能源互联网是中国能源革命的关键要素。
里夫金认为,第三次工业革命由能源与互联网的融合驱动;未来,电力的生产、分配和消费将从传统的集中式模式转向智能、分散的模式。数以亿计的人们将在屋顶和田野中生产绿色能源,并通过能源互联网相互交易。全球经济的动力将接近零边际成本地产生。
发展能源互联网被视为我国提振经济、推动转型增长的关键战略重点,有望在未来十年创造价值20万亿元的产业。实现全球能源互联网需要哪些条件?对我国发展能源互联网有何意义,前方又面临哪些挑战?记者采访了清华大学能源互联网创新研究院政策研究室主任贺继刚,就这些问题进行了探讨。
记者:您如何看待“能源互联网”这一新概念?
贺继刚:能源互联网是《第三次工业革命》作者杰里米·里夫金提出的概念。在他的愿景中,能源互联网将互联网技术与可再生能源相结合,将全球电网转变为能源共享网络,并推动从集中式化石燃料利用向分布式可再生能源使用的转变。
里夫金还讨论了洲际能源共享的可能性:“当地球的一半处于黑暗中时,多余的能源可以通过互联网智能传输到处于白天的另一半球。”尽管许多人认为里夫金的理论过于幻想,但国家电网公司董事长刘振亚已计划将其付诸实践;在他2015年2月出版的新书《全球……》即《全球能源互联网》中,阐述了能源互联概念的全面全球蓝图。该蓝图设想建立一个强大、智能且全球互联的电网——跨越国家和大陆——依靠先进的特高压(UHV)和智能电网技术。该电网将北极的风能、赤道地区的太阳能以及各大洲的大型可再生能源基地连接到主要负荷中心,目标是在2050年前建立全球互联系统。
记者:全球能源互联的意义何在?
贺继刚:全球能源互联是一项宏伟的倡议。它不仅为中国提出了清洁能源解决方案,也为世界应对气候变化贡献了全面的能源战略,从技术角度提供了切实可行的可能性。通过这种互联,风能、太阳能和海洋能等可再生能源可以高效地传输给全球各地的不同用户。预计到2050年,清洁能源将占一次能源总消费的约80%,成为主导能源;届时,全球碳排放量将仅为1990年水平的一半左右,从而实现将全球温升控制在2摄氏度以内的目标。
全球能源互联的意义不仅在于清洁能源的远距离传输。它还强调构建一个无处不在的国家智能电网,能够无缝整合间歇性电源(如风能和太阳能)以及各种分布式能源资源,同时允许耗能设备即时连接和运行。此外,它涉及电网与互联网、物联网(IoT)和智能移动终端的融合。这将实现对清洁电力生产和消费模式的广泛数据采集,从而[促进]温室气体的核算……提供技术支持,为建立全球统一的碳减排MRV(可测量、可报告、可核查)标准提供了潜在路径。另一方面,分布式发电和分布式储能通过能源互联网实现数据集成;这确保了分布式减排项目数据的可采集性和真实性,大幅降低了项目核实成本,并创造了将分布式项目聚合为CDM或中国CCER减排项目的技术可能性——从而为推动碳市场乃至建立全球碳市场提供了新的技术可行性。
记者:实现全球能源互联网需要哪些条件?
贺继刚:对于全球能源互联网,核心目标是优先传输清洁能源。特高压(UHV)技术是国家电网近年来取得的一项重大技术创新;特高压输电技术和能源互联网技术共同构成了全球能源互联网的两大支柱——缺一不可。
如果没有能源互联网技术,仅使用特高压技术实现洲际电网互联,结果只会是全球特高压电网。如果此类电网传输的电力主要来自大型燃煤电厂而非风能或太阳能等清洁能源,则与杰里米·里夫金描述的能源互联网概念无关。真正的能源互联网利用互联网技术使可再生能源成为主导能源。通过特高压技术连接全球的区域能源互联网,真正实现全球可再生能源的共享,全球能源互联网才得以真正形成。
记者:目前,从……从技术角度看,能源互联网仍面临哪些瓶颈?
