岳芳，郭楷模（中國科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心，科技大數(shù)據(jù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）
陳偉（中國科學(xué)院武漢文獻(xiàn)情報(bào)中心，科技大數(shù)據(jù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院）
摘要：多能融合、互補(bǔ)利用的綜合能源系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的關(guān)鍵，近年來歐盟在這一領(lǐng)域的規(guī)劃和布局尤為突出，于2018年制定了到2050年綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展愿景，并于2020年提出了《綜合能源系統(tǒng)2020—2030年研發(fā)路線圖》，明確了未來十年的研發(fā)路線。本文從提出背景、經(jīng)費(fèi)預(yù)算、重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域等方面，對(duì)歐盟綜合能源系統(tǒng)研發(fā)路線圖進(jìn)行梳理，總結(jié)歐盟未來綜合能源系統(tǒng)的主要構(gòu)成、關(guān)鍵要素以及研發(fā)重點(diǎn)，提出我國發(fā)展清潔、低碳、安全、高效的多能融合系統(tǒng)的戰(zhàn)略建議：構(gòu)建符合國情的多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)；制定完善的短、中、長期研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃框架；建立高效的研發(fā)創(chuàng)新組織體系；開發(fā)以用戶為核心、靈活自主的區(qū)域能源社區(qū)；構(gòu)建適用于未來能源系統(tǒng)的高度靈活能源市場；在綜合能源系統(tǒng)中深度融合數(shù)字化技術(shù)。
關(guān)鍵詞：歐盟；綜合能源系統(tǒng)；研發(fā)路線圖
doi:10.16507/j.issn.1006-6055.2020.12.014
近年來，全球新一輪能源革命不斷深化，多學(xué)科領(lǐng)域技術(shù)的交叉融合不斷促成能源科技的突破，全球氣候變化形勢日益嚴(yán)峻迫使人類采取行動(dòng)降低能源相關(guān)溫室氣體排放，傳統(tǒng)能源供需模式逐漸發(fā)生變革，能源系統(tǒng)向低碳、多元、高效、可持續(xù)轉(zhuǎn)型成為必然趨勢，這一轉(zhuǎn)變也將重塑當(dāng)前基于油氣等化石能源資源分布的世界能源格局。因此，加速構(gòu)建未來多能融合、互補(bǔ)利用的綜合能源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)能源資源的優(yōu)化配置和高效低碳利用，在新一輪能源革命中搶占先機(jī)，在未來能源格局中占據(jù)主動(dòng)，成為世界主要發(fā)達(dá)國家的能源戰(zhàn)略共識(shí)。一些發(fā)達(dá)國家及地區(qū)已經(jīng)提出了符合本國國情和能源、氣候目標(biāo)的綜合能源系統(tǒng)概念，并做出了相應(yīng)的科技研發(fā)戰(zhàn)略布局和規(guī)劃，其中以歐盟尤為突出。歐盟將構(gòu)建綜合能源系統(tǒng)視為向綠色能源轉(zhuǎn)型的框架，認(rèn)為能源系統(tǒng)應(yīng)作為一個(gè)整體進(jìn)行規(guī)劃和運(yùn)行，將不同能源載體、基礎(chǔ)設(shè)施和消費(fèi)部門有機(jī)結(jié)合。為此，近年來歐盟對(duì)綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行了全面的研發(fā)規(guī)劃，提出了面向2050年的綜合能源系統(tǒng)愿景，根據(jù)該愿景提出了到2030年的研發(fā)路線圖，隨后基于路線圖框架提出了2021—2024年研發(fā)實(shí)施計(jì)劃。本文將重點(diǎn)針對(duì)歐盟2030年綜合能源系統(tǒng)研發(fā)路線圖，從提出背景、經(jīng)費(fèi)預(yù)算、目標(biāo)、重點(diǎn)研發(fā)領(lǐng)域等方面進(jìn)行梳理和總結(jié)，以充分了解歐盟對(duì)綜合能源系統(tǒng)的構(gòu)想和研發(fā)重點(diǎn)，為我國發(fā)展清潔、低碳、安全、高效的多能融合系統(tǒng)提供參考和借鑒。
1 路線圖背景及概況
