能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新北京霧霾治理模式

能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新北京霧霾治理模式

何繼江，清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院政策發(fā)展研究室主任、博士

發(fā)展新能源+電動(dòng)汽車運(yùn)行新模式，培育綠色能源靈活交易市場(chǎng)模式，都對(duì)北京霧霾治理產(chǎn)生良好效果。

即使河北完全不向北京輸送污染物，按照平均水平，北京的污染物水平也只能減少三分之一，本地產(chǎn)生的污染物足以造成嚴(yán)重的霧霾。

北京霾源主要來自本地

十月國慶節(jié)假期，本是秋高氣爽的季節(jié)，霧霾卻已經(jīng)籠罩京城，從10月初到12月4日，北京已經(jīng)經(jīng)歷了8次空氣重度污染過程。

2016年7月8日，環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃院發(fā)布2015年度全國PM2.5跨省輸送矩陣。2015年，北京PM2.5來源中，本地污染排放貢獻(xiàn)66%，其中，河北輸送占18%，天津、山東輸送分別占4%。這個(gè)數(shù)據(jù)殘酷地告訴我們，即使河北完全不向北京輸送污染物，按照平均水平，北京的污染物水平也只能減少三分之一，本地產(chǎn)生的污染物足以造成嚴(yán)重的霧霾。

北京市環(huán)科院副院長潘濤在總結(jié)閱兵藍(lán)時(shí)曾表示，北京本地PM2.5主要來源于兩類污染物，一個(gè)是氮氧化物，另一個(gè)是揮發(fā)性有機(jī)物(PM2.5的前提物)。這兩類污染物排放來源占第一位的都是移動(dòng)源，包括小客車、大貨車、渣土車等。

北京治霧霾需要能源革命

北京徹底治理霧霾需要能源革命，把化石能源造成的污染物排放減少到最小程度。這需要三大領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型，一是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，二是建筑用能轉(zhuǎn)型，三是交通用能轉(zhuǎn)型。

電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。北京的電力系統(tǒng)最大程度地接納可再生能源，北京市區(qū)域內(nèi)不再有化石能源電廠。目前需要突破的是，北京接納外部輸入的風(fēng)電光伏的能力要提高，二是北京市內(nèi)的風(fēng)電光伏，特別是分布式光伏要大力開發(fā)。

建筑用能轉(zhuǎn)型。城市和鄉(xiāng)村的建筑采暖主要依賴電力和各種可再生能源供熱。北京計(jì)劃到2017年實(shí)現(xiàn)城六區(qū)和通州、大興、房山等平原地區(qū)基本“無煤化”；到2020年實(shí)現(xiàn)全市平原地區(qū)基本“無煤化”，農(nóng)村使用散煤取暖的問題基本得到解決。四大燃?xì)鉄犭姀S和燃?xì)忮仩t在氮氧化物排放問題的解決需要控排技術(shù)的進(jìn)步，以及進(jìn)一步的電能替代（本文對(duì)此暫不做進(jìn)一步分析）。

交通用能轉(zhuǎn)型。即公交車輛和私人汽車基本替換為零排放汽車，普及電動(dòng)汽車和燃料電池汽車，淘汰燃油汽車。飛機(jī)燃油替代比較困難，目前可以先在機(jī)場(chǎng)推廣電能替代，下一步可以將生物燃油作為備選技術(shù)方案。

本文提出北京市交通用能轉(zhuǎn)型的行動(dòng)路線圖。

第一，淘汰燃油汽車，加快普及電動(dòng)汽車，發(fā)展燃料電池汽車。

建議北京2017年新增10萬輛汽車牌照中燃油汽車少于2萬輛，電動(dòng)汽車和其他新能源汽車8萬輛以上。

2020年北京市禁止燃油汽車上牌照。

2020年北京實(shí)行燃油汽車單雙號(hào)限行制，并通過不斷提高乘用車的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保稅強(qiáng)制淘汰排放較高的乘用車。

