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        “一帶一路”下的能源互聯網

        發布時間:2017-9-9 16:11:53    點擊:

         無論是全球能源互聯網還是我國的能源互聯網,都是解決當前及未來重大能源問題的關鍵。它們雖然在實施范圍、業務界面、運營模式等方面各有側重,但是,我們認為兩者所涉及的核心理念具有一致性:都基于多元能源的融合,都聚焦“源—網—荷—儲”多環節的協同,都擁有進化演變的過程,都為“一帶一路”戰略和我國重大能源戰略提供支撐。

              能源互聯網——未來能源系統的新形態

              隨著經濟社會的持續發展,能源生產和消費不斷增長,傳統化石能源的規;_發和利用導致了環境污染、氣候變暖等問題,對可持續發展提出了重大挑戰,建立在傳統化石能源基礎上的能源生產和消費方式面臨著重大困難。而當前可再生能源的開發利用又面臨著成本、技術、市場機制等多方面的問題,發展遭遇瓶頸。因此,如何樹立系統性思維理念,從能源的技術、生產、消費、體制等方面同時著手,從根本上改變能源利用方式,從而構建新型能源供用體系,是當前亟需考慮和解決的關鍵。

              在可再生能源技術、通信技術以及自動控制技術快速發展的帶動下,一種以電力系統為核心、集中式以及分布式可再生能源為主要能量單元,依托實時高速的雙向信息數據交互技術,涵蓋電力、煤炭、石油、天然氣以及公路和鐵路運輸等多類型、多形態網絡系統的新型能源供用生態體系,即“能源互聯網”的基本構想被提出!蛾P于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》指出:能源互聯網是一種互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態。其目標是要構建一個以電力系統為核心與紐帶,多類型能源網絡和交通運輸網絡高度整合,能量—信息—經濟三元驅動的能源供用生態系統,從而實現能源生態圈的智能自洽、平等開放、綠色低碳、安全高效和可持續發展。

              在“能源互聯”背景下,傳統的以生產順應需求的能源供給模式將被顛覆,處于能源互聯網中的各個主體都將變為兼具生產者和消費者特征的多屬性主體,互聯共享將成為能源互聯網的核心價值觀,而“橫向多元能源互補,縱向源—網—荷—儲協調”是能源互聯網的基本特征。

              橫向多元能源互補。橫向多元能源互補是從電力系統“源—源互補”的理念衍生而來,能源互聯網中的橫向多源互補是指電力系統、石油系統、供熱系統、天然氣供應系統等多種能源資源之間的互補協調,突出強調各類能源之間的可替代性,用戶不僅可以在其中任意選擇不同能源,也可自由選擇能源資源的取用方式。

              縱向“源—網—荷—儲”協調?v向“源—網—荷—儲”協調是從電力系統“源—網協調”和“網—荷—儲互動”的理念中衍生而來。在能源互聯網系統中,“源—網—荷—儲”的縱向協調主要體現在兩個方面:一是通過多種能量轉換技術及信息流、能量流交互技術,實現能源資源的開發利用和資源運輸網絡、能量傳輸網絡之間的相互協調;二是將用戶的多種用能需求統一為一個整體,使電力需求側管理進一步擴大成為全能源領域的綜合用能管理,將廣義需求側資源在促進清潔能源消納、保證系統安全穩定運行方面的作用進一步放大。

              按照目前理解,能源互聯網是以電力系統為基礎構建多能源系統,具有多元融合的特性。其多元特性主要體現在兩個維度:一是能源種類和系統的多元化,二是用能方式的多元化。

              能源種類和系統的多元化。在能源互聯網系統中,傳統電力系統的“源—網—荷—儲”被賦予了更豐富的內涵:“源”包括石油、電力、天然氣等多種能源資源;“網”包括電網、石油管網、供熱網等多種資源網絡;“荷”不僅包括電力負荷,還有用戶的多種能源需求;“儲”則主要指能源資源的多種倉儲設施及儲備方法。

              用能方式的多元化。能源互聯網的第二個多元特性體現在可再生能源的利用方式上。能源互聯網系統的廣域性和包容性要求其必須實現兩個平衡:集中式的整體平衡和分散式的微平衡。兩種平衡的作用單元是不一樣的。集中式的整體平衡側重于全系統的能源資源優化配置,解決系統廣域性帶來的區域網絡之間多能調度問題,從能源利用方式角度來說,一般采用可再生能源集中式發電技術;分散式的微平衡側重于區域系統的能源內部均衡,解決系統包容性帶來的單元網絡內部多能源協同調度問題,從能源利用方式角度來說,一般采用可再生能源分布式發電技術。

