能源互聯網發展與政策建議
能源互聯網(Internet of Energy)的概念由美國著名學者杰里米·里夫金在其著作《第三次工業革命》中首次提出,并在我國引起了廣泛的關注。順應這股潮流,國家能源局已組織起草《互聯網+能源行動計劃》,希望引導國內能源互聯網產業能夠健康、快速有序地發展。
一、能源互聯網的國際發展態勢
目前,美國、德國、瑞士、日本等多個國家己經開始進行能源互聯網方面的研發,渉及網絡構架、關鍵技術設備、示范試點項目等多個方面:
美國的FREEDM研究項目,從配電網分布式供能的角度提出了能源互聯網的概念。借鑒互聯網開放對等的理念和體系架構,主要研發融合信息和通信系統的分布式能源結構,實現能源的供給平衡;
德國E-Energy計劃從信息和通信技術優化電力系統運行的角度,提出了能源互聯網的概念。借助互聯網收集能源信息,指導能源網絡的運行調度,優化源發輸配用的各個環節,信息網絡本質為能源網絡的支持決策網絡;
瑞士未來能源網絡遠景項目與能源互聯,與里夫金提出的多網融合概念最為接近,側重于不同能源形式的融合,最終實現電能、熱能、化學能聯合輸送和使用;
日本著重于發展數字電網體制,形成互聯網技術和能源網絡深度融合、結待上難以區分能源網絡和信息網絡的個性能源互聯網。通過數字電網路由器的研發,實現能源和信息的雙向通信,統籌管理發電設備及用電設備,實現能量調配,最大限度利用可再生能源。
二、關于能源互聯網的五個方面的認識
與這些發達國家相比,中國的能源互聯網研究還處于起步階段,眾多研究機構、相關企業都從自身的專業領域和業務范圍出發對未來能源互聯網的技術路線、發展模式各抒己見。盡管目前還沒有形成統一認識,但長期跟蹤這些討論,總結至少存在以下三個方面共識:
一是從能源技術角度看,能源互聯網有望成為破解可再生能源、分布式能源發展的技術瓶頸,實現其從補充能源向主導能源的跨越式發展。隨著可再生能源裝機規模的不斷擴大,其發電不穩定性對電網安全的沖擊影響日益增強,傳統的在供應側通過全網調度實施調峰或者放棄一部分可再生能源電量的做法越來越不足以滿足需求。而且我國電源結構以煤電機組為主,過度參與調峰會顯著降低煤機的運行效率,因此依托能源互聯網系統實現可再生能源發電的隨發隨用或及時儲存,必然十分有利于可再生能源的快速發展,為到2020年和2030年分別完成非化石能源占比15%和20%的目標掃清技術障礙。
二是從能源系統看,能源互聯網改變了傳統嚴格區分能源供應側和需求側,以及單向能源流機制,將供應和需求一起統籌,實現能源系統全局優化供應。理論上,能源互聯網將同時將傳統供應側集中生產的煤、電、油、氣、熱和部分需求側分散式生產的多余電、熱都納入供應體系。此外,在以供定需的傳統能源系統模式下,用戶可以選擇的能源產品存在路徑依賴,只能有限選擇。但是在能源互聯網技術實施下,能源供應和能源需求之間可實現雙向互動關系,能源供應企業既可以根據需求和不同能源的成本差異實現最小化的能源供應結構,也可以根據對未來供應的走勢判斷,直接影響需求者適當調整需求模式,從而盡量避免出現系統性或者結構化的供需緊張。由于總是能夠把能源用到最有價值的地方,能源互聯網技術可顯著提高能源使用效率。