2030年，北京基本禁止燃油車上路行駛。

第二，電動(dòng)汽車與分布式光伏協(xié)同發(fā)展。

電動(dòng)汽車所使用電力的增量全部來自于分布式光伏等可再生能源。按500萬輛電動(dòng)汽車計(jì)算，每輛車每年用3000度電，總計(jì)150億度電量，這需要北京有13吉瓦的光伏為電動(dòng)汽車提供清潔電力。

2016年10月，2016(第四屆)節(jié)能與新能源汽車成果展在北京開幕，國內(nèi)外知名車企展示混合動(dòng)力汽車，純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車等新能源汽車，吸引觀眾眼球。黃寅英供圖

一部分分布式光伏安裝在北京市，另一部分以分布式光伏或集中光伏電站形式安裝在其他地區(qū)，通過綠電交易的形式為北京的電動(dòng)汽車充電。

第三，鼓勵(lì)車輛共享和低碳出行。

鼓勵(lì)電動(dòng)汽車、低速電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)踏板車均采用電子車牌，安裝物聯(lián)網(wǎng)芯片，接入互聯(lián)網(wǎng)，鼓勵(lì)車輛共享。

鼓勵(lì)城市公共自行車分享租賃，鼓勵(lì)摩拜單車等市場(chǎng)化企業(yè)依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展自行車分時(shí)租賃業(yè)務(wù)。

提倡自行車和步行優(yōu)先，城市道路中優(yōu)先建設(shè)自行車道。鼓勵(lì)建設(shè)自行車光伏廊道，提供遮陽避雨并且能發(fā)電的低碳出行道路。

北京應(yīng)盡快制定淘汰燃油汽車的時(shí)限。淘汰燃油汽車，并不是目前的替代技術(shù)已經(jīng)成熟，而且環(huán)境的目標(biāo)倒逼所要求的。

近期目標(biāo)是緩解嚴(yán)重霧霾，中期目標(biāo)是達(dá)到10微克/立方米的空氣質(zhì)量，遠(yuǎn)期目標(biāo)是《巴黎協(xié)定》所確定的2050—2100年實(shí)現(xiàn)溫室氣體近零排放，這三大目標(biāo)要求最終淘汰燃油汽車。

APEC藍(lán)和閱兵藍(lán)的單雙號(hào)限行舉行可以明顯緩解霧霾，其效果已經(jīng)得到確認(rèn)。但是我們的目標(biāo)并不是北京減少嚴(yán)重霧霾就可以了，第二階段目標(biāo)是PM2.5濃度達(dá)到世界衛(wèi)生組織(WHO)所提出的10微克/立方米的標(biāo)準(zhǔn)。

世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，PM2.5濃度小于10微克/立方米是安全值，在這個(gè)水平之上，總死亡率、心肺疾病死亡和肺癌的死亡率會(huì)增加（95%以上可信度）。我國PM2.5標(biāo)準(zhǔn)采用世界衛(wèi)生組織設(shè)定過渡期35微克/立方米的目標(biāo)。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求越來越高，我國將會(huì)采取10微克/立方米的目標(biāo)，那就要求包括燃油汽車在內(nèi)的各類污染源的排放控制在極低水平。

第三階段目標(biāo)是應(yīng)對(duì)全球氣候變化所提出的目標(biāo)，《巴黎協(xié)定》已經(jīng)于11月4日正式生效，這份文件明確在本世紀(jì)下半葉溫室氣體排放實(shí)現(xiàn)凈零排放。燃油汽車作為一種規(guī)?；奶寂欧旁?，將最終被淘汰。

能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新霧霾治理模式

2016年2月，國家發(fā)改委等三部分聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，該文件將“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源簡稱為能源互聯(lián)網(wǎng)，強(qiáng)調(diào)它是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，具有設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對(duì)稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放等主要特征。

