深度|中国能源革命的目标与路径

2017-09-07 15:37:25 能源杂志　点击量：评论 (0)

能源革命与互联网+的深度融合必将催生能源互联网，掀起第三次工业革命的高潮。应该从能源新技术、能源新形式、能源新业态、能源新制度入手，以能源互联网为依托，全面推进能源革命，开启智慧能源的全新时代。2

3.2 能源互联网的关键技术

当前，能源互联网的信息流功能借助互联网技术已初步实现，能源流功能借助物流网技术也基本具备，面临的最大难题在于如何实现能量流的接入统一、转换及时、传输自由、存储方便、使用安全。实现上述目标，需要努力攻克和掌握以下六大类关键技术：

能源接口技术。能量的自由接入与接出，需要将其转换成能源互联网的统一形式，制定标准的能量信息格式，以提高流通效率。必须逐步完善能源互联网中各类型设备以及信息、数据、能量、能源接口标准以及信息传输协议，从而保证能源互联网中信息流、能量流与能源流的互联互通。

能源转换技术。能源互联网将化石能源、太阳能、风能、地热能、生物质能等各种形式的能源都汇聚融合在一个统一的网络平台中，必须大力发展能源转换技术，才能保证能够根据消费需求，将之即时转换为电、冷、热等方便、直接的能量形式。

能源传输技术。能源互联网必须建立强大的能源互通网络，以能源路由器、传感器等组成的物联网为基础，加上大数据、云计算的应用，实现能源互联网在时间、空间上的三维自由传输。现阶段的能源传输受距离限制成为能源发展的瓶颈，必须大力发展能量大规模传输、双向传输、无线传输等技术，解除地域或环境限制。

能源存储技术。能源互联网的重要目标是解决风能、太阳能等可再生能源的随机性、波动性、间歇性问题，形成友好型电源与电网关系，能源存储技术是能源互联网功能能否实现的关键支撑技术。必须大力发展压缩空气储能、电化学储能、超导磁储能等新兴储能技术以及钠硫电池、液流电池、锂离子电池、超级电容器、飞轮等储能设备和产品。

能源平衡技术。能源互联网要在全网范围内，完成不同地区、不同种类、不同形式能源并网和能源离网的优化平衡，必须大力建设能源路由器等能源平衡技术。通过高效的传输装置、转换装置、路由装置等，实现能源高效低耗的最优传输和调配，这也是能源互联网的基本功能要求。如通过能源IP地址实现大电网、微电网之间的对接，从而使大电网与微电网、微电网之间的稳定能量传输成为可能，彻底改变供需结构，实现能量双向传输。

能源安全技术。能源互联网必须保证信息流、能量流、能源流在各个环节中的安全，必须要针对节点异质、链路异构、网络拓扑复杂、容易遭受攻击的特性，积极研究网络安全接入以及网络安全防护等各种关键技术，增强能源互联网抗风险、抗攻击、抗故障的自防自纠自愈能力。

3.3 能源互联网的实施步骤

能源产业天然具有互联网的初级形态，油气管网具备简单原始的网状结构，电力网络也已初具能量传输体系，而广泛使用的互联网也已经实现了各种信息的流动。下一步需要解决的，是如何在传统网络基础上，实现信息流、能量流、能源流“三流合一”，让流动更畅通、范围更广泛、生产更清洁、使用更便利。整体来看，能源互联网的推进方式，应当是从小规模到大范围，从简单到复杂，从实验到示范，再到成熟推广。

夯实基础阶段。联接电器、汽车、电脑、手机、供暖、分布式能源等各种能源终端设备，不断扩充能源互联网节点，汇总各级各类节点信息，建设能源大数据，运用能源云计算，初步实现能源互联网的信息流功能。提高电网智能化水平，将各种能源大部分转化为能够直接利用的能量如电力、热能等，初步实现能量流功能。夯实能源物联网，提高直接使用的石油、天然气、煤炭等物流使用效率，初步实现能源流功能。在这一阶段，能源互联网的建设目标是争取具备信息流、能量流和能源流的初级功能。

持续推进阶段。在信息流、能量流、能源流都实现初级互联的基础上，再进一步与“人”联接，以人为中心，从人的需求出发，用大数据、云计算技术，使用户、能源、设备之间实时交互交流，每一时刻每一环节的信息数据即时传输、即时分析，保证科学供给、动态调配、合理消费，在此基础上逐步形成多层次、多功能的能源互联网。同时，在新制度保障下，在各个环节和节点增加技术措施，不断强化互联网与能源之间的高效联动，实现能源互联网产业化，从而进一步促进能源新技术、新形式、新业态的形成。

充实完善阶段。高度实现能源开发利用的清洁化和低碳化、分布式与自主性。在能源互联网体系下，能源完全以人为本，全过程智能可控，运行效率大幅提高，能源的清洁低碳需求也将获得极大的尊重。在能源开发、传输、转化和消费过程中逐步引入拟人脑智慧功能，逐渐过渡到智慧能源的高级阶段。

4从能源互联网到智慧能源

“互联网+”时代，为推动能源革命提供了难得的历史机遇。能源互联网的初步建成将成为能源革命取得实质进展的重要标志，表明能源革命与信息技术及工业技术深度融合并走向成熟。同时，能源形式的改进更替与文明形态的演进转型紧密关联，能源革命的最终目标就是要顺应文明形态转型的要求，构建一种从自然到自动，从智能到智慧的全新能源形式。在能源互联网形成与发展过程中，人类的能源形式将逐步由大规模、集中式的化石能源向微型化、分散式、智能化的可再生能源过渡，人类社会的文明形态也将逐步由信息文明向生态文明转型。

要让能源的全产业全环节都充满智慧，打造能源互联网是当前能源革命要迈出的第一步，也是进入智慧能源新纪元的重要里程碑。可以预见，随着能源互联网的不断发展和能源革命的不断推进，能源技术不断突破，能源制度不断完善，各类技术、制度将与能源完美融合于一体，能源互联网不仅可以满足清洁、安全、经济、高效和持续要求，而且也必将遵循人类文明演进的新趋势和新要求，逐渐“进化”出自组织、自检查、自优化、自适应等类似于人类大脑的强大智慧功能，开启智慧能源的全新时代。

作者：

刘建平，国家能源局发展规划司;

杨健，河北大学经济学院;

刘涛，清华大学能源互联网创新研究院;

陈铮，电力规划设计总院。