歐盟在能源綠色轉(zhuǎn)型方面的探索一直走在世界前列，將能源政策與氣候政策相整合，2010年起陸續(xù)發(fā)布了《能源2020戰(zhàn)略》、《能源2050路線圖》、《能源與氣候2030戰(zhàn)略》、《歐洲遠(yuǎn)期戰(zhàn)略愿景—給所有人一個(gè)清潔星球》和《歐洲綠色協(xié)議》等能源氣候戰(zhàn)略規(guī)劃，構(gòu)建起短、中、長期可持續(xù)的前瞻性能源氣候戰(zhàn)略框架，提出了面向2020、2030和2050年的碳減排、可再生能源占比和能效的具體發(fā)展目標(biāo)（表1）。
實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)需要在多方面進(jìn)行變革，為此，歐盟設(shè)定了到2030年的一系列關(guān)鍵指標(biāo)，具體包括：1）與1990年相比，溫室氣體排放量減少40%，可再生能源至少占終端能源消費(fèi)總量的32%；2）電力成為主要能源載體，在終端能源需求占比從2015年的22%穩(wěn)定增至29%，可再生能源在總發(fā)電量占比達(dá)到57%；3）能源系統(tǒng)靈活性得到提高，從而為具有更多分布式能源、更靈活需求和更多儲(chǔ)能設(shè)備的未來能源系統(tǒng)提供服務(wù)；4）通過智能充電，解決由于電動(dòng)汽車同時(shí)充電帶來的配電網(wǎng)運(yùn)營挑戰(zhàn)以及電力質(zhì)量和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題；5）住宅用電占終端電力消費(fèi)總量的30%，供熱和制冷用電大幅增加；6）工業(yè)用電轉(zhuǎn)向碳中性供熱，電氣化、氫氣或綠色燃料的使用將取決于熱量需求和溫度需求；7）第三產(chǎn)業(yè)（服務(wù)）的用電量達(dá)到終端電力消費(fèi)總量的25%，且能效大幅提升；8）家庭消費(fèi)者成為“主動(dòng)消費(fèi)者”；9）分布式可再生能源進(jìn)一步普及，并被整合到建筑物和當(dāng)?shù)丨h(huán)境中；10）核能在終端能源消費(fèi)中占比保持穩(wěn)定（2015年為14%）；11）天然氣消費(fèi)占比（不包括非能源用途）保持在20%。這要求能源系統(tǒng)所有利益相關(guān)者都參與其中，涵蓋終端用戶、電/氣/熱/冷供應(yīng)商、其他市場參與者、電網(wǎng)運(yùn)營商、政府和監(jiān)管機(jī)構(gòu)等，先進(jìn)的綜合能源系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)上述功能的基礎(chǔ)。
能源技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)的關(guān)鍵，歐盟通過“戰(zhàn)略能源技術(shù)計(jì)劃”（SET-Plan）統(tǒng)籌能源技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新。在SET-Plan框架下，歐盟創(chuàng)建了歐洲能源轉(zhuǎn)型智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與創(chuàng)新平臺(tái)（ETIP SNET），用于指導(dǎo)綜合能源系統(tǒng)相關(guān)研究、開發(fā)與創(chuàng)新。ETIP SNET在2016年12月首次提出2017—2026年綜合能源系統(tǒng)研發(fā)創(chuàng)新路線圖，并在次月提出2017—2020年短期研發(fā)實(shí)施計(jì)劃。2018年6月，ETIP SNET提出“綜合能源系統(tǒng)2050愿景”（以下簡稱“2050愿景”），即“建立低碳、安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)高效、以市場為導(dǎo)向的泛歐綜合能源系統(tǒng)，到2050年實(shí)現(xiàn)完全碳中性和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，同時(shí)在能源轉(zhuǎn)型期間增強(qiáng)在全球能源系統(tǒng)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位”（圖1）。
