中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的命脈，事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的全局。互聯(lián)網(wǎng)與能源融合是重塑全球能源競(jìng)爭(zhēng)新格局的重要契機(jī)，也是實(shí)現(xiàn)能源綠色可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求，是推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的強(qiáng)勁引擎。
互聯(lián)網(wǎng)助推能源革命
國(guó)務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》要求能源從生產(chǎn)、運(yùn)輸、消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)，與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行深度融合，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)到消費(fèi)的全方位變革，對(duì)我國(guó)能源發(fā)展具有重大意義?；ヂ?lián)網(wǎng)對(duì)解決能源利用效率不高、供需不匹配、產(chǎn)業(yè)活力不足等問題提供了必要的技術(shù)支撐。
（一）適應(yīng)全球能源發(fā)展環(huán)境和發(fā)展模式變化的戰(zhàn)略抉擇。
當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源需求日趨增加，要素和環(huán)境約束趨緊，高耗能高污染的生產(chǎn)和消費(fèi)對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，環(huán)境承載能力接近極限，傳統(tǒng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)模式難以為繼，全球能源發(fā)展方式需要從粗放式發(fā)展向可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)變。我國(guó)是全球霧霾影響最嚴(yán)重、溫室氣體排放最多的國(guó)家，面臨的調(diào)整結(jié)構(gòu)、提高能效、改善環(huán)境和保障能源安全的壓力進(jìn)一步增加，形勢(shì)極其緊迫?；ヂ?lián)網(wǎng)為能源轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了技術(shù)支撐，從生產(chǎn)、傳輸、消費(fèi)各環(huán)節(jié)進(jìn)行變革，順應(yīng)了能源發(fā)展的趨勢(shì)。
（二）解決我國(guó)能源總量和能源結(jié)構(gòu)問題的重要手段。
我國(guó)能源發(fā)展面臨總量失衡、結(jié)構(gòu)矛盾、效率偏低、體制障礙等一系列問題，矛盾突出，形勢(shì)非常緊迫。第一，能源供需總量失衡，對(duì)外依存度高。我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量均為全球第一，石油對(duì)外依存度已超過60%，天然氣對(duì)外依存度超過30%。第二，能源結(jié)構(gòu)性矛盾突出，我國(guó)能源以煤炭為主，占比高達(dá)64.2%，比世界平均水平高出32個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)，可再生能源利用率偏低，棄水、棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，2014年，我國(guó)非化石能源占一次能源消費(fèi)比重僅為11.1%，而美國(guó)已經(jīng)達(dá)到14.3%，德國(guó)更是高達(dá)25.8%。第三，能源利用效率偏低，2013年我國(guó)單位GDP能耗是世界平均水平的1.8倍，是美國(guó)的2.3倍，日本的3.8倍。第四，市場(chǎng)化機(jī)制不足，目前能源價(jià)格是以政府定價(jià)為主，市場(chǎng)化定價(jià)機(jī)制尚未形成，供需難以有效對(duì)接，能源產(chǎn)業(yè)活力沒有釋放。互聯(lián)網(wǎng)與能源融合，一方面可以基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行能源監(jiān)測(cè)、調(diào)度和管理，提高可再生能源的入網(wǎng)比例，實(shí)現(xiàn)供能方式多元化，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；另一方面可以基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行能源的公平交易、高效管理和精準(zhǔn)服務(wù)，促使供需對(duì)接，實(shí)現(xiàn)能源按需流動(dòng)，促進(jìn)資源的節(jié)約和高效利用，降低能源消耗總量。
（三）能源體制機(jī)制市場(chǎng)化改革的突破口。
當(dāng)前能源領(lǐng)域市場(chǎng)化不足，價(jià)格關(guān)系沒有理順，市場(chǎng)化定價(jià)機(jī)制尚未完全形成。現(xiàn)行電價(jià)管理仍以政府定價(jià)為主，電價(jià)調(diào)整往往滯后于成本變化，難以及時(shí)并合理反映用電成本、市場(chǎng)供求狀況、資源稀缺程度和環(huán)境保護(hù)支出。售電側(cè)有效競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制尚未建立，發(fā)電企業(yè)和用戶之間市場(chǎng)交易有限。2014年，國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》，提出要重點(diǎn)發(fā)展清潔能源，推進(jìn)電力體制改革。2015年3月，國(guó)務(wù)院發(fā)布9號(hào)文《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》提出，要放開管制、打破壟斷，實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)和售電側(cè)的主體多元化。系列文件的出臺(tái)標(biāo)志著我國(guó)能源體制機(jī)制改革正跨入歷史新起點(diǎn)，“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”將是能源體制機(jī)制市場(chǎng)化的突破口。搭建基于互聯(lián)網(wǎng)的能源交易平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能源市場(chǎng)主體多元化，能源價(jià)格通過協(xié)商、市場(chǎng)競(jìng)價(jià)等方式自主確定。
