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何繼江:能源網際網路是中國能源革命關鍵點

  • 發佈時間:2015-10-26 09:18:14  來源:經濟參考報  作者:張彬  責任編輯:吳起龍

  裏夫金認為,第三次工業革命是能源與網際網路結合引發的革命,未來,電力生産、配送和利用將從傳統集中式轉變為智慧化、分散式。數以億計的人將在自家屋頂、田間地頭生産出綠色能源,並在能源網際網路上相互交易。維持全球各地經濟運轉的能源將以接近零的邊際成本生産出來。

  發展能源網際網路,被視為我國提振經濟、推動轉型發展的重要著力點,在未來10年可能形成20萬億元産業規模。實現全球能源網際網路需要何種條件?發展能源網際網路對我國有何意義?面臨哪些困難?記者就相關問題採訪了清華大學能源網際網路創新研究院政策研究室主任何繼江。

  記者:您如何看待能源網際網路這一新概念?

  何繼江:能源網際網路是《第三次工業革命》作者傑裏米·裏夫金提出的一個新概念。在他的設計中,能源網際網路把網際網路技術與可再生能源相結合,將全球的電網變成能源共用網路,實現由集中式化石能源利用向分佈式可再生能源利用的轉變。

  裏夫金也論及洲際共用能源的可能性:“當地球的一半處於黑夜時,富餘的能源可以通過網際網路智慧地轉移到處於白晝的另一個半球。”在不少人認為裏夫金的理論是天方夜譚時,國家電網公司董事長劉振亞則計劃將其付諸實踐,他在2015年2月出版的新著《全球能源網際網路》中,為能源網際網路概念規劃了完整的全球藍圖。他展望,全球能源網際網路將依託先進的特高壓技術和智慧電網技術,形成連接北極地區風電、赤道地區太陽能發電和各洲大型可再生能源基地與主要負荷中心的跨國、跨洲、全球互聯泛在的堅強智慧電網,並計劃2050年形成全球互聯格局。

  記者:全球能源網際網路有何意義?

  何繼江:全球能源網際網路是個偉大的規劃,它不僅提出了中國的清潔能源解決方案,而且為世界貢獻了一套全球應對氣候變化的整體能源解決方案,從技術視角提供了一種可能。依託全球能源網際網路,全球各地的風能、太陽能、海洋能等可再生能源可以方便地輸送到全球各地的各類用戶,到2050年,清潔能源佔一次能源消費總量的80%左右,成為主導能源,此時全球能源碳排放僅為1990的50%左右,可以實現全球溫升控制在2攝氏度以內的目標。

  全球能源網際網路的意義還不僅在於遠距離輸送清潔能源,它還強調“國家泛在智慧電網適應風電、太陽能發電等間歇式電源以及各種分佈式電源的友好接入和各種用能設備即接即用,並與網際網路、物聯網、智慧移動終端相互融合”。這將使得清潔電源的發電行為、消費側的用電行為等資訊得到廣泛採集,這將對溫室氣體核算提供技術支撐,對於形成具有全球統一標準的碳減排MRV(可衡量、可報告、可驗證)提供了一種潛在的可能性。另一方面,分佈式發電和分佈式儲能依託能源網際網路實現了數據整合,它保障了分佈式減排項目數據的可採集性和真實性,大大降低了項目核證成本,使分佈式減排項目組合為CDM減排項目或中國的CCER減排項目提供了技術可能性,為繁榮碳市場乃至推進全球碳市場的建立提供了新的技術可行性。

  記者:全球能源網際網路的實現需要什麼條件?

  何繼江:對全球網際網路來説,其核心目標是以輸送清潔能源為主導。特高壓技術是國家電網近年來重要的技術創新成果,特高壓輸電技術和能源網際網路技術這兩項技術共同構成了全球能源網際網路的兩個基本點,兩者互不可缺。

  如果離開了能源網際網路技術,僅僅利用特高壓技術實現洲際聯網,只能被稱為全球特高壓電網;如果特高壓電網輸送的電力主要是大型燃煤發電廠發的電,而不是風電光伏等清潔能源,那它就與裏夫金所説的能源網際網路並無關係。真正的能源網際網路通過利用網際網路技術使可再生能源成為主導能源。用特高壓把全球的區域能源網際網路聯接起來,真正實現全球可再生能源的共用,就真正形成了全球能源網際網路。

  記者:當前,從技術角度來看,能源網際網路還面臨哪些瓶頸?