贺继刚:发展能源互联网的核心目标是利用互联网技术在以电力系统为中心的庞大能源网络中促进各种设备之间的信息交换,从而实现能源生产与消费的实时平衡。目前的特高压(UHV)项目已经展示了洲际电力传输的能力。然而,虽然杰里米·里夫金设想的洲际电网侧重于传输可再生能源,但目前的特高压系统主要传输燃煤电力,辅以风能和太阳能。要通过特高压远距离传输风能和太阳能,必须利用互联网技术支持远距离、大容量需求响应能力。在此背景下,特高压电网不仅仅作为电力传输的媒介;通过与互联网、物联网(IoT)和智能移动终端的集成,它演变为我国未来的能源互联网平台,从而实现清洁能源的大规模开发和利用。
大规模分布式设备的广域协调,结合未来具备双向交互能力的“即插即用”分布式储能系统,可以提供远距离、大容量的需求侧响应能力。要使大规模分布式储能设备在全球能源互联网中高效运行,动态定价和全球电力市场是必不可少的制度支持。峰谷之间足够大的价差可以激励投资者和普通家庭积极参与电力市场。利用先进的互联网技术,消费者可以根据实时电价自动调整其用电模式和储能设备的运行状态。
在2015年的《政府工作报告》中,李克强总理提出了制定“互联网+”行动计划。“互联网+智慧能源”……国家能源局的相关文件将其等同于“能源互联网”。随着电力体制改革“9号文”的发布,“建立市场决定电价的机制”和“构建电力市场体系”的目标将逐步实现。这将落实李克强总理的“互联网+”倡议,推动我国能源互联网的发展,并推动中国和全球的能源革命。
记者:能源互联网对我国意味着什么?它在国家能源结构转型中扮演什么角色?
贺继刚:我认为能源互联网是中国能源革命的关键要素。为应对全球气候变化的挑战,全球能源发展必须进入以去碳化为核心的“第三次能源革命”时代。习近平主席于2014年6月提出了能源革命。这场革命必须有效解决我国能源供应、空气质量和气候变化等问题。
中国的能源生产和消费革命应大致在2050年前实现。目标是创建一个清洁、低碳、安全、可靠的能源系统,最大限度地减少化石燃料的比重,显著增加可再生能源在消费中的比例,并逐步建立以可再生能源为主导的多元化、低碳、安全的供应体系。这需要培育充分整合节能、清洁能源替代和可再生能源利用的空间格局、产业结构、生产方式和生活方式。目前,中国能源革命的核心是推动向清洁能源……清洁替代的转变,将当前以煤炭为主的高碳能源结构转变为中心以可再生能源为主的低碳结构。
作为整合高比例可再生能源的有效解决方案,能源互联网代表了推进我国能源革命的战略选择。
能源互联网的发展不仅仅是现有能源生产、消费模式和制度框架的延伸;相反,它作为一种技术革命,推动了生产、消费和制度结构的系统性变革,以及能源结构的调整,从而有力地推动我国的能源革命。
全面推进能源革命不仅仅是增加供应或提高效率;它需要进行整体转型,以建立全新的能源流动系统和创新的能源应用模式。目标是构建具有智能基础设施、交互式生产和消费以及无缝信息流的能源互联网。这场革命将推动电力和石油等行业的结构性重组,以及公用事业企业的功能拆分;它将重塑现有的产业结构和组织模式,催生众多新兴工业机会和新的经济增长点。通过新能源、先进电力电子、新型储能材料和下一代互联网技术的广泛应用,可以实现能源网络与信息网络的深度融合。这种整合增强了能源供需之间的互动性和灵活性,显著提高了能源资产的利用率,解决了可再生能源传输和利用的瓶颈,服务于国家能源安全的战略需求。
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