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能源互联网推动下能源变革走向何方

http://www.freshpower.cn 2015-12-4 13:19:54

     一、能源变革的原因

 

   当前,能源革命正在深入推进。能源变革是能源革命的重要组成部分,值得广泛关注。

 

   当前,我国在能源领域面临着多方挑战。特别是进入本世纪后,能源消费增长迅速,能源消费总量从2000年不足14亿吨标准煤,增长到2014年的38.4亿吨标准煤,虽然近年来增长率有所下降,但过去15年的年平均增长率依然达到7.4%。按照这种趋势,未来我国能源消费量将超过社会的承载能力。同时,我国的能源结构仍然以煤炭为主,不符合当前国际能源的多元化、低碳化发展趋势,而目前清洁能源的消纳又存在诸多限制。这给我们的环境带来了一系列的问题,给我国节能减排目标造成了不小的挑战,大气污染、雾霾等困局难以破解。因此,能源领域从生产到消费的重大变革势在必行。

 

   二、能源变革的关键点

 

   能源变革应该着眼全局,统筹兼顾,摒弃“点式改革”的传统思路,寻求能源领域从能源体制、能源技术到能源生产供应,再到能源消费的多方面、多维度、多环节的“链式改革”,从而保障能源变革的整体性、全面性和系统性。

 

   当然,从变革的作用和解决实际问题的效率角度来看,对于能源变革的每个环节,都不能要求面面俱到、全面覆盖,而是应该有轻有重、有先有后、有缓有急,都要突出变革的关键点。

 

   能源体制变革的关键点

 

   能源体制变革的关键在于协调好市场和政府“两只手”的作用,既要构建有序竞争的市场体系,又要转变政府监管方式,突出政府监管的高度、广度、深度、效度(“政府监管的四个维度”内涵详见《关于售电侧市场化改革的若干关键问题分析》)。对于这一关键点,目前最直接的就是进一步做好深化电力体制改革相关工作。

 

   能源技术变革的关键点

 

   未来随着可再生能源发电并网比例的持续增加,电力系统的双侧随机性特征会更加明显,而供需两侧的随机性和波动性给传统电力系统带来了很大挑战。这就要求我们在能源技术变革中重点关注新能源电力系统技术(包括多能源互补与源网协同技术、柔性输送电技术、主动配电网技术等),并利用创新需求响应技术充分挖掘需求侧资源,实现促进可再生能源发电消纳、平抑系统双侧随机性、提高能源利用效率等目标。同时,随着“以电力系统为核心,集中式以及分布式可再生能源为主要能量单元,依托实时高速的双向信息数据交互技术,涵盖煤炭、石油、天然气以及公路和铁路运输等多类型多形态网络系统的新型能源供用体系”逐步形成,能源互联网相关技术将成为能源技术变革中的核心,也是能源变革的重要支撑。

 

   能源生产和供应体系变革的关键点

 

   一方面,要借助信息交互技术、大数据技术、自动控制技术等来实现能源生产、供应环节的信息对接和生产智能化,加强设备状态检测和机组出力预测,进而促进清洁能源经济有效地消纳;另一方面,要开展综合资源规划,对不同类型、不同区域、不同特点的多种能源进行协同规划和优化配置,建立多元能源供应体系。

 

   能源消费变革的关键点

 

   未来能源消费的意义不仅仅体现在获取物理能量本身,还表现在所展现出的服务价值。随着经济社会的快速发展和技术水平不断提高,电力用户的用能需求呈现出多样化、个性化特点。因此,能源消费变革必须关注“四个用能”,即高效化的用能效率、个性化的用能方式、智能化的用能技术、多元化的用能选择。

 

   三、能源变革目前面临的问题

 

   能源变革问题已经讨论了很长时间,主要围绕着如何促进清洁能源高效消纳、怎样实现多种能源互补和源网荷储协调等问题,然而至今未有定论。当前电力体制改革的走向、十三五能源规划的走向都处在关键时刻,这些问题如果再不明确,中国未来能源的可持续发展、节能减排等方面的目标都将难以实现。

 

   如前所述,能源变革相对于能源革命更加贴近当下。它既要实现中长期的大目标,更要考虑近期我国特殊国情下亟待解决的实际问题。就当前而言,能源变革所面临的问题主要表现在三个方面,即清洁能源高效消纳问题、燃煤发电的定位问题以及终端能源消费模式问题。

 

   1 清洁能源消纳问题。近年来,在政策和市场环境的共同推动下,我国可再生能源发电发展迅速,政府和行业企业采取多项措施来促进消纳,但西南基地“弃水”和 “三北”基地“弃风”、“弃光”问题仍然比较严重。主要表现在:(1)“西南”基地和“三北”基地就地消纳能力有限;(2)可再生能源外送困难;(3)可再生能源发电所需要的调峰电源不配套;(4)可再生能源电力补贴资金缺口以及可再生能源电价附加压力较大。然而,目前可再生能源的规划,尤其是风电和太阳能发电的规划更多地是以自然资源论来确定,对于消纳市场在哪儿、怎么上网、如何消纳等问题考虑不足。如果在能源变革、电力体制改革以及十三五能源规划中,不能很好的解决这个问题,那么我国能源革命的目标就很难实现。