基于上述構(gòu)想，歐盟于2020年2月發(fā)布《綜合能源系統(tǒng)2020-2030年研發(fā)路線圖》草案，并在7月發(fā)布最終版本（以下簡稱“2030路線圖”），明確了未來十年綜合能源系統(tǒng)研究創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域和優(yōu)先活動(dòng)，總預(yù)算40億歐元，其中25%用于研究，75%用于示范。2030路線圖將圍繞6大研究領(lǐng)域（消費(fèi)者、產(chǎn)消合一者和能源社區(qū)；系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性；數(shù)字化；系統(tǒng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃；靈活性技術(shù)和系統(tǒng)靈活性；系統(tǒng)運(yùn)行）進(jìn)行共計(jì)120項(xiàng)研究和示范任務(wù)，旨在到2030年實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)的12個(gè)功能（Functionalities），以支撐2050愿景的5大構(gòu)成要素（Building Blocks）（表2）。
如圖2所示，歐盟計(jì)劃分4個(gè)階段實(shí)施2030路線圖，第一階段研發(fā)實(shí)施計(jì)劃于2020年5月發(fā)布，明確了研究創(chuàng)新優(yōu)先事項(xiàng)及相應(yīng)預(yù)算（共約9.55億歐元）。歐盟將陸續(xù)制定后續(xù)實(shí)施計(jì)劃，并在2030年更新研發(fā)路線圖以實(shí)現(xiàn)2050愿景目標(biāo)（圖3）。
2 路線圖研發(fā)重點(diǎn)領(lǐng)域
為構(gòu)建2050愿景的五個(gè)基本要素，2030路線圖提出了綜合能源系統(tǒng)應(yīng)具備的12個(gè)功能（表2），基于6個(gè)研發(fā)重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)嵤┭邪l(fā)和示范活動(dòng)以求到2030年實(shí)現(xiàn)這12個(gè)功能，其研發(fā)子領(lǐng)域、預(yù)算及預(yù)期技術(shù)突破如表3所示。
3 對(duì)我國的啟示及建議
歐盟將綜合能源系統(tǒng)視為實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和碳中性歐洲的基礎(chǔ)，構(gòu)建了從遠(yuǎn)期愿景到中期路線、短期實(shí)施計(jì)劃的系統(tǒng)性、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的綜合能源系統(tǒng)研發(fā)規(guī)劃體系，該體系將歐盟的能源和氣候目標(biāo)與具體的實(shí)施路線緊密關(guān)聯(lián)，建立起從宏觀愿景到微觀實(shí)施的可行路徑。我國提倡構(gòu)建多能互補(bǔ)、供需協(xié)調(diào)的智慧能源系統(tǒng)，但研發(fā)及示范活動(dòng)起步較晚，缺乏多種能源統(tǒng)籌發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)利用的融合技術(shù)。歐盟對(duì)未來綜合能源系統(tǒng)的性能和構(gòu)成設(shè)想，以及相應(yīng)的優(yōu)先研發(fā)領(lǐng)域?qū)τ谖覈哂幸欢ǖ膯⑹竞徒梃b意義。
3.1 構(gòu)建符合國情的多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)愿景目標(biāo)
由于傳統(tǒng)化石能源資源量嚴(yán)重不足，歐盟的化石能源消費(fèi)嚴(yán)重依賴進(jìn)口。為解決能源供應(yīng)安全問題并應(yīng)對(duì)氣候變化危機(jī)，歐盟大力推進(jìn)以可再生能源為主的清潔能源。為此，歐盟以“一攬子政策”的形式將能源政策與氣候政策相結(jié)合，全面推進(jìn)電力、交通、建筑、工業(yè)等部門的脫碳。隨著能源轉(zhuǎn)型的逐步推進(jìn)，歐盟不斷加深對(duì)綜合能源系統(tǒng)在能源轉(zhuǎn)型中作用的認(rèn)識(shí)，提出能源系統(tǒng)應(yīng)作為一個(gè)整體進(jìn)行規(guī)劃和運(yùn)行，將不同能源載體、基礎(chǔ)設(shè)施和消費(fèi)部門聯(lián)系起來。升級(jí)版SET-Plan也改變了以往單純從技術(shù)維度規(guī)劃發(fā)展的做法，從能源系統(tǒng)的整體角度，聚焦于能源轉(zhuǎn)型面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)與目標(biāo)來規(guī)劃能源技術(shù)研發(fā)活動(dòng)。歐盟在其綜合能源系統(tǒng)第一版研發(fā)創(chuàng)新路線圖（2017—2026年）中就貫徹了這一理念，將研發(fā)重點(diǎn)從原本注重發(fā)展智能電網(wǎng)擴(kuò)展為發(fā)展包含電、氣、熱網(wǎng)的綜合能源系統(tǒng)，尤其強(qiáng)調(diào)將所有靈活性解決方案集成至電力系統(tǒng)中，以推進(jìn)能源系統(tǒng)對(duì)波動(dòng)性可再生能源的消納。