  何繼江:能源網際網路發展的核心目的是利用網際網路技術,促進以電力系統為核心的大能源網路內各類設備的資訊交互,實現能源生産與消耗的實時平衡。目前的特高壓項目已經顯現了洲際電能輸送的能力。但裏夫金所構想的洲際電網是輸送可再生能源,而目前的特高壓則是以輸送煤電為主、風光電為輔。要想通過特高壓對風電光伏進行遠距離傳輸,就需要依託網際網路技術配套遠距離、大容量的需求響應能力。這時,特高壓電網不僅是電能輸送載體,而是通過與網際網路、物聯網、智慧移動終端等相融合,成為我國未來的能源網際網路平臺,實現對清潔能源的大規模開發利用。

  海量分佈式設備的廣域協調和未來即插即用能夠實現雙向互動的分佈式儲能,能夠提供遠距離、大容量的需求側響應能力。大規模分佈式儲能裝備要想在全球能源網際網路中高效運作,最不可少的制度支撐是動態電價和全球電力市場。足夠大的峰谷電價差可以吸引投資者和普通家庭積極進入電力市場。依託發達的網際網路技術,消費者能夠根據實時電價自動調整用電消費行為和儲能設備的運作狀態。

  李克強總理在2015年政府工作報告中提出要制定“網際網路+”行動計劃。“網際網路+智慧能源”,國家能源局的文件中將其等同於能源網際網路。電改9號文已經發佈,“形成市場決定電價的機制”和“構建電力市場體系”將會逐步實現,這將落實李克強總理的“網際網路+”,推動中國能源網際網路的建設,推動中國乃至世界的能源革命。

  記者:能源網際網路對我國意味著什麼?在我國的能源結構變革中處於什麼地位?

  何繼江:我認為能源網際網路是中國能源革命的關鍵點。為了應對全球氣候變化的挑戰,世界能源發展必須進入以無碳化為核心內容的第三次能源變革時代。習近平總書記在2014年6月提出能源革命。能源革命必須要能夠解決中國的能源供給、空氣品質和氣候變化問題。

  中國能源生産的革命和能源消費的革命,到2050年應該能基本實現,目標是打造清潔、低碳、安全、可靠的能源系統,使化石能源在整個能源系統的比例降到最低,使可再生能源在能源消費中的比重大幅提高,逐步形成以可再生能源為主導的多元、低碳、安全的能源供應體系,實現能源節約、清潔能源替代、利用可再生能源充分結合的空間格局、産業結構、生産方式、生活方式。當前中國能源革命的核心是要推進能源的清潔替代,把當前以煤炭為主的高碳能源結構轉變為以可再生能源為主的低碳能源結構。

  能源網際網路作為接納高比例可再生能源的有效方案,是我國推動能源革命的戰略性選擇。

  能源網際網路的建設不是基於現有的能源生産、消費模式和能源體制,而是要通過能源網際網路這種能源技術革命,推動能源生産、消費、體制變革和能源結構的調整,有力地推動我國能源革命。

  全面推動能源革命,不再是簡單地增加能源供給、提高能源利用效率,而是需要通過全面的革命,建立一套全新的能源流動體系,形成能源應用的創新形式,建設一個基礎設施智慧化、生産消費互動化、資訊流動充分化的能源網際網路。能源革命將推動電力、石油等産業的結構重組以及公共事業企業的職能拆分,改變現有的産業結構與行業組織方式,催生出大量新興的産業機會和經濟增長點。通過廣泛採用新能源、新型電力電子器件、新型儲能材料、新一代網際網路技術等,可實現能源網路與資訊網路的深度融合,提升能源供應、消費環節間的互動能力和靈活性,大幅提升能源資産的利用率,解決可再生能源資源在傳輸和利用中的瓶頸,服務於國家能源安全的戰略需求。

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