“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”聚焦四大方向
“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”行動(dòng)的重點(diǎn)任務(wù)可以概括為四個(gè)“新”：一是打造能源生產(chǎn)新手段，二是建設(shè)分布式能源新網(wǎng)絡(luò)，三是探索能源消費(fèi)新模式，四是統(tǒng)籌部署電網(wǎng)和通信網(wǎng)深度融合的新基礎(chǔ)設(shè)施。
（一）打造能源生產(chǎn)新手段，實(shí)現(xiàn)能源高效智能生產(chǎn)。
能源產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)信息共享不足，一些地區(qū)電廠生產(chǎn)與電網(wǎng)規(guī)劃信息不共享，導(dǎo)致電廠生產(chǎn)能力超過電網(wǎng)輸送能力，出現(xiàn)窩電現(xiàn)象。因此“指導(dǎo)意見”提出要“建立能源生產(chǎn)運(yùn)行的監(jiān)測(cè)、管理和調(diào)度信息公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)能源產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的信息對(duì)接?！蓖ㄟ^建立基于互聯(lián)網(wǎng)的能源生產(chǎn)調(diào)度信息公共平臺(tái)，可促進(jìn)電廠之間、電廠與電網(wǎng)信息對(duì)接，有效支撐電廠生產(chǎn)和電網(wǎng)規(guī)劃決策，實(shí)現(xiàn)能源高效資源配置和供應(yīng)多元化，減少棄水棄風(fēng)棄光和窩電現(xiàn)象，提高能源生產(chǎn)和利用的效率。
能源生產(chǎn)智能化可大幅提高能源生產(chǎn)效率和安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。因此鼓勵(lì)能源企業(yè)建設(shè)智能工廠，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)設(shè)備狀態(tài)、電能負(fù)載等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘與預(yù)測(cè)，開展精準(zhǔn)調(diào)度、故障判斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)，提高能源利用效率和安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。例如，南京金陵電廠采用GE的大數(shù)據(jù)解決方案，內(nèi)嵌了60種分析模塊，對(duì)燃機(jī)性能進(jìn)行全生命周期預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)故障判斷和預(yù)測(cè)性維護(hù)。遠(yuǎn)景能源公司每天處理將近TB的數(shù)據(jù)，通過風(fēng)功率預(yù)測(cè)、風(fēng)機(jī)亞健康診斷、在線振動(dòng)監(jiān)測(cè)等功能，減少風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量損失15%以上，提升投資收益20%以上。
（二）建設(shè)分布式能源新網(wǎng)絡(luò)，最大限度接入可再生能源。
可再生能源存在地理上分散，發(fā)電具有不連續(xù)、隨機(jī)性、波動(dòng)性和不可控等特點(diǎn)，傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)集中統(tǒng)一的管理方式，難以適應(yīng)可再生能源大規(guī)模利用的要求。當(dāng)前風(fēng)能、太陽能等可再生能源接入電網(wǎng)的比例不足3%，存在嚴(yán)重的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。對(duì)于可再生能源的有效利用方式是“就地收集，就地存儲(chǔ)，就地使用”，因此建設(shè)太陽能、風(fēng)能等可再生能源為主體的多能源協(xié)調(diào)互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)，提高可再生能源入網(wǎng)比例，對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)具有極大地促進(jìn)作用。例如，天津中新生態(tài)城綜合利用風(fēng)、光、地?zé)?、冰蓄冷等多種能源，建設(shè)“光伏、風(fēng)力、儲(chǔ)能”三合一的實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)控制的智能微電網(wǎng)系統(tǒng)，分布式清潔能源每月上網(wǎng)的發(fā)電量達(dá)到130萬度，基本滿足了生態(tài)城所有居民的用電量，清潔能源就地消納率達(dá)100%。