我國具有“富煤、少油、貧氣”的能源資源特點(diǎn)，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主，2019年煤炭在我國一次能源消費(fèi)中占比仍達(dá)約58%。調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、減少煤炭消費(fèi)、增加清潔能源供應(yīng)成為我國能源革命的重要任務(wù)，《能源法（征求意見稿）》進(jìn)一步明確以可再生能源主導(dǎo)能源轉(zhuǎn)型。然而，我國尚未提出未來綜合能源系統(tǒng)的愿景目標(biāo)，2016年發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》強(qiáng)調(diào)以“互聯(lián)網(wǎng)+”為手段、以智能化為基礎(chǔ)發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)。同年發(fā)布的《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》進(jìn)一步提出構(gòu)建多能互補(bǔ)、供需協(xié)調(diào)的智慧能源系統(tǒng)。歐盟通過發(fā)展綜合能源系統(tǒng)，在電網(wǎng)中融合高比例波動(dòng)性可再生能源、構(gòu)建分布式智慧能源網(wǎng)絡(luò)、開發(fā)創(chuàng)新能源服務(wù)模式和推進(jìn)終端用能部門的融合等方面已經(jīng)具備較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)未來綜合能源系統(tǒng)的構(gòu)想具有啟示作用。例如，2050愿景構(gòu)想的歐洲未來綜合能源系統(tǒng)是以電力系統(tǒng)為主體，將儲(chǔ)能技術(shù)和各種能源載體網(wǎng)絡(luò)通過轉(zhuǎn)換技術(shù)融合在一起，提出了未來綜合能源系統(tǒng)的四個(gè)層級(jí)：1）市場層，確保發(fā)電方、零售商、集成商、消費(fèi)者、電網(wǎng)運(yùn)營商、轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)管理方、其他市場參與者之間的交換；2）通信層，支持能源系統(tǒng)的縱向和橫向集成以及信息和市場的傳遞；3）物理系統(tǒng)層，包括滿足消費(fèi)者需求的多種能源發(fā)電、電力轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等自動(dòng)化能源基礎(chǔ)設(shè)施；4）數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施層，支持能源網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營，實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)的高水平自動(dòng)化管理。這將能源市場、數(shù)字化、通信系統(tǒng)置于與能源基礎(chǔ)設(shè)施同等重要的地位，尤其強(qiáng)調(diào)充分發(fā)揮能源市場對(duì)能源轉(zhuǎn)型的驅(qū)動(dòng)作用。同時(shí)，歐盟還提倡“能效優(yōu)先”原則，上述四個(gè)層級(jí)與能效一起，構(gòu)成了實(shí)現(xiàn)2050愿景目標(biāo)的五大基本要素。這與我國所提倡的多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)具有一定的共性，應(yīng)借鑒歐盟經(jīng)驗(yàn)，在國家規(guī)劃中注重整個(gè)能源系統(tǒng)層面的優(yōu)勢互補(bǔ)與利用，對(duì)能源市場、數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、通信基礎(chǔ)設(shè)施和能源基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行合理布局規(guī)劃，在我國的高效、低碳多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)愿景中融合煤炭等化石能源、可再生能源（風(fēng)、光等）、核能、氫能等多種能源載體，通過需求側(cè)響應(yīng)、電力與多種能源載體間的轉(zhuǎn)換技術(shù)等，提升能源利用效率，實(shí)現(xiàn)工業(yè)、交通、建筑等終端用能部門的清潔高效和協(xié)調(diào)互補(bǔ)用能。
