加快我國能源互聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)的建議

伍愛群

（1.同濟(jì)大學(xué)；2.上海航天信息科技研究院）

深入貫徹新發(fā)展理念，打造清潔低碳、安全可靠、智能開放的能源互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建現(xiàn)代智慧能源體系，是“雙碳”目標(biāo)下我國能源電力行業(yè)實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要抓手。本文從我國發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的必要性和可行性出發(fā)，剖析了當(dāng)前我國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中存在的三方面短板，在此基礎(chǔ)上提出了推動能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的幾點對策建議。

能源是重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，能源安全是國家安全的重要組成部分，是關(guān)系社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題。我國力爭2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，是黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，事關(guān)中華民族的永續(xù)發(fā)展和人類命運共同體的構(gòu)建。深入貫徹新發(fā)展理念，打造清潔低碳、安全可靠、智能開放的能源互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建現(xiàn)代智慧能源體系，是能源電力行業(yè)肩負(fù)的時代使命。

一、發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)是我國能源轉(zhuǎn)型的必然選擇

“十四五”是碳達(dá)峰的關(guān)鍵期、窗口期。我國能源行業(yè)碳排放總量大、減排時間緊、歷史包袱重，亟需探索提出適合我國資源稟賦和資源利用特點的減排路徑。從資源稟賦看，我國風(fēng)能、太陽能等低碳能源較為豐富，但能量密度小、地域分布不均衡，需就地轉(zhuǎn)化為電能才能實現(xiàn)高效開發(fā)和優(yōu)化配置。從資源利用看，太陽能、風(fēng)能、水能等低碳能源具有波動性、隨機(jī)性、間歇性等特性，需通過能源網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，才能充分利用能源生產(chǎn)與用戶分布的時空差和價格差，提高能源供給的可靠性與經(jīng)濟(jì)性。從減排路徑看，達(dá)成“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)的窗口期非常有限，只有加快打造能源轉(zhuǎn)化和傳輸平臺，加速低碳能源開發(fā)和外送，大幅提升我國綠色低碳發(fā)展的速度和規(guī)模，才能有效降低全社會減排成本，加快實現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)。

構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)是充分適應(yīng)我國資源稟賦特征、加快推動能源低碳轉(zhuǎn)型的可行方案。在技術(shù)上，能源互聯(lián)網(wǎng)以智能電網(wǎng)為骨干，通過新能源、儲能、智能調(diào)控和多能轉(zhuǎn)換等技術(shù)，實現(xiàn)清潔能源廣泛接入與終端供能網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)通；以先進(jìn)信息網(wǎng)絡(luò)為紐帶，通過數(shù)字孿生、5G、“云大物移智鏈”、超算等數(shù)字信息技術(shù)對傳統(tǒng)能源系統(tǒng)進(jìn)行智慧賦能，實現(xiàn)能源的精準(zhǔn)配置和高效利用。在形態(tài)上，能源互聯(lián)網(wǎng)分層耦合、結(jié)構(gòu)靈活，實現(xiàn)大范圍資源優(yōu)化配置的廣域能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、就地就近實現(xiàn)分布式能源高效利用的局域能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、支撐能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效安全運行的高速信息網(wǎng)絡(luò)，都是能源互聯(lián)網(wǎng)的有機(jī)組成部分。在功能上，能源互聯(lián)網(wǎng)具有強(qiáng)大的資源配置能力，通過智能調(diào)度實現(xiàn)電力供給側(cè)和需求側(cè)的縱向靈活互動，通過電、氣、熱、冷綜合能源服務(wù)實現(xiàn)不同能源品類的橫向動態(tài)互補(bǔ)。需要特別指出的是，儲能技術(shù)的逐步成熟，為傳統(tǒng)能源體系帶來了革命性變化的契機(jī)。借助能源互聯(lián)網(wǎng)各節(jié)點廣泛存在的儲能系統(tǒng)，電力發(fā)、輸、供、用各環(huán)節(jié)不再受制于同時性約束，電力供應(yīng)與一次能源供給實現(xiàn)時空解耦，用能終端有望實現(xiàn)能源的瞬時調(diào)用與按需供應(yīng)，能源產(chǎn)供儲銷體系將發(fā)生深刻重構(gòu)，按照互聯(lián)網(wǎng)思維管理和改造能源系統(tǒng)成為可能?？梢哉f，儲能技術(shù)是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其規(guī)?；瘧?yīng)用將為新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建和“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)的實現(xiàn)提供堅實的支撐。