 

   2燃煤发电定位问题。一方面,随着经济发展进入新常态,电力需求放缓,我国发电机组利用小时将呈下降态势;同时,国家为防治大气污染而严格控制煤炭消费(东部已实行煤炭减量替代政策),环境治理力度加大。另一方面,据统计,已核准和发路条火电项目的发电能力已超过“十三五”新增电力需求。上述两种不匹配的情况,使得煤电定位模糊化。煤电是实现近零排放之后继续上大容量担任基荷?还是要上具有调峰能力的合适容量的燃煤发电机组来支撑大规模风电和光伏发电多发满发?未来的电源结构中煤电应该处于什么位置?这些问题不解决,中国能源变革、能源结构转型的方向恐怕难以明确,甚至存在走偏的风险。

 

   3能源消费模式问题。我国传统电力发展基本遵循“扩张保供”的思路,单纯增加发电装机和输配电容量来满足日益增长的用电需求。在这种模式下,能源消费方式单一,需求侧资源的作用没有体现。近年来,随着市场化改革的推进以及需求响应技术、能源互联网技术等新兴技术的不断革新,需求侧可以挖掘的潜在资源也越来越多。然而,当前存在的问题是:1)尚未形成多元化的终端能源消费模式,缺少市场手段来充分挖掘需求侧资源;2)缺乏需求响应技术平台,无法实现用户自由选择能源种类和能源供应商。上述问题也是实现前文所提的“用能效率高效化、用能方式个性化、用能技术智能化、用能选择多元化”能源变革目标的最大障碍之一。

 

   四、能源变革的着力点

 

   能源变革要想快速、有序、良性的实现变革目标,并解决好上述三个亟待解决的实际问题,需要依托“一软一硬”两个平台,作为着力点。软平台是指当前正在进行的电力体制改革和十三五规划,主要在市场机制设计、政策引导等方面给能源变革提供重要支撑。硬平台则是指能源互联网技术,主要提供多方面的技术支撑。

 

   1、电力体制改革和十三五规划是能源变革的软平台电力体制改革和十三五规划是能源变革的软平台,是推进能源变革的重要着力点之一。所谓软平台就是要为能源变革创造外部环境,包括市场环境、政策环境、社会环境等。具体来说,就是要针对实际问题,在进行相关机制设计和政策制定时聚焦矛盾、突出重点。

 

  在电力体制改革方面,要加快市场化改革进程,建立健全电力辅助服务市场以及容量市场,让燃煤发电从辅助服务市场上“挣大钱”,而在电能市场上只能“挣小钱”,并凸显需求响应资源的潜在价值,从而实现电力市场中多种能源、资源间的功能互补和价值匹配,为能源变革提供所需的市场环境。

 

   在十三五能源规划方面,要强化能源统一规划,通过合理安排清洁能源发电与传统燃煤发电的组合优化,基于最大限度利用清洁能源的基本目标来配备燃煤发电机组的调峰容量,利用传统化石能源发电的可调控性、灵活性来弥补清洁能源的间歇性、波动性,从而促进清洁能源电力的高效消纳。

 

   2、能源互联网是能源变革的硬平台能源互联网是能源变革的重要支撑技术,将促进能源行业新技术、新商业模式的发展,从而实现能源的清洁、高效、安全、便捷、可持续利用。对此,我们对能源互联网做了如下定义:能源互联网是以电力系统为核心和纽带,构建的多类型能源互联网络,利用互联网思维和技术改造能源行业,能够实现横向多源互补,纵向源---储协调的,能源与信息高度融合的新型能源利用体系。它具有两大基本特征,即横向多源互补、纵向源网荷储协调。

 

   “横向多源互补”

 

   是指电力系统、煤炭、石油系统、供热系统、天然气供应系统等多种能源资源系统之间的互补协调,突出强调各类能源之间的“可替代性”;

 

   “纵向源网荷储协调”

 

   是指要实现能源资源的开发利用和资源运输网络、能量传输网络之间的相互协调,使电力需求侧管理进一步扩大化成为全能源领域的“综合用能管理”。

 

   基于上述定义和特征,能源互联网作为硬平台能够给与能源变革的支撑包括但不限于以下4个方面:

 

   (1)能源互联网可以支持能源生产和供应模式的多元化,助力各类型分布式可再生电源、储能设备、电动汽车以及其他可控负荷之间的协调优化控制;

 

   (2)能源互联网可同时实现能源系统中局部系统的微平衡和局部系统直接的关联平衡,从而促进广域内电力资源的协调互补和优化配置,使得能源市场的互联范围和交易范围实现突破;

 

   (3)能源互联网支持能源消费终端中各种能源形式的优化配置和互联互通,从而催生出多种能源消费模式和商业模式,实现能源消费市场的重要变革,即从单一的“能量消费”转变为“能量消费”和“服务消费”紧密结合的复合消费;

 

     (4)能源互联网可以为各参与主体进入能源市场提供平等公开的接入通道和信息交互平台。 (来源:国内电力网)




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