3.2 制定完善的短、中、長期研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃框架
歐盟SET-Plan研發(fā)框架下共計(jì)確定了包含綜合能源系統(tǒng)在內(nèi)的14個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，目前只有綜合能源系統(tǒng)領(lǐng)域建立了完備的研發(fā)戰(zhàn)略框架體系，具有極大的參考價(jià)值。針對(duì)綜合能源系統(tǒng)的發(fā)展，歐盟制定了長期愿景（2050年）、中期研發(fā)路線圖（2030年）和短期研發(fā)實(shí)施計(jì)劃（約4年為一階段），建立起從宏觀到微觀、從頂層設(shè)計(jì)到底層實(shí)施的研發(fā)戰(zhàn)略框架體系。歐盟將宏觀的2050愿景解構(gòu)為5大要素，明確了構(gòu)建5大要素所需的12個(gè)功能，落實(shí)到更細(xì)分的層面，確定各功能到2050年的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，由此進(jìn)一步確定各功能到2030年的目標(biāo)，從而使2030路線圖的目標(biāo)更加清晰。2030路線圖根據(jù)要實(shí)現(xiàn)的12大功能，確定了6個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域，分解為24個(gè)子領(lǐng)域，進(jìn)一步落實(shí)為120項(xiàng)研究和示范任務(wù)（即研發(fā)優(yōu)先事項(xiàng)）。對(duì)于每項(xiàng)任務(wù)，基于技術(shù)成熟度確定了技術(shù)現(xiàn)狀和到2030年發(fā)展的目標(biāo)，及其支持實(shí)現(xiàn)的功能，建立起“功能-領(lǐng)域-子領(lǐng)域-任務(wù)”關(guān)系，使得每項(xiàng)任務(wù)都明確指向所實(shí)現(xiàn)的功能（通常支持實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能），從而實(shí)現(xiàn)了宏觀目標(biāo)（功能）到具體研發(fā)優(yōu)先事項(xiàng)（研究和示范任務(wù)）的分解。另外，歐盟綜合能源系統(tǒng)研發(fā)戰(zhàn)略秉承了SET-Plan實(shí)施框架體系的“中期路線圖-短期實(shí)施計(jì)劃”做法，通過短期實(shí)施計(jì)劃分階段實(shí)施路線圖，并定期評(píng)估實(shí)施進(jìn)展，以及時(shí)掌握實(shí)施效果，了解技術(shù)進(jìn)展和面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，以便在下階段實(shí)施計(jì)劃中加以修訂，確保短期實(shí)施計(jì)劃能夠與中期路線圖目標(biāo)保持一致。
歐盟這一研發(fā)實(shí)施框架具備短、中、長期視野，兼顧了遠(yuǎn)期目標(biāo)和近期計(jì)劃，能夠?qū)⒑暧^愿景落地為具體的研發(fā)事項(xiàng)，具備較強(qiáng)的可實(shí)施性，各任務(wù)目標(biāo)指向明確。短期研發(fā)實(shí)施計(jì)劃的時(shí)間跨度較短，因而能夠在研究和示范任務(wù)層面進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)。我國缺乏對(duì)智慧能源系統(tǒng)的研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃，僅針對(duì)“現(xiàn)代電網(wǎng)”和“能源互聯(lián)網(wǎng)”確定了到2030年的技術(shù)創(chuàng)新路線圖，公共研發(fā)方面主要通過重大專項(xiàng)、科技專項(xiàng)等重大研究計(jì)劃發(fā)揮政府的主導(dǎo)作用，缺乏完整的研發(fā)戰(zhàn)略實(shí)施框架和支持體系，研發(fā)活動(dòng)呈現(xiàn)各自分散和部分重疊的局面。由于缺乏總體戰(zhàn)略規(guī)劃，難以區(qū)分各關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的重要性及優(yōu)先級(jí)，既不能確保重點(diǎn)領(lǐng)域的全面覆蓋，也不能保證研發(fā)活動(dòng)的連續(xù)性。