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新形势下经济转型的产物:能源互联网

数读市场中国仪表网2015年09月02日 15:27人气:14086

  【中国仪表网 数读市场】旧的能源体制已严重束缚生产力的发展,在社会、经济、技术等多方共同作用下,能源体制改革得以施行。中国能源体制改革即将全面铺开,一个更为自由、平等、智慧、繁荣的能源市场将为分布式能源和能源互联网创造无限的发展空间。能源互联网代表着先进生产力和新形势下未来能源格局,必将成为中国经济转型和社会进步的重要推手。
  

  能源互联网代表着先进生产力和新形势下未来能源格局,必将成为中国经济转型和社会进步的重要推手。但旧的能源体制已严重束缚生产力的发展,现如今,在社会、经济、技术等多方共同作用下,能源体制改革得以施行。而新电改方案的出台将使智慧能源系统理念和技术有了与互联网技术进一步结合和实现成功应用的希望。
  
  今年3月发布的新电改方案——电改“9号文”,再次拉开沉寂十年的电力体制改革大幕。据悉,下半年油气市场化改革方案也将出台,这意味着中国能源体制改革即将全面铺开。一个更为自由、平等、智慧、繁荣的能源市场将为分布式能源和能源互联网创造无限的发展空间。
  
  当前“互联网+能源”正被广为关注,能源互联网顶层设计文件由国家能源局牵头、工信部等参与制定,6月,国家能源局在组织多次专家组筹备座谈会的基础上,正式确定了《能源互联网行动计划大纲》和12个支撑课题,预计在这些成果基础上起草的能源互联网行动计划大纲将在底前完成。
  
  今天的中国,旧的能源体制已严重束缚生产力的发展,在社会、经济、技术等多方共同作用下,能源体制改革得以施行;能源互联网代表着先进生产力和新形势下未来能源格局,必将成为中国经济转型和社会进步的重要推手。
  
  从美国、欧盟、日本等发达国家经验说起,上述发达国家的能源转型以及能源体制改革从二十世纪末就已开始陆续铺开。尽管各国社会情况及能源禀赋迥异,但无一不向着更加市场化、清洁化、智能化的方向发展。电网结构发展的趋势是:大力推进融合清洁能源及可再生能源的分布式电源建设,将一定容量的分布式电源、区域配电网及其所辖用户负荷构成一个个独立可控的微网系统,并通过智能电网将这些微网有机连接、集中调配控制,实现微网内及整个电网的平衡和最优化配置。在丹麦很早提出的细胞构架理论里,将微电网比喻为一个个的细胞,可再生能源的不稳定性尽量先在细胞内消化掉,然后与大电网形成互补关系。在这种理念的指导下,过去十多年里,微网及智能电网的研究及技术突飞猛进,分布式电源和可再生能源得到了惊人的增长。
  
  伴随分布式能源和可再生能源的发展,智能电网及微网技术日益成熟,其与互联网的结合日益紧密,虽未正式提出能源互联网概念,但已逐渐形成事实上的能源互联网。美国自科罗拉多州的波尔得在2008年完成智能电网第一期工程后,更多州开始试运行智能电网,IBM、谷歌、英特尔、思科、通用等巨头都加入其中,IBM将自己的软件和服务器应用到智能电网系统中,思科主攻连接计量器、转化器、数字化电站、发电厂之间的网络系统,谷歌开发出利用电表节约电费的应用软件。在欧洲,德国已在全国范围内建立起售电平台,售电商在2015年初已达到1000多家,可提供9000多种电力套餐,有的公司致力于开发新的定制化套餐(如工业电解铝套餐、小城市三口之家套餐等),有的公司为用户提供电力套餐搜索和筛选服务,此类分工已非常细致。
  