              總體而言,能源互聯網是未來能源系統的重要表現形式,在能源互聯網新形態下,互聯共享將成為新型能源體系中的核心價值觀。能源系統供應側、傳輸側和需求側的各個主體都既可能是生產者,又可能是消費者,能源系統“橫向多源互補,縱向源—網—荷—儲協調”的形態特征將不斷發展和深化。構建能源互聯網將推動一系列新技術、新商業模式的發展,進而實現能源的清潔、高效、安全、便捷、可持續利用,促進能源系統新形態轉型。

              全球能源互聯網——未來能源系統的大系統形態

              全球變暖、化石能源的減少是世界各國面臨的共同問題,而能源消費總量和儲量的東西部差異,使得我國面臨的各種能源問題更加復雜、更加多樣、更加突出。因此,能源系統的未來形態必須向著規;、高效化、清潔化發展。作為能源互聯網的宏觀表現形式,全球能源互聯網是由跨洲、跨國骨干網架和各國各電壓等級電網構成,連接“一極一道”(北極、赤道)大型能源基地,適應各種集中式、分布式電源,能夠將風能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶,是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺,是解決全球能源發展問題的重要技術,是未來能源系統的大系統形態。

              2015年9月26日,習近平總書記在聯大發展峰會上發表重要講話,倡議探討構建全球能源互聯網,推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求,讓全世界認識到了全球能源互聯網的重要性。全球能源互聯網作為能源大規模遠距離輸送的重要手段和技術,對于緩解環境壓力、解決清潔能源消納難題、促進能源資源在大范圍內的優化配置具有十分重要的戰略價值和實際意義。

              要構建適合全球政治格局、能源分布情況以及經濟社會發展需求的全球能源互聯網,就要以問題為導向開展相關工作,應該首先明確全球能源互聯網建設的目標定位。

              第一,全球能源互聯網的建設要能夠推動國際能源合作和能源分布格局。一方面,全球能源互聯網系統涉及的區域十分廣泛,而且從全球范圍看,可再生能源與能源消費存在著一定逆向分布的格局特征,全球能源互聯網的建設應能夠實現對多能源資源大規模、遠距離的優化配置。另一方面,全球能源的互聯必然涉及到多個政治主體,如何通過有效的合作機制實現全球能源互聯網系統的正常運轉,并保證各個國家/地區的合理利益,是全球能源互聯網建設中必須考慮的重點問題。全球能源互聯網作為一個系統,在建設運營過程中應以推動和實現國際能源合作為基本前提,有安排、有統籌、有規劃地推進合作建設工作,切忌各方自我行事、缺乏組織和配合。

              第二,全球能源互聯網的建設要以電力互聯為主要形態。能源互聯網是各類型能源網絡以及公路、鐵路等交通運輸網絡的多層耦合,一次能源通過轉化成電能方便被人們利用,電力所具有的高效、快速的傳輸性質以及較高的能源轉化效率,使其能夠很好地實現遠距離、大規模輸送,全球的能源互聯將以電力互聯為主要形態實現。智能電網技術、特高壓輸電技術的發展和實踐能夠為全球的電力互聯提供有力的技術支持,目前俄羅斯通過3條交流線路和1條直流線路將遠東和西伯利亞發電基地的電能輸送到中國,中國通過4條交流線路向蒙古國送電,吉爾吉斯斯坦通過2條交流線路向中國送電。此外,我國南方電網還與大湄公河次區域的越南、緬甸、老撾等國實現了電網互聯,我國與周邊國家的跨國輸電實踐,為下一階段全球能源互聯網的建設奠定了良好基礎。

              第三,全球能源互聯網的建設要實現能源領域商業模式的創新變革。目前,由于成本沒有競爭優勢,對于可再生能源的利用,多數國家和地區還是依靠國家補貼的形式來維持。但隨著全球能源互聯網建設的推進,可再生能源在整個系統中的比例將持續提高,單純依靠補貼模式是無法實現可持續發展的。一方面,需要通過技術革新來降低可再生能源的綜合利用成本;另一方面,要構建創新商業模式,用市場的力量來提升可再生能源的競爭力。但是,目前無論是人們的意識還是政府政策的導向,對于全球能源互聯網的商業形態都重視不足,基本處于空白狀態。在實現國際、洲際的電力物理聯網的基礎上,需要切實加強各國在能源電力領域的合作,探索提出跨國、跨洲電力交易的基本模式并試點交易,為全球能源互聯網的實際應用奠定商業模式基礎。

