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(shí)期，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，可分為國(guó)內(nèi)互聯(lián)、洲內(nèi)互聯(lián)、洲際互聯(lián)三個(gè)階段。到2020 年，重點(diǎn)加快各國(guó)清潔能源開(kāi)發(fā)和國(guó)內(nèi)電網(wǎng)互聯(lián)建設(shè); 到2030 年，重點(diǎn)推動(dòng)洲內(nèi)大型清潔能源基地開(kāi)發(fā)和電網(wǎng)跨國(guó)互聯(lián); 到2050 年，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)“一極一道”（ 北極、赤道） 能源基地和推動(dòng)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(guó)和中國(guó)相繼分別提出到2050 年實(shí)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(jìn)我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)健康有序發(fā)展，近中期將分為2個(gè)階段漸次推進(jìn)，先期開(kāi)展試點(diǎn)示范，后續(xù)進(jìn)行推廣應(yīng)用。2016－2018 年，強(qiáng)力推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范工作。2019－2025年，發(fā)力推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)多元化、規(guī)模化發(fā)展。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進(jìn)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(jìn)儲(chǔ)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(xiàng)的研發(fā)水平及合力驅(qū)策作用。整體發(fā)展趨勢(shì)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(dòng)和扁平化為主要特征，以現(xiàn)代信息和儲(chǔ)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(dú)運(yùn)行亦可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。廣義的智能電網(wǎng)指包括有集中式電源的整個(gè)區(qū)域性和全國(guó)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(shí)上，杰里米˙里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書(shū)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(guó)內(nèi)關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究，絕大部分內(nèi)容其實(shí)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(yùn)行控制和互聯(lián)、需求響應(yīng)資源的整合利用、電動(dòng)汽車充放電設(shè)施的建設(shè)運(yùn)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(duì)象，或者本身就是電網(wǎng)的一個(gè)部分、一種設(shè)施，無(wú)論它們?cè)鯓尤谌胄畔⒓夹g(shù)，無(wú)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(shí)現(xiàn)綠色化、柔性化、智能化和高效化。

有一個(gè)情況值得深思，歐美不僅沒(méi)有關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的爭(zhēng)論，實(shí)踐中更是很少使用這一概念。比如美國(guó)還有一本以新能源革命為主題的書(shū)，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(shū)中分析了美國(guó)到2050年可再生能源發(fā)電量達(dá)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(méi)有提到能源互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念。觀察德國(guó)的情況也能發(fā)現(xiàn)，國(guó)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(guó)人曾經(jīng)對(duì)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(guó)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(lái)的，因此它不是傳統(tǒng)電網(wǎng)原有的自動(dòng)化、智能化建設(shè)的簡(jiǎn)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(chǎng)深刻變革。但由于目前我國(guó)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(gè)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(lái)我國(guó)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(gè)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(dòng)我國(guó)能源綠色化、民主化，提高能源利用率，促進(jìn)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(wú)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(yáng)帆起航。其實(shí)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(dá)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(guó)，可再生能源與化石能源混合作用的時(shí)期可能會(huì)更長(zhǎng)。為了提高各類能源的綜合利用效率，促進(jìn)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(wú)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(chǔ)存設(shè)施在內(nèi)的綜合能源網(wǎng)，通過(guò)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(jìn)行協(xié)同調(diào)度管理，適時(shí)提供氣、電、冷、熱多品種能源，互助互補(bǔ)滿足用戶需求，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)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(diǎn)各有不同。智能電網(wǎng)以電力系統(tǒng)為研究對(duì)象，以綠色化為主要目標(biāo);智慧能源網(wǎng)則重點(diǎn)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(shì)互補(bǔ)等問(wèn)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(fèi)比例。在一個(gè)園區(qū)、一座城鎮(zhèn)，或一個(gè)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(shí)際可利用的能源資源情況確定?？梢钥隙?，隨著可再生能源轉(zhuǎn)換、利用、儲(chǔ)存技術(shù)的進(jìn)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(jī)和寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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(shí)代可以采用類似的方式進(jìn)行表示，使其更具時(shí)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(diǎn)，一是概念明確，針對(duì)性強(qiáng)。每個(gè)表達(dá)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(dá)式中，電網(wǎng)之前加“綠色”二字，點(diǎn)出了智能電網(wǎng)的本質(zhì)所在，有助于人們?cè)谥悄茈娋W(wǎng)建設(shè)中把握正確的方向。智慧能源網(wǎng)的表達(dá)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(duì)象的特點(diǎn)和難點(diǎn)?！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(wú)疑具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性，強(qiáng)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(lái)解決其中的問(wèn)題。