總體看來，能源互聯(lián)網(wǎng)能夠最大程度利用我國能源行業(yè)技術(shù)積累和創(chuàng)新成果，具備聯(lián)通多品類低碳能源生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)、暢通多時空尺度能源傳輸網(wǎng)絡(luò)、貫通電熱氣冷能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)等諸多優(yōu)勢，是智慧能源體系的重要組成部分，將在推動能源轉(zhuǎn)型、促進(jìn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)實現(xiàn)方面發(fā)揮重要作用，是當(dāng)前我國能源電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要方向。

二、能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展存在的主要短板弱項

近年來我國能源生產(chǎn)消費結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，資源配置能力顯著增強(qiáng)，信息感知與智能調(diào)控水平穩(wěn)步提升，能源互聯(lián)網(wǎng)已具備較好發(fā)展基礎(chǔ)?？傮w上看，能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展仍需補(bǔ)強(qiáng)安全供應(yīng)、智慧升級和市場機(jī)制三方面短板。

一是能源安全供應(yīng)方面的短板。首先，我國各能源品類豎井式發(fā)展格局已形成多年，煤、電、油、氣供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通不足，高峰時段甚至相互掣肘。例如：在民生領(lǐng)域，近年各地推進(jìn)的“煤改氣”取暖導(dǎo)致冬季電力生產(chǎn)頻頻遭遇“氣荒”；在工商業(yè)領(lǐng)域，大量使用電力取暖系統(tǒng)導(dǎo)致電力負(fù)荷超預(yù)期增長，全國多地被迫采取限電措施。其次，新能源規(guī)?；⒕W(wǎng)導(dǎo)致系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平下降。新能源的隨機(jī)性、波動性特性與經(jīng)濟(jì)社會對能源的剛性需求不匹配，現(xiàn)有能源體系在供需兩端都處于弱可調(diào)、硬匹配狀態(tài)，用能高峰時段新能源頂峰能力差，低谷時段消納存在困難，能源緊缺和棄風(fēng)棄光在不同時段交替出現(xiàn)。最后，儲能設(shè)施在能源系統(tǒng)中配建不足。雖然我國儲能系統(tǒng)近年來已取得快速發(fā)展，但整體規(guī)模和容量仍處于初級階段，尚不足以支撐利用互聯(lián)網(wǎng)思維改造能源體系的需要。

二是智慧轉(zhuǎn)型升級方面的短板。首先，能源互聯(lián)系統(tǒng)數(shù)字化感知、末端處理能力不足，尚未實現(xiàn)生產(chǎn)、傳輸、消費數(shù)據(jù)貫通，特別是在新能源規(guī)?；尤?、不同品類能源輸配網(wǎng)絡(luò)逐步融合階段，各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)孤島仍廣泛存在。其次，先進(jìn)信息化智能化技術(shù)在傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的應(yīng)用仍處于初級階段，能源數(shù)據(jù)價值未能充分體現(xiàn)，智能分析決策水平不高，與智慧能源體系個性化、互動化服務(wù)要求還存在較大差距。

三是市場機(jī)制設(shè)計方面的短板。首先，多元市場導(dǎo)致利益格局更加復(fù)雜。風(fēng)、光等新能源逐步成為市場主體，能源互聯(lián)網(wǎng)的市場格局、市場機(jī)制、交易方式等將被重塑，傳統(tǒng)能源生產(chǎn)者向能源輔助服務(wù)商轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)能源客戶從單純的消費者轉(zhuǎn)變?yōu)椤吧a(chǎn)者+消費者”，構(gòu)建多元主體互利共贏的市場機(jī)制，是能源互聯(lián)網(wǎng)長期健康發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。其次，目前不同能源市場相互割裂，各品類能源價格缺乏轉(zhuǎn)換媒介，價格信號難以推動各類能源協(xié)調(diào)發(fā)展。此外，如何通過市場手段有效調(diào)動海量網(wǎng)格化可調(diào)節(jié)資源、促進(jìn)市場參與者主動平衡能源供需矛盾，將是能源互聯(lián)網(wǎng)市場設(shè)計的關(guān)鍵。