              全球能源互聯網的發展演化階段展望

              全球能源互聯網是一項牽涉面極廣的歷史性工程。根據目前的技術水平和發展趨勢,我們認為全球能源互聯網的實現至少還需要經歷三個演化階段。

              演化階段1:區域能源互聯網階段

              該階段主要是指各個國家和地區利用技術革新和模式創新,實現區域內全球能源互聯網系統建立完善的時間段。聚焦到中國來看,本階段是要初步實現全國能源聯網,處理好資源優化配置的物理支撐和市場支撐的協調問題,加快推進域內可再生能源開發利用和國內能源網絡互聯互通,大幅提高能源網絡的資源配置效率和智能化水平。

              根據《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》的規劃,以及當前國內能源互聯網建設進程,該階段又可劃分為三個“小階段”:一是2016~2018年,該階段要初步建立能源互聯網市場機制和市場體系,探索商業形態和發展模式;解決域內能源互聯的關鍵技術和設備,初步建成能源互聯網技術標準體系;開展多類型的試點示范項目建設。二是2019~2025年,該階段要初步建成能源互聯網產業體系,形成經濟增長新的驅動力;建成較為完善的能源互聯網市場機制和市場體系,形成相對成熟的商業形態和發展模式;形成較為完備的技術及標準體系,結合“一帶一路”戰略實現國際化,引領世界能源互聯網發展。三是2026~2030年,該階段要建成較為完善的能源互聯網產業體系,形成成熟的市場機制和商業模式;實現創新技術及標準體系的國際化;初步構建“一帶一路”地區的能源互聯網框架,有意識的加強與周邊國家之間的電網互聯。

              演化階段2:洲內全球能源互聯網階段

              該階段的發展重點是加強各洲主要國家之間的電網互聯,形成洲內全球能源互聯網,并探索跨洲聯網和能源輸送。聚焦到中國來看,本階段中國區域能源互聯網要在演化階段1的基礎上,進一步加強與洲內各國特別是“一帶一路”沿線國家建立相對完善的能源互聯體系,實現可再生能源的洲內調配、跨國共享,推動洲內可再生能源的大規模、大范圍、高效率優化配置。

              演化階段3:全球能源互聯網階段

              該階段的發展重點是強化跨洲聯網和全球性能源輸送,開發“一極一道”能源基地,逐步形成全球互聯的基本格局。該階段將形成比較完善的組織機制和運行機制,建立多層級的調控體系,并建立全球化的能源與電力交易市場。

              能源互聯網支撐“一帶一路”建設

              加強沿線各國在能源領域的合作是“一帶一路”建設任務中的關鍵環節。隨著先進智能電網技術和特高壓遠距離輸電技術的不斷進步,能源互聯網乃至全球能源互聯的實現將為“一帶一路”沿線各國的能源合作提供有力支撐。發展能源互聯網,對“一帶一路”建設的支撐作用主要體現在以下幾個方面:

              一是全球能源互聯,能夠將“一帶一路”沿線國家和地區的煤、油、水、風、光等各類能源轉化為電能并遠距離傳輸,通過各類能源資源大范圍內的互補利用實現整個能源大系統效率的提升;二是能源互聯網包含能源網、通信網和交通運輸網大規模、大范圍的互聯互通,發展全球能源互聯網能夠帶動一大批戰略性新興產業發展,強化“一帶一路”沿線各國在能源及相關領域的合作;三是全球能源互聯網以大范圍的智能互聯手段促進新能源消納,是解決氣候變化等問題的“中國方案”,能夠促進“一帶一路”沿線各國可持續發展的順利實現;四是電網的互聯互通,能夠通過“一帶一路”沿線各國能源資源的互補利用實現系統經濟性的提升,進而降低沿線各國用電成本,促進“一帶一路”沿線各國工業、制造業等行業企業的繁榮發展。

              無論是全球能源互聯網還是我國的能源互聯網,都是解決當前及未來重大能源問題的關鍵。它們雖然在實施范圍、業務界面、運營模式等方面各有側重,但是,我們認為兩者所涉及的核心理念具有一致性:都基于多元能源的融合,都聚焦“源—網—荷—儲”多環節的協同,都擁有進化演變的過程,都為“一帶一路”戰略和我國重大能源戰略提供支撐?梢哉f,能源互聯網是全球能源互聯網在我國的具體表現和發展,也是全球能源互聯網在物理層、信息層的重要組成部分;全球能源互聯網則是能源互聯網在地域、系統聯接、信息互動響應等方面更為全面的表現形態。兩者相輔相成,相互促進,共同支撐“一帶一路”在能源領域的戰略合作。

            此文章在中國節能網轉載

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