因此，應(yīng)基于我國多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)的長期愿景，確定實(shí)現(xiàn)長期目標(biāo)的關(guān)鍵使能技術(shù)，尤其關(guān)注能夠大幅增強(qiáng)能源系統(tǒng)靈活性、實(shí)現(xiàn)供能端與用能端協(xié)同作用的技術(shù)，如可再生能源電力與其他能源載體的相互轉(zhuǎn)換技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)、智慧能源技術(shù)等。針對(duì)各類技術(shù)的開發(fā)現(xiàn)狀，制定短、中期開發(fā)路線，確定技術(shù)開發(fā)目標(biāo)、挑戰(zhàn)、優(yōu)先事項(xiàng)并設(shè)置具體時(shí)間進(jìn)程和資助預(yù)算。
3.3 建立高效的研發(fā)創(chuàng)新組織體系統(tǒng)籌研發(fā)活動(dòng)
歐盟通過SET-Plan統(tǒng)籌協(xié)調(diào)能源技術(shù)的研發(fā)創(chuàng)新活動(dòng)，以目標(biāo)為導(dǎo)向打造能源科技創(chuàng)新價(jià)值鏈。在SET-Plan框架下建立了全面的能源技術(shù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)：由SET-Plan指導(dǎo)小組負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)歐盟成員國的研究計(jì)劃與SET-Plan保持一致；成立歐洲能源研究聯(lián)盟（EERA）以推動(dòng)各成員國的大學(xué)及公立科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行科研合作；成立歐洲技術(shù)與創(chuàng)新平臺(tái)（ETIP）以匯集各成員國產(chǎn)學(xué)研利益相關(guān)方，主導(dǎo)制定歐洲各能源技術(shù)領(lǐng)域的中長期發(fā)展愿景和戰(zhàn)略研究議程，并推動(dòng)技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展；建立SET-Plan信息系統(tǒng)（SETIS）平臺(tái)對(duì)能源技術(shù)研發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施進(jìn)展進(jìn)行監(jiān)測、評(píng)估和審查。具體到綜合能源系統(tǒng)領(lǐng)域，則是通過ETIP SNET制定綜合能源系統(tǒng)愿景、路線圖和實(shí)施計(jì)劃并管理相關(guān)資助項(xiàng)目，在EERA下開展“智慧城市”“智能電網(wǎng)”“能源系統(tǒng)集成”等聯(lián)合計(jì)劃指導(dǎo)相關(guān)基礎(chǔ)研究和技術(shù)應(yīng)用（技術(shù)成熟度為2~5），從而確保對(duì)綜合能源系統(tǒng)研發(fā)戰(zhàn)略的有效實(shí)施。
當(dāng)前，我國科技發(fā)展的總體思路正從“技術(shù)追趕戰(zhàn)略”向“技術(shù)優(yōu)勢戰(zhàn)略”轉(zhuǎn)變，能源科技戰(zhàn)略規(guī)劃也應(yīng)立足長遠(yuǎn)、腳踏實(shí)地，提升原始創(chuàng)新能力以塑造未來能源科技的領(lǐng)先優(yōu)勢。未來能源系統(tǒng)必然向清潔、高效、多元和智慧化發(fā)展，亟需完善相關(guān)研發(fā)規(guī)劃形成機(jī)制和組織實(shí)施機(jī)制，確保能夠以長遠(yuǎn)發(fā)展的眼光確定重點(diǎn)方向和重點(diǎn)領(lǐng)域，并能系統(tǒng)化、可持續(xù)地統(tǒng)籌組織實(shí)施。多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)涉及能源供應(yīng)、分配和應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)，相關(guān)技術(shù)覆蓋多個(gè)學(xué)科，存在大量交叉領(lǐng)域的研究挑戰(zhàn)。應(yīng)參考?xì)W盟經(jīng)驗(yàn)，以目標(biāo)為導(dǎo)向建立研發(fā)創(chuàng)新組織體系，成立專有的管理平臺(tái)以聯(lián)合官、產(chǎn)、學(xué)、研界的優(yōu)勢力量，充分參與戰(zhàn)略規(guī)劃研發(fā)和研發(fā)活動(dòng)實(shí)施。此外，應(yīng)成立實(shí)施工作組協(xié)調(diào)中央與地方的研發(fā)計(jì)劃，確保研發(fā)活動(dòng)協(xié)調(diào)一致。