三、推動能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的幾點建議

當(dāng)前，在“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)任務(wù)下，我國“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃和能源碳達(dá)峰碳中和實施方案正在緊鑼密鼓研究制定之中。綜合考慮當(dāng)前國際國內(nèi)能源發(fā)展形勢，建議將推動能源體系智慧升級、大力發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)作為能源轉(zhuǎn)型的重要方向，重點開展以下幾項工作。

一是大力推動能源技術(shù)革命，為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供技術(shù)支撐。加速信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)的深度融合，為傳統(tǒng)能源行業(yè)智慧升級、業(yè)態(tài)創(chuàng)新、服務(wù)拓展及生態(tài)構(gòu)建提供全新可能性。在能源生產(chǎn)方面，構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)中心，支撐清潔低碳能源安全聯(lián)通和消納暢通。在能源消費方面，基于用戶畫像等大數(shù)據(jù)技術(shù)靈活匯聚需求側(cè)資源，通過支撐綜合能源服務(wù)等新業(yè)態(tài)、新模式，賦予用戶更廣泛的消費選擇權(quán)，提升用戶聯(lián)網(wǎng)粘性。在儲能技術(shù)方面，拓寬儲能技術(shù)路線比選范圍，豐富儲能技術(shù)實踐應(yīng)用方案，大力推動微小型抽水蓄能等儲能技術(shù)廣泛應(yīng)用。在系統(tǒng)運行效率方面，基于“云大物移智鏈”的創(chuàng)新應(yīng)用，利用能源大數(shù)據(jù)、能量路由器、數(shù)據(jù)中臺等技術(shù)，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與能源電力系統(tǒng)深度融合，實現(xiàn)能源體系從差異化、松耦合向標(biāo)準(zhǔn)化、緊耦合轉(zhuǎn)變。在能源交易方面，探索采用區(qū)塊鏈、潮流追蹤等技術(shù)進(jìn)行點對點能量交易、綠證交易，實現(xiàn)電力市場交易模式創(chuàng)新，激發(fā)能源互聯(lián)網(wǎng)市場活力。

二是大力推進(jìn)能源體制改革，為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)創(chuàng)造良好政策環(huán)境。持續(xù)推進(jìn)相關(guān)行業(yè)體制機(jī)制改革創(chuàng)新，助力能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)模式創(chuàng)新。打破傳統(tǒng)能源行業(yè)“豎井”，統(tǒng)籌煤、電、油、氣等不同能源品種發(fā)展戰(zhàn)略，推動供電、供氣、供熱、供冷等能源基礎(chǔ)服務(wù)一體化審批，消除能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)行業(yè)壁壘。建立可再生能源與分布式能源并網(wǎng)快速通道，推動油氣管網(wǎng)無歧視向第三方開放，實現(xiàn)大用戶天然氣直供，激發(fā)能源互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式創(chuàng)新動力，降低終端用戶用能成本。

三是大力推進(jìn)試點示范，為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)探索路徑。將能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)明確為“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)下我國能源轉(zhuǎn)型方向之一，圍繞低碳能源互聯(lián)、智慧轉(zhuǎn)型升級、安全保障提升、健全市場機(jī)制等能源轉(zhuǎn)型重大課題，分領(lǐng)域、分階段開展能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)試點示范。在黃河流域和新疆能源富集區(qū)、長江經(jīng)濟(jì)帶上游等清潔能源富集地區(qū)，科學(xué)規(guī)劃布局一批以新能源為主的能源基地，通過示范工程引領(lǐng)低碳能源替代工程，促進(jìn)新能源高比例、高質(zhì)量、低成本互聯(lián)。在中東部負(fù)荷密集區(qū)，布局分散式能源就地開發(fā)利用及需求側(cè)響應(yīng)試點示范。因地制宜建設(shè)一批綜合能源服務(wù)試點項目，通過不同品類能源協(xié)調(diào)互補(bǔ)、優(yōu)化利用、融通聯(lián)供，有效提升終端能源利用效率。