三是從信息技術看,無論怎樣的能源互聯網概念,都需要發展能夠較好附著在能源流上的信息技術,產生價值含量較好的信息流。一方面可以依托能源流上各個節點的運行情況,建立企業級的運行數據庫,有助于企業提早發現供需不匹配的問題,及時調整。另一方面,若干企業的能源流上的信息數據能夠達到大數據規模,作為國家層面,完全可以匯總這些信息流、形成海量數據倉庫,開展大數據分析,更好的發揮能源互聯網在形勢判斷、政策決策上的輔助作用。
除了以上三方面共識之外,我們認為從國家層面,還有兩個方面認識是當前能源互聯網產業發展過程中必須要注意的:一是能源互聯網有助于國家經濟決策,其信息網絡應與國家政府決策信息系統相連。能源互聯網上的信息能夠實時反映企業運行情況,從國家層面上看匯總這些信息,并開展分析對于及時掌握實體經濟運行狀況密切相關。目前國家已經和正在建設了一系列覆蓋全國的信息化系統工程,這些工程也主要以采集企業第一手運行數據為主,因此能源互聯網在信息流的處置上需要與原有信息化工程統籌考慮。二是能源互聯網必須具有最廣闊的視野。微觀層面上,要給予各個領域充分自由,允許大家根據自己的業務范圍對“能源互聯網”的概念進行解讀、開拓市場,政府應該少干預;但是在宏觀政策層面上,政府需要更加超脫、高瞻遠矚地謀劃我國能源互聯網產業的整體發展走勢和行業標準,提前在政策上做好鋪墊。
三、關于推進能源互聯網建設的建議
能源互聯網建設是個新事物,是一項復雜的系統工程,國家層面也密切關注和推動能源互聯網建設。為此,我們提出如下原則建議:
1、開展頂層設計,建立宏觀原則,鼓勵微觀層面八仙過海、各顯其能
為了促進能源互聯網發展,國家層面應盡早開展頂層設計,重點制定一些宏觀原則。可主要包括以下三方面原則:一是積極開放的原則。能源互聯網的發展機遇包括哪些,當下還不能給出明確判斷。為此,國家應支持所有能源領域的創新思路,允許各能源領域八仙過海,鼓勵盡可能多的微觀市場主體參與其中,各自發揮所長。在當下階段,政府不宜過早選定發展方向、技術路線、制定細則。二是以實效作為檢驗標準的原則。國家鼓勵所有領域的能源互聯網創新的同時,應明確以實際效用作為檢驗創新是否可行的唯一標準,明確支持那些能夠顯著提升能源綜合利用效率的技術和發展方向,避免“新瓶裝舊酒”、“換湯不換藥”的假創新。三是市場原則。堅持依靠市場機制支持創新發展、優勝劣汰。國家應多方面創造適合創新發展的制度環境和公共服務,明令各相關部門和地方政府不得過多介入企業決策,避免重蹈太陽能光伏、風機制造等產業的覆轍,堅持按市場規律發展,避免拔苗助長,造成人為的資源浪費。
2、集中研究能源互聯網中關鍵技術問題,提高我國支撐能源互聯網發展的相關技術創新能力
應盡快開展能源互聯網中信息交互技術、電網控制和調度技術、分布式電源協同控制技術、儲能技術、能源路由器等先進關鍵技術和裝備,給我國在能源互聯網建設提供更為有力的技術支撐和儲備。加快“云計算”、大數據分析技術在能源領域中的應用與發展。依據國家信息化工程的統一標準,完善能源互聯網中各類型設備以及數據接口標準以及信息傳輸協議,保證能源互聯網中能源流與信息流的互聯互通,推動能源互聯網的建設與部署。
3、積極鼓勵開展各型示范項目
能源互聯網不可能一蹴而就,應循序漸進,進行相應的示范園區建設與試點實驗驗證。建議設立國家級和市場級兩個等級。國家允許各級政府、企業設立各型示范,支持社會上各類資金的支持介入,推進相應試點工程在技術、工程上的創新與論證。對于其中效果突出的,可升級為國家級示范項目,予以重點支持。
責任編輯:滄海一笑
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