  在中国,过去十余年,电网强势垄断地位无法撼动。对于未来能源格局的设想,分布式能源等行业一直处于相对独立的艰苦探索与酝酿中。
  
  2002年,正值欧美日分布式能源发展如火如荼,恩耐特公司(英文名定为Beijing Energy - NetDe.Ltd.)在北京成立,恩耐特即能源互联网(Energy-Net)的译名。但当时对能源与互联网相结合的理解还比较浅,仅是希望利用互联网进行分布式能源站的远程监测和控制,从而减少运行人员,降低成本。
  
  2004年,美国能源部与中国国家能源局在交流会议上提出了奥运村建立分布式“能源公园(Energy Park)”的建议,方案结合了先进的天然气热电冷三联供技术、地源热泵技术、光伏技术、蓄能技术及分布式能源系统集成技术等。天然气分布式供能系统不仅通过对能源的梯级利用实现高效供能,还可以解决可再生能源不稳定、不连续的问题,这种理念在当时极具创新性。2008年,投资7000万元建设的北京南站项目引入了将天然气分布式供能、屋顶光伏和污水源热泵相结合的概念设计。2009年,瑞典环境科学院与恩耐特合作完成了由欧盟资助的对北京经济技术开发区(亦庄)东区能源机构进行优化研究的项目,共同提出了建设能源合作社(Energy Group:邻近企业根据各自的用能特点共同建设互补型分布式供能的共同体)和能源公社(Energy Community:将多个能源合作社进一步组合成能够实现全系统优化配置的区域共同体)的构想。由于当时电网公司对区域供电的垄断,开发区还暂时不能接受这种全新的概念。
  
  之后,“能源公园”和“能源公社”的理念和技术被进一步深化,最终被定名为“智慧能源系统”。该理念和技术广泛应用于天津中新生态城、青岛中德生态园、成都立体城、广州中新知识城等几十个区域项目的能源系统规划方案或可行性研究报告中,但目前尚无一个成功运行的项目。
  
  实现智慧能源系统的基本理念和条件是“能源系统的一体化、结构最优化和高智能化”。在当前能源体制改革的契机下,打破电网垄断,则可实现“一体化”,并最终达到“结构最优化和高智能化”。
  
  在以新的理念进行区域能源规划方面,2007年,作者对美国中西部平衡能源规划(BEP)的思想进行了充分研究并引入中国。
  
  传统能源规划是采用传统能源生产、转换和利用的方式去满足未来增长的能源需求;平衡能源规划的目标不仅是满足未来能源需求,还要寻求节能环保的最优化方案,充分考虑当地能源的特点和结合可再生能源、天然气分布式供能、总能系统等,是解决能源、环境、经济发展矛盾的重要途径。目前按这个思路为山西省、安徽铜陵等地做的分布能源规划已经得到了广泛认可,但由于能源体制等原因,这些规划暂时很难实施。
  
  在与实际结合的过程中,平衡能源规划方法被不断进行改进,发展成为综合能源规划方法,于2011年获得1项发明专利——“一种分布式能源整体规划优化的系统及其优化方法”。综合能源规划建立了以能流网络为基础的物理模型,采用了多目标粒子群全局演化算法,可以支持分布式能源系统的多目标优化设计。在2012年青岛中德生态园智慧能源系统规划方案里,智能化被引入能源规划,强调了互联网在能源规划中的意义。
  
  与此同时,近年来国内许多机构和学者开始研究“微网”、“智能电网”等技术。新奥集团的泛能网概念于2012年正式推出,这些技术与智慧能源系统一起,为能源互联网的发展奠定了基础。
  
  发展智慧能源系统及区域综合能源规划方法的过程,是对未来能源格局和发展方向认识越来越清晰和深刻的过程,但是它尚未与互联网技术紧密结合,对于能源市场仍然没有突破传统的从大到小,从产能到用户单向流动的模式,对分布式供能考虑最多的是它对实现能源梯级利用和节能环保的作用,对它在能源互联网中的作用尚缺少全面的认识。电改意见的出台将打破电力垄断,使智慧能源系统理念和技术有了与互联网技术进一步结合和实现成功应用的希望。
(本文来源:中国能源报转载请注明出处
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