3.4 開發(fā)以用戶為核心、靈活自主的區(qū)域能源社區(qū)
由路線圖可以看出，歐盟尤為注重發(fā)展區(qū)域能源社區(qū)，在2019年修訂的歐盟電力指令（EU）2019/944中提出了“公民能源社區(qū)”（citizen energy community）的概念，即基于自愿和開放參與原則，由自然人、地方當(dāng)局（包括市政當(dāng)局）或小型企事業(yè)單位等作為其成員或利益相關(guān)方并有效掌控的法律實(shí)體，開展發(fā)電（包括可再生能源發(fā)電）、配電、供應(yīng)、消費(fèi)、聚合、儲(chǔ)能、能效、電動(dòng)汽車充電或其他能源服務(wù)。公民能源社區(qū)的主要目的是為其成員、利益相關(guān)方或所在地區(qū)帶來環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，而不是獲得財(cái)務(wù)盈利。歐盟希望通過發(fā)展公民能源社區(qū)，促進(jìn)公民以低成本公平獲取當(dāng)?shù)厍鍧嵉目稍偕茉吹饶茉捶?wù)，使消費(fèi)者能夠管控和擔(dān)負(fù)起實(shí)現(xiàn)能源需求的自給自足，參與到能源市場改革和項(xiàng)目建設(shè)的決策過程，為公民和當(dāng)?shù)仄髽I(yè)創(chuàng)造投資機(jī)會(huì)并獲得回報(bào)，進(jìn)而反哺本地經(jīng)濟(jì)，為社區(qū)帶來社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
公民能源社區(qū)這一創(chuàng)新理念可為我國發(fā)展靈活高效的區(qū)域能源系統(tǒng)提供經(jīng)驗(yàn)和指導(dǎo)。我國領(lǐng)土面積廣闊，不同地區(qū)的能源資源有著極大差別，應(yīng)選取典型能源地區(qū)開展區(qū)域能源系統(tǒng)示范，探索適用于不同場景的能源社區(qū)模式，作為我國未來多能互補(bǔ)智慧能源系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。例如，在海島地區(qū)，基于風(fēng)能、波浪能和分布式光伏等可再生能源，結(jié)合大容量儲(chǔ)能以及可再生能源電解制氫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多種能源載體之間的靈活轉(zhuǎn)換。通過部署電制熱/冷、智能電表、智能家電、車輛到電網(wǎng)和燃料電池汽車及加氫站網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)終端用能的直接或間接電氣化。結(jié)合能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)多種能源市場服務(wù)模式，促進(jìn)本地能源聚合商、產(chǎn)消合一者、小型能源社區(qū)充分參與到能源市場中，同時(shí)優(yōu)化用戶行為，與能源供應(yīng)、存儲(chǔ)、分配、消費(fèi)、轉(zhuǎn)換的各環(huán)節(jié)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)啬茉醋灾骱偷统杀精@取，同時(shí)確保用戶能夠獲得最佳的消費(fèi)體驗(yàn)。
3.5 構(gòu)建適用于未來能源系統(tǒng)的高度靈活能源市場
能源市場能夠成為能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵推動(dòng)力。歐盟將能源市場作為實(shí)現(xiàn)2050愿景的要素之一，提出構(gòu)建泛歐批發(fā)市場、整合本地市場等，前者強(qiáng)調(diào)通過歐盟層面的批發(fā)市場進(jìn)一步降低可再生能源發(fā)電成本，促進(jìn)能源靈活性服務(wù)的交易，構(gòu)建泛歐層面的電力、天然氣批發(fā)市場，后者則將探索適用于公民能源社區(qū)和區(qū)域能源市場的新型商業(yè)模式，提高私人家庭的需求靈活性，使公民能夠參與能源市場決策，通過對(duì)用戶行為的預(yù)測和優(yōu)化確保本地能源市場的高質(zhì)量服務(wù)和高度供應(yīng)安全性。
