等，建立智能能源网，以便得到更高的能源全局效率。我国为了应对能源资源约束日益加剧、生态环境问题突出的一系列新挑战，在大力发展可再生能源、推动化石能源清洁高效开发利用、提高能源利用效率等方面做了卓有成效的工作，并通过973、863等科技计划对智能电网、煤炭清洁高效利用、综合高效能源动力装置研发等研究和应用分别给予了支持，取得了显著的成效。在分布式可再生能源微网、电动汽车智能交通、智能绿色建筑等方面的研发示范也都有很大进展。记者：对于推进能源与信息的深度融合，营造“开放共享”的能源互联网生态体系，您有何建议?如何以“互联网思维”改造传统电力系统?周孝信：传统电力系统中各类一次能源发电和分散布局的电源结构(骨干电源为主)通过大规模互联的输配电网络，连接千家万户使用，具有天然的网络化基本特征。传统电力系统终端用户用电早已实现“即插即用”，电力用户不需要知道它所用电是哪家电厂发出的，只须根据需要从网上取电，具有一定程度的开放和分享的互联网特征。然而传统电力系统不支持多种能源相互转化和互补，不适应高比例分布式清洁能源电力的接入，综合能源利用效率和可再生能源占比的提高受到限制;长期以来“重发轻供、不管用”的思维模式，忽视与终端用户的交流与互动;高度集中统一的管理、调度、控制模式也不适应大量分布式发电、高效用能用电系统的发展趋势和市场化运作。以“互联网思维”改造传统电力系统，就是要大力推进能源与信息的深度融合，发挥电力系统覆盖面宽、能量和信息一起传输的独特网络优势，克服传统思维的局限和存在的薄弱环节，构建骨干电源与分布式电源结合、主干网与局域网微网协调、多种能源优化互补、供需互动开放共享的能源系统和生态体系。构建这一系统的三个层次的要点：一是实现多能源互联互通，提高一次和二次能源的综合利用效率;二是借鉴互联网及其扩展的网络技术：即插即用、能源路由器，以及大数据、云计算等技术对能源系统特别是分布式可再生能源、微网及用户在能源生产、消费、市场管理和服务的支持;三是以用户为中心，催生能源生产、消费、服务的新业态和商业模式。记者：您认为，应如何克服我国长期存在的各类能源计划单列，条块分割，缺乏有效的能源市场配置等系统性缺陷?对于提高能源综合效率，“互联网+”智慧能源将起到哪些支撑作用?周孝信：能源互联网的实施和有效发展，除需要开展科技研发攻关，提供高科技的软硬件支撑，实施示范推广外，关键是要通过深化改革，克服各类能源计划单列，条块分割，缺乏有效的能源市场配置等系统性缺陷。中央9号文关于新增配电和售电改革，建立区域电力交易中心等举措提供了克服体制机制性问题的新契机。个人认为要从底层示范工程做起，逐个克服遇到的困难和问题，以便在不断积累后实现整体突破。解读“互联网+智慧能源”之二能源互联网将重塑整个能源价值链——访国家能源局能源互联网专家咨询组成员、清华大学能源互联网创新研究院院长曾嵘“能源互联网新技术新企业新模式将不断涌现”记者：您认为，《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》(以下简称《指导意见》)的出台有什么指导意义?曾嵘：《指导意见》对我国智慧能源的发展以及未来能源系统的清洁化、高效化和市场化描绘了一幅比较全面的图景，也指出了一些可行的路径。记者：您说的“可行的路径”是指什么?曾嵘：所谓的可行性路径，第一，是构建能源互联网的基础设施，这是实现能源互联网目标的物理基础，即十大重点任务的前三项。第二，是培育多样化的能源运营新模式，这是能源互联网带动经济发展、创造价值的核心，即十大重点任务中的第五至八项。第三，实现能源互联网需要有体系、技术和标准的保障，即十大重点任务的其余三项。可以看出，这十大重点任务涵盖了能源互联网的基础设施、价值实现和保障手段，是全面且务实可行的。