該文件提供的思路有兩方面可以有效借鑒到北京的霧霾治理工作中。一是發(fā)展新能源+電動(dòng)汽車運(yùn)行新模式。充分利用風(fēng)能、太陽能等可再生能源資源，在城市、景區(qū)、高速公路等區(qū)域因地制宜建設(shè)新能源充放電站等基礎(chǔ)設(shè)施，提供電動(dòng)汽車充放電、換電等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與新能源的協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行。二是培育綠色能源靈活交易市場(chǎng)模式。建設(shè)基于互聯(lián)網(wǎng)的綠色能源靈活交易平臺(tái)，支持風(fēng)電、光伏、水電等綠色低碳能源與電力用戶之間實(shí)現(xiàn)直接交易。挖掘綠色能源的環(huán)保效益，打造相應(yīng)的能源衍生品，面向不同用戶群體提供差異化的綠色能源套餐。培育第三方運(yùn)維、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)能源服務(wù)等綠色能源生產(chǎn)、消費(fèi)和交易新業(yè)態(tài)。

2016年7月下旬，國家能源局發(fā)布國能科技[2016]200號(hào)文件《關(guān)于組織實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目的通知》。文件指出，能源互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)要“充分利用能源互聯(lián)網(wǎng)的可再生資源和通信功能，充分借鑒互聯(lián)網(wǎng)思維”，這可以概括為三個(gè)核心要素：可再生能源、通信功能、互聯(lián)網(wǎng)思維。文件提出了基于電動(dòng)汽車、靈活性資源、智慧用能、綠色能源靈活交易、行業(yè)融合等五種能源互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范的典型創(chuàng)新模式?；诰G色能源靈活交易的試點(diǎn)示范可以包括這樣一些創(chuàng)新：綠色能源的靈活自主平衡交易，實(shí)現(xiàn)分布式能源、分布式儲(chǔ)能主體，依托配電網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)交易平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與個(gè)人、家庭級(jí)各類微小用能主體間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)自主交易。探索開展綠色能源認(rèn)證、綠色貨幣、綠色證書等綠色能源新型商業(yè)模式。開展分布式光伏直供負(fù)荷試點(diǎn)，在商業(yè)電價(jià)較高地區(qū)，積極開展分布式電源微平衡交易試點(diǎn)，探索分布式光伏直供工商業(yè)或電動(dòng)汽車機(jī)制，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電“自發(fā)自用、余量交易”。

基于綠色能源靈活交易的能源互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范充分體現(xiàn)了可再生能源、通信和互聯(lián)網(wǎng)思維等三個(gè)要素，而且把以分布式光伏為主體的綠色能源靈活交易與電動(dòng)汽車協(xié)同發(fā)展將使北京治理霧霾產(chǎn)生重大效果。

按目前計(jì)劃，北京市2020年保有40萬輛電動(dòng)汽車，年用電量估計(jì)約12億千瓦時(shí)電量。北京地區(qū)安裝100萬千瓦的光伏就可以產(chǎn)生這么多的電量。通過綠色能源靈活交易體系和新能源+電動(dòng)汽車運(yùn)行新模式，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車所用增量電量均來自可再生能源，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車與可再生能源協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)北京的霧霾治理。

如果到2030年或稍后的將來，北京市有500萬輛電動(dòng)汽車，則需要1300萬千瓦的光伏為其提供電力。

人人參與綠色電力直接交易

北京市可以通過綠色電力直接交易方式促進(jìn)電動(dòng)汽車和分布式光伏協(xié)同發(fā)展，建議發(fā)動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的力量，促使每個(gè)市民能夠方便參與，為治理北京的霧霾做出自己的貢獻(xiàn)。建議北京市開展如下行動(dòng)：

對(duì)企事業(yè)單位實(shí)行綠電配額制，根據(jù)建設(shè)用地規(guī)模和能源消費(fèi)總量要求安裝光伏或購買綠電。

由北京市安排權(quán)威機(jī)構(gòu)，如北京市節(jié)能環(huán)保中心對(duì)北京的公共建筑的光伏裝機(jī)資源進(jìn)行排查統(tǒng)計(jì)，確定可安裝光伏的資源量。

浙江農(nóng)林大學(xué)的兩名學(xué)生，在太陽能垃圾桶邊給手機(jī)臨時(shí)充電。這個(gè)學(xué)期，浙江農(nóng)林大學(xué)在校園里安裝了多臺(tái)太陽能垃圾桶，集垃圾桶、回收廢電池、免費(fèi)給手機(jī)充電等功能于一體。