此外，需要說(shuō)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(dá)方式，是因?yàn)楫?dāng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的對(duì)象亦為一種網(wǎng)絡(luò)的時(shí)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(shí)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(shì)

1、清潔能源發(fā)電的發(fā)展會(huì)繼續(xù)加快，清潔能源競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越強(qiáng)

近年來(lái)各國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，加快推廣太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等可再生能源的應(yīng)用，開(kāi)展民用風(fēng)電和光伏計(jì)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(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模大幅擴(kuò)大

儲(chǔ)能系統(tǒng)將成為能源互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。未來(lái)電力的潮流控制、分布式電源及微網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用，儲(chǔ)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(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（ CNESA） 預(yù)測(cè)，到2020 年中國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)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(shí)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(shí)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(fù)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(shí)現(xiàn)故障自愈、提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等顯著優(yōu)勢(shì)，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(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)作為可靠依托。可以這樣認(rèn)為，全球能源互聯(lián)網(wǎng)是智能電網(wǎng)的延伸和發(fā)展。國(guó)家發(fā)改委和能源局發(fā)布的智能電網(wǎng)的發(fā)展意見(jiàn)，提出到2020 年初步建成安全可靠、開(kāi)放兼容、高效清潔環(huán)保的智能電網(wǎng)體系。面對(duì)新形勢(shì)、新任務(wù)、新挑戰(zhàn)，我國(guó)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(zhēng)到2020 年，建成東部和西部?jī)蓚€(gè)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(guó)內(nèi)一站式大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)ETHINK，讓數(shù)據(jù)呈現(xiàn)價(jià)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(jìn)行合作并從中獲取利潤(rùn)，是未來(lái)構(gòu)建能源新生態(tài)圈過(guò)程的核心。現(xiàn)在對(duì)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(yuǎn)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(duì)能源行業(yè)欠缺充分完整認(rèn)識(shí)。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(dòng)拓展能源大數(shù)據(jù)采集范圍; 實(shí)現(xiàn)能源大數(shù)據(jù)的集成融合和共享; 研究依托國(guó)家電網(wǎng)公司構(gòu)建國(guó)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(zhǎng)及儲(chǔ)能技術(shù)的不斷發(fā)展，成千上萬(wàn)個(gè)分布式能源生產(chǎn)與儲(chǔ)能企業(yè)接入主干電網(wǎng)，從而完成從傳統(tǒng)的單項(xiàng)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(dòng)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(lái)會(huì)逐步增強(qiáng)。未來(lái)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(duì)可再生能源業(yè)而言就有一個(gè)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(jìn)行的區(qū)域能源供應(yīng)，同時(shí)可以將公共熱冷、電力、燃?xì)馍踔了畡?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?xì)馄髽I(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(jì)院正在策劃向綜合能源服務(wù)轉(zhuǎn)型。

7、電力貿(mào)易國(guó)際化進(jìn)程不斷加快

自1980 年以來(lái)，全球跨國(guó)電力貿(mào)易量快速增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)4%以上，而在過(guò)去十年間國(guó)際石油貿(mào)易量年均僅增長(zhǎng)了1．5%。未來(lái)，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。