记者：您预计能源互联网在“十三五”时期会产生哪些影响?曾嵘：能源互联网已被明确写入“十三五”规划纲要中，它将加快推进能源全领域、全环节的智慧化发展，将重塑整个能源价值链，对能源的生产、运输、消费和存储等各方面带来深远影响。按照《指导意见》，“十三五”前半期，要着力推进能源互联网试点示范工作，鼓励能源全环节的各方积极参与，同时探索出若干“可持续、可推广的发展模式”，在“十三五”后半期及之后，“推进能源互联网多元化、规模化发展”。总而言之，在能源互联网领域，“十三五”期间将不断涌现形形色色的新兴技术、新兴企业和新兴模式。记者：《指导意见》为什么只提出了十年发展计划?曾嵘：能源互联网将是百年一遇的中国引领世界工业革命的机遇，我们可以去畅想更长远的发展前景。但作为《指导意见》，还是需要务实可行，切实地为能源互联网的发展指明当前着力点，因此《指导意见》仅提出了示范和推广两个发展阶段。另外，这个十年与《中国制造2025》的时间是对应的，体现了能源互联网支撑能源革命，协同推动中国制造的宏伟目标。记者：您认为，这个十年发展计划将对我国能源互联网的发展带来哪些挑战?曾嵘：《指导意见》作为国家对能源互联网的顶层设计，所提出的十年发展计划极具指导意义，将极大推动能源互联网的发展。当然在此进程中，能源互联网的发展也将面临一系列挑战。在技术层面，需要推动支持能源互联网的核心设备、信息物理系统关键技术和系统运营交易关键技术等研发。此外，光伏发电成本的下降速度，储能系统的容量、成本、安全性等，都是非常重要的决定性变量。尽管面临诸多挑战，但考虑到过去十年技术加速发展的趋势非常明显，所以我们的预期是中性偏乐观的。记者：您刚刚谈到储能，请您谈谈《指导意见》如何利好储能的发展?曾嵘：在能源互联网的背景下，第一，储能将实现多样化发展。《指导意见》将储电、储热、储冷等都涵盖在了储能的范畴里。第二，分布式储能结合分布式发电、需求响应、电能辅助服务等，未来可能成为应用热点。第三，电动汽车的储能应用值得探索，比如电动汽车参与电力需求响应等新模式。第四，储能可参与到能源市场交易。总之，能源互联网的发展对储能的需求日益迫切，这些需求会导致大幅增加对储能技术研发的投入，从而正向激励和推动储能的发展;而储能技术的发展将推动实现局域或区域性的微型能源互联网、全国性的能源互联网乃至跨越国界的能源互联网络。“智慧用能重在激发用户参与度”记者：根据《指导意见》，我们应该如何开展智慧用能新模式?曾嵘：理想的情景是，未来能源互联网一定是用户高度参与的能源系统，这意味着要实现能源供给方和用户之间的信息、能量、资金等的交互。这里需要明确几个问题。一是交互的动力在哪里?要有相应的经济模式去正向激励大家参与这种交互;二是通过这种交互能给社会和经济带来什么好处?真正的好处是使全社会能源系统的利用效率得到提升，使能源资源得到有效配置。比如某城市日常负荷只有1200万千瓦，在夏季用电高峰时可上升到2000万千瓦，从而导致整个系统的容量规划都要按照该峰值负荷去考虑。未来能源供给方可对用户进行引导，使其在用电高峰时段有序降低空调负荷，从而可有效降低能量需求。这样不仅能减少整个系统投资建设的成本，参与的用户也能得到额外补偿，从而提高其参与的积极性。记者：我知道，北京市在2015年夏季和冬季都实施了电力需求侧响应，但是因为补贴有限，无法真正激发大家的参与热情。那么在能源互联网的背景下怎么解决这个问题?曾嵘：这是个好问题。我们要看到，虽然国家出台了一系列关于需求响应的政策与规定，开展了一些需求侧响应，并取得了一定的经济和社会效益，但需求响应的价值并未得到充分体现，各方参与的积极性并未有效提高，这主要取决于如下三个原因，一是相关的补偿机制尚不完善;二是用户长期