隨著多種潔凈能源技術(shù)的進(jìn)步，清潔能源逐漸具備與化石能源競爭的能力，我國能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型將面臨日益嚴(yán)峻的高比例波動(dòng)性可再生能源接入帶來的系統(tǒng)安全問題，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也將帶來能源供需不匹配、能源利用率偏低、能源消費(fèi)區(qū)域差異性日益加大等問題。傳統(tǒng)的能源供應(yīng)和服務(wù)模式難以解決上述挑戰(zhàn)，因此應(yīng)打破現(xiàn)有能源市場機(jī)制，針對(duì)不同規(guī)模的能源市場進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為能源系統(tǒng)全鏈條產(chǎn)品和服務(wù)開發(fā)相應(yīng)的商業(yè)模式及市場監(jiān)管機(jī)制，使大型能源需求中心能夠獲得低成本、高效、靈活的能源供應(yīng)和服務(wù)，小型區(qū)域及家庭（個(gè)人）用戶能夠通過個(gè)性化能源服務(wù)實(shí)現(xiàn)能源需求近實(shí)時(shí)的計(jì)劃、預(yù)測和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)各種能源產(chǎn)品及服務(wù)的價(jià)值最大化，充分發(fā)揮市場激勵(lì)作用，促進(jìn)提升能源系統(tǒng)靈活性、可靠性和可持續(xù)性的相關(guān)技術(shù)部署，使能源市場成為構(gòu)建未來能源系統(tǒng)的有力驅(qū)動(dòng)。
3.6 在綜合能源系統(tǒng)中深度融入數(shù)字化技術(shù)
數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展和日益普及正顛覆許多傳統(tǒng)行業(yè)，并催生了新的商業(yè)模式。對(duì)于能源行業(yè)而言，數(shù)字化技術(shù)的不斷融合應(yīng)用也將催生能源轉(zhuǎn)型的新動(dòng)能，助力構(gòu)建下一代智慧綜合能源系統(tǒng)。歐盟在綜合能源系統(tǒng)路線圖中強(qiáng)調(diào)了數(shù)字化技術(shù)的重要作用，認(rèn)為綜合能源系統(tǒng)應(yīng)包含數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施層，深度集成數(shù)字化技術(shù)為系統(tǒng)提供新的服務(wù)，以促進(jìn)能源供應(yīng)和需求更好地相互作用，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)的先進(jìn)規(guī)劃、運(yùn)行、保護(hù)、控制和自動(dòng)化，增強(qiáng)彈性，進(jìn)而保障能源系統(tǒng)安全。
數(shù)字化技術(shù)能夠?yàn)槲覈ㄔO(shè)先進(jìn)的智慧綜合能源系統(tǒng)提供新動(dòng)能。通過ICT、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)在能源生產(chǎn)和消費(fèi)側(cè)全面推進(jìn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，同時(shí)為傳統(tǒng)能源行業(yè)提供產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新產(chǎn)品、新服務(wù)和新模式。在生產(chǎn)端，通過數(shù)字化技術(shù)能夠提升能源供應(yīng)的預(yù)測和決策水平，促進(jìn)多種能源資源的穩(wěn)定接入以及電、熱、氣等多種能源形式的互補(bǔ)利用，實(shí)現(xiàn)能源供應(yīng)多元化、智慧化。在消費(fèi)端，應(yīng)進(jìn)行精準(zhǔn)的用戶行為預(yù)測，結(jié)合電動(dòng)汽車智能充電、儲(chǔ)能電池、電力轉(zhuǎn)換為其他能源載體（Power-to-X）等技術(shù)調(diào)節(jié)用戶消費(fèi)行為，靈活配置需求側(cè)資源，通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易、聚合商等提高用戶參與度并降低用能成本，實(shí)現(xiàn)更高效、靈活、可靠的能源資源調(diào)度和使用。總而言之，應(yīng)促進(jìn)數(shù)字化技術(shù)與綜合能源系統(tǒng)的深度融合，在能源生產(chǎn)、消費(fèi)、管理、運(yùn)營等場景中開發(fā)并示范數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用模式，構(gòu)建包含傳統(tǒng)能源生產(chǎn)、輸配和消費(fèi)的物理基礎(chǔ)設(shè)施和新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的新一代智慧綜合能源系統(tǒng)。
