能源互联网是中国能源革命关键点
里夫金认为,第三次工业革命是能源与互联网结合引发的革命,未来,电力生产、配送和利用将从传统集中式转变为智能化、分散式.数以亿计的人将在自家屋顶、田间地头生产出绿色能源,并在能源互联网上相互交易.维持全球各地经济运转的能源将以接近零的边际成本生产出来.
发展能源互联网,被视为我国提振经济、推动转型发展的重要着力点,在未来10年可能形成20万亿元产业规模.实现全球能源互联网需要何种条件?发展能源互联网对我国有何意义?面临哪些困难?记者就相关问题采访了清华大学能源互联网创新研究院政策研究室主任何继江.
记者:您如何看待能源互联网这一新概念?
何继江:能源互联网是《第三次工业革命》作者杰里米·里夫金提出的一个新概念.在他的设计中,能源互联网把互联网技术与可再生能源相结合,将全球的电网变成能源共享网络,实现由集中式化石能源利用向分布式可再生能源利用的转变.
里夫金也论及洲际共享能源的可能性:"当地球的一半处于黑夜时,富余的能源可以通过互联网智能地转移到处于白昼的另一个半球."在不少人认为里夫金的理论是天方夜谭时,国家电网公司董事长刘振亚则计划将其付诸实践,他在2015年2月出版的新著《全球能源互联网》中,为能源互联网概念规划了完整的全球蓝图.他展望,全球能源互联网将依托先进的特高压技术和智能电网技术,形成连接北极地区风电、赤道地区太阳能发电和各洲大型可再生能源基地与主要负荷中心的跨国、跨洲、全球互联泛在的坚强智能电网,并计划2050年形成全球互联格局.
记者:全球能源互联网有何意义?
何继江:全球能源互联网是个伟大的规划,它不仅提出了中国的清洁能源解决方案,而且为世界贡献了一套全球应对气候变化的整体能源解决方案,从技术视角提供了一种可能.依托全球能源互联网,全球各地的风能、太阳能、海洋能等可再生能源可以方便地输送到全球各地的各类用户,到2050年,清洁能源占一次能源消费总量的80%左右,成为主导能源,此时全球能源碳排放仅为1990的50%左右,可以实现全球温升控制在2摄氏度以内的目标.
全球能源互联网的意义还不仅在于远距离输送清洁能源,它还强调"国家泛在智能电网适应风电、太阳能发电等间歇式电源以及各种分布式电源的友好接入和各种用能设备即接即用,并与互联网、物联网、智能移动终端相互融合".这将使得清洁电源的发电行为、消费侧的用电行为等信息得到广泛采集,这将对温室气体核算提供技术支撑,对于形成具有全球统一标准的碳减排MRV(可衡量、可报告、可验证)提供了一种潜在的可能性.另一方面,分布式发电和分布式储能依托能源互联网实现了数据集成,它保障了分布式减排项目数据的可采集性和真实性,大大降低了项目核证成本,使分布式减排项目组合为CDM减排项目或中国的CCER减排项目提供了技术可能性,为繁荣碳市场乃至推进全球碳市场的建立提供了新的技术可行性.
记者:全球能源互联网的实现需要什么条件?
何继江:对全球互联网来说,其核心目标是以输送清洁能源为主导.特高压技术是国家电网近年来重要的技术创新成果,特高压输电技术和能源互联网技术这两项技术共同构成了全球能源互联网的两个基本点,两者互不可缺.
如果离开了能源互联网技术,仅仅利用特高压技术实现洲际联网,只能被称为全球特高压电网;如果特高压电网输送的电力主要是大型燃煤发电厂发的电,而不是风电光伏等清洁能源,那它就与里夫金所说的能源互联网并无关系.真正的能源互联网通过利用互联网技术使可再生能源成为主导能源.用特高压把全球的区域能源互联网联接起来,真正实现全球可再生能源的共享,就真正形成了全球能源互联网.
记者:当前,从技术角度来看,能源互联网还面临哪些瓶颈?
何继江:能源互联网发展的核心目的是利用互联网技术,促进以电力系统为核心的大能源网络内各类设备的信息交互,实现能源生产与消耗的实时平衡.目前的特高压项目已经显现了洲际电能输送的能力.但里夫金所构想的洲际电网是输送可再生能源,而目前的特高压则是以输送煤电为主、风光电为辅.要想通过特高压对风电光伏进行远距离传输,就需要依托互联网技术配套远距离、大容量的需求响应能力.这时,特高压电网不仅是电能输送载体,而是通过与互联网、物联网、智能移动终端等相融合,成为我国未来的能源互联网平台,实现对清洁能源的大规模开发利用.
海量分布式设备的广域协调和未来即插即用能够实现双向互动的分布式储能,能够提供远距离、大容量的需求侧响应能力.大规模分布式储能装备要想在全球能源互联网中高效运行,最不可少的制度支撑是动态电价和全球电力市场.足够大的峰谷电价差可以吸引投资者和普通家庭积极进入电力市场.依托发达的互联网技术,消费者能够根据实时电价自动调整用电消费行为和储能设备的运行状态.
李克强总理在2015年政府工作报告中提出要制定"互联网+"行动计划."互联网+智慧能源(9.82 停牌,咨询)",国家能源局的文件中将其等同于能源互联网.电改9号文已经发布,"形成市场决定电价的机制"和"构建电力市场体系"将会逐步实现,这将落实李克强总理的"互联网+",推动中国能源互联网的建设,推动中国乃至世界的能源革命.
记者:能源互联网对我国意味着什么?在我国的能源结构变革中处于什么地位?
何继江:我认为能源互联网是中国能源革命的关键点.为了应对全球气候变化的挑战,世界能源发展必须进入以无碳化为核心内容的第三次能源变革时代.习近平总书记在2014年6月提出能源革命.能源革命必须要能够解决中国的能源供给、空气质量和气候变化问题.
中国能源生产的革命和能源消费的革命,到2050年应该能基本实现,目标是打造清洁、低碳、安全、可靠的能源系统,使化石能源在整个能源系统的比例降到最低,使可再生能源在能源消费中的比重大幅提高,逐步形成以可再生能源为主导的多元、低碳、安全的能源供应体系,实现能源节约、清洁能源替代、利用可再生能源充分结合的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式.当前中国能源革命的核心是要推进能源的清洁替代,把当前以煤炭为主的高碳能源结构转变为以可再生能源为主的低碳能源结构.
能源互联网作为接纳高比例可再生能源的有效方案,是我国推动能源革命的战略性选择.
能源互联网的建设不是基于现有的能源生产、消费模式和能源体制,而是要通过能源互联网这种能源技术革命,推动能源生产、消费、体制变革和能源结构的调整,有力地推动我国能源革命.
全面推动能源革命,不再是简单地增加能源供给、提高能源利用效率,而是需要通过全面的革命,建立一套全新的能源流动体系,形成能源应用的创新形式,建设一个基础设施智能化、生产消费互动化、信息流动充分化的能源互联网.能源革命将推动电力、石油等产业的结构重组以及公共事业企业的职能拆分,改变现有的产业结构与行业组织方式,催生出大量新兴的产业机会和经济增长点.通过广泛采用新能源、新型电力电子器件、新型储能材料、新一代互联网技术等,可实现能源网络与信息网络的深度融合,提升能源供应、消费环节间的互动能力和灵活性,大幅提升能源资产的利用率,解决可再生能源资源在传输和利用中的瓶颈,服务于国家能源安全的战略需求.
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