建設(shè)綠色電力開發(fā)和交易平臺(tái)組織開發(fā)公眾建筑的光伏，市民可以參與光伏眾籌購買光伏。

市民可以將其光伏所發(fā)電售給電網(wǎng)，領(lǐng)取售電收入和國家補(bǔ)貼，也可以直接交易方式出售給其他購電方。

市民、企事業(yè)單位或其他社會(huì)組織可以向電動(dòng)汽車等減排活動(dòng)捐贈(zèng)綠電。

第一，關(guān)于對(duì)重點(diǎn)用能單位的綠電配額制。

2015年12月16日，北京市政府發(fā)布了《關(guān)于調(diào)整〈北京市碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）〉重點(diǎn)排放單位范圍的通知》（京政發(fā)[2015]65號(hào)），根據(jù)此通知要求，重點(diǎn)碳排放單位范圍由之前的排放總量10000噸（含）調(diào)整為5000噸（含）。按目前統(tǒng)計(jì)，重點(diǎn)排放單位的數(shù)量為947家。本市行政區(qū)域內(nèi)年綜合能源消費(fèi)總量2000噸標(biāo)準(zhǔn)煤（含）以上的單位為報(bào)告單位，需在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)按照要求向市發(fā)展改革委提交上年度碳排放報(bào)告，其數(shù)量為582家。

如果對(duì)這些重點(diǎn)排放單位設(shè)計(jì)綠電配額制，要用其所用電力在2020年必須有5%來自綠電，可以自建光伏，也可通過綠電直接交易系統(tǒng)購買光伏等綠電。粗略估算，僅這些單位的綠電配額將超過30億千瓦度電量，可以支撐約100萬輛電動(dòng)汽車采用綠色電力。

第二，人人參與光伏眾籌。

企事業(yè)單位可以在單位的建設(shè)用地上自行建設(shè)分布式光伏，也可以將屋頂或其他適于建設(shè)分布式光伏的屋頂?shù)荣Y源放到綠電交易平臺(tái)上，以眾籌的方式鼓勵(lì)市民開發(fā)光伏。以一人購買一千瓦光伏進(jìn)行測(cè)算。投資成本目前大約7000元，采用“自發(fā)自發(fā)，余電交易”，北京市白天10—15點(diǎn)間的工商業(yè)的峰段電價(jià)約1.4元，國家每度電有0.42元的補(bǔ)貼，北京市對(duì)2015年至2019年間市域內(nèi)并網(wǎng)的分布式光伏項(xiàng)目給予0.3元/千瓦時(shí)市級(jí)補(bǔ)助，連續(xù)補(bǔ)助5年。這對(duì)于個(gè)人來講，其投資收益遠(yuǎn)高于目前的銀行存款利率。如果分布式光伏以眾籌方式向市民開放，將會(huì)成為市民的一個(gè)有保障的理財(cái)項(xiàng)目。這既有助于治理霧霾，又有較高的投資回報(bào)率，如果有100萬人各購買一千瓦光伏，總量就是100萬千瓦，所發(fā)電量可滿足40萬輛電動(dòng)汽車用電需求。

第三，北京是否有足夠的安裝分布式光伏的資源。

據(jù)有關(guān)部門測(cè)算，全市屋頂總面積約2億平方米。如果其中有一半適于安裝光伏，總量即可達(dá)到一千萬千瓦。

按照北京市土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年），到2020年，建設(shè)用地總規(guī)模為3817平方公里，其中城鄉(xiāng)建設(shè)用地總量近2700平方公里，交通和水利設(shè)施用地1117平方公里。未來隨著光伏支架等技術(shù)的發(fā)展，在水利設(shè)施、道路上方建筑光伏都將成為可能，各類露天的停車場(chǎng)都可建成光伏車棚。建設(shè)光伏的土地資源是足夠的。就電力系統(tǒng)而言，北京每年1000億度的用電量，幾十億或100多億度電的分布式光伏電量在其中比例很低，電力系統(tǒng)的消納能力是足夠的。

治理霧霾，是一場(chǎng)人民戰(zhàn)爭。

能源互聯(lián)網(wǎng)將廣泛發(fā)動(dòng)人民群眾，共同推進(jìn)能源革命。