能源互聯(lián)網(wǎng)最大的特征是能源網(wǎng)絡(luò)的去中心化，未來每個(gè)微型能源網(wǎng)絡(luò)都將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，能量可以在任意節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)。在這個(gè)過程中，需突破分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、智能微網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)等關(guān)鍵技術(shù)。在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展分布式微型能源網(wǎng)絡(luò)，將分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、智能變電和智能用電等設(shè)備組成的微型能源網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)起來，且每個(gè)微網(wǎng)可以并網(wǎng)運(yùn)行或離網(wǎng)運(yùn)行。為此，需要構(gòu)建智能化電力運(yùn)行監(jiān)測(cè)、管理技術(shù)平臺(tái)，使電力設(shè)備和用電終端基于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行雙向通信和智能調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)分布式電源的及時(shí)有效接入。例如，特斯拉2015年5月發(fā)布了一款全新的產(chǎn)品，名為“電力墻”的電池系統(tǒng)。能源墻是一款可充放式鋰電池，家用電力墻持續(xù)電量2kW，峰值電量3kW，充放電能效大于92%。這套用電系統(tǒng)通過兩種方式給自己充電，一是離網(wǎng)運(yùn)行，利用屋頂?shù)奶柲茈姵匕遄鳛殡娏Φ碾娏碓矗欢遣⒕W(wǎng)運(yùn)行，通過接入普通電網(wǎng)給電力墻充電。能源墻一方面在停電時(shí)可作為備用供電系統(tǒng)來使用；另一方面用戶可參與削峰填谷，在白天、夜晚等用電高峰期使用該電池的電能，而在深夜的用電低谷期對(duì)電池充電，從而更多使用低電價(jià)時(shí)段的電能，降低家庭用能成本。
（三）探索能源消費(fèi)新模式，發(fā)展能源交易與需求側(cè)管理。
當(dāng)前，能源市場(chǎng)化定價(jià)機(jī)制尚未完全形成，發(fā)電企業(yè)和用戶之間的市場(chǎng)交易有限，因此《指導(dǎo)意見》提出要“開展綠色電力交易服務(wù)區(qū)域試點(diǎn)”，使能源供應(yīng)方和需求方可在能源交易服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行交易，用戶則根據(jù)自身用能需求選擇供應(yīng)方直接購(gòu)電，協(xié)定購(gòu)電量和購(gòu)電價(jià)格。在此過程中，智能電網(wǎng)作為配送平臺(tái)、電子商務(wù)作為交易平臺(tái)可同時(shí)結(jié)合碳交易市場(chǎng)于一體，實(shí)現(xiàn)能源實(shí)時(shí)配送和補(bǔ)貼結(jié)算。供需雙方通過能源交易服務(wù)平臺(tái)，實(shí)時(shí)發(fā)布能源供應(yīng)和消費(fèi)信息，實(shí)現(xiàn)能源供給側(cè)與需求側(cè)數(shù)據(jù)對(duì)接，形成開放化競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)，推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)協(xié)調(diào)匹配，大幅提高能源配置效率。例如，德國(guó)部分地區(qū)消費(fèi)者能夠?qū)⒍嘤嗟哪茉丛诮灰灼脚_(tái)上出售，用戶從消費(fèi)者變?yōu)榧仁巧a(chǎn)者又是消費(fèi)者，目前已有15%的電能交易是在電力交易平臺(tái)上完成的，而我國(guó)的交易模式還較為單一。
推進(jìn)電能替代技術(shù)的應(yīng)用，推廣電力需求側(cè)管理，能夠大幅提高能源利用效率。因此要推廣具有數(shù)據(jù)采集、聯(lián)網(wǎng)互動(dòng)、遠(yuǎn)程控制等功能的智能家電、儲(chǔ)能設(shè)施、電動(dòng)汽車、港口岸電以及其他智能設(shè)備。例如，一艘中型集裝箱船靠港期間排放的PM2.5污染物，相當(dāng)于50萬輛重型貨車的排放量，接入港口岸電，能使船舶每次靠港減少95%的污染物。推廣電力需求側(cè)管理，根據(jù)電價(jià)高低實(shí)時(shí)調(diào)整充放電方案，在用電低谷期給設(shè)備充電，在用電高峰期將多余電能輸送給其他設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)削峰填谷。
（四）統(tǒng)籌部署電網(wǎng)和通信網(wǎng)深度融合的新基礎(chǔ)設(shè)施。
電網(wǎng)和通信網(wǎng)分別建設(shè)可能造成一些資源浪費(fèi)，發(fā)展基于電網(wǎng)的通信設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)和通信網(wǎng)的同纜傳輸、共建共享，避免重復(fù)建設(shè)。北京開展10萬戶電力光纖到戶建設(shè)，實(shí)現(xiàn)能源流與信息流同步傳輸，用戶可實(shí)時(shí)查詢用電量、重要電器使用情況，可節(jié)能20%。
電力光纖能夠滿足多業(yè)務(wù)需求，通過智能電表和智能用電設(shè)備，依托智能電網(wǎng)，可以發(fā)展家庭能效管理等多種新型業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)家庭能效分析評(píng)估、能源使用可視化管理、用能情況分析、家電運(yùn)行控制、節(jié)能目標(biāo)預(yù)測(cè)與控制、用能優(yōu)化策略和能源管理決策支持。例如，美國(guó)售電市場(chǎng)中50家最大的售電公司中，有27家都是Opower的用戶，Opower擁有37%美國(guó)家庭的能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，它通過數(shù)據(jù)分析為售電公司和用戶提供節(jié)能分析報(bào)告。
