中國儲能網(wǎng)訊：能源互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計正在收官，儲能作為其重要組成部分，正受到產(chǎn)業(yè)資本重視。爆發(fā)前期，萬億市場，儲能的機會來了!今天，我們就聊一聊，儲能和能源互聯(lián)網(wǎng)是啥關(guān)系?
一、能源互聯(lián)網(wǎng)的概念及組成
1.能源互聯(lián)網(wǎng)的概念
美國著名學(xué)者杰里米?里夫金在其著作《第三次工業(yè)革命》中，首次提出了能源互聯(lián)網(wǎng)(Internet of Energy)的愿景，可再生能源、分布式發(fā)電、氫能及其他存儲技術(shù)、能源的互聯(lián)共享以及電氣化交通是愿景中提出的五個主要部分。
里夫金提出愿景后，多個國家的研宄機構(gòu)開始從事能源互聯(lián)網(wǎng)方面的研宄，但截止到目前，能源互聯(lián)網(wǎng)的具體定義仍不明晰。本文將結(jié)合里夫金的愿景，以及多個研宄機構(gòu)的研宄結(jié)果，將能源互聯(lián)網(wǎng)定義為：
以電力網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，以可再生能源為主要能源利用形式，電力網(wǎng)絡(luò)與氣、熱、交通等網(wǎng)絡(luò)密切耦合，各網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)緊密融合，含有大量分布式元件、信息組件、儲能設(shè)備的，可實現(xiàn)能量和信息雙向流動的復(fù)雜多網(wǎng)流、共享網(wǎng)絡(luò)。
2.能源互聯(lián)網(wǎng)的組成
從組成部門來看，能源互聯(lián)網(wǎng)由電力系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)組成的能源網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)緊密耦合而成;
?電力系統(tǒng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心，大量分布式單元存在，可再生能源是最主要的一次能源，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)“扁平化”;
?交通系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)以電力系統(tǒng)為能源轉(zhuǎn)換樞紐，包含于能源互聯(lián)網(wǎng)之中;
?信息網(wǎng)絡(luò)是能源互聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，保障能源互聯(lián)網(wǎng)安全、有效運行。
3.能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的區(qū)別
關(guān)于智能電網(wǎng)，有多種定義，例如，美國能源部將智能電網(wǎng)定義為“一種自愈型、消費者可積極參與、可抵御攻擊和自然災(zāi)害的電網(wǎng)。該電網(wǎng)能夠使資產(chǎn)的使用和運行效率最優(yōu)化，能夠為數(shù)字經(jīng)濟提供高質(zhì)量電能，能夠容納各種發(fā)電形式以及儲能設(shè)備，允許引入新技術(shù)、新服務(wù)以及新的市場模式”;歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)平臺對智能電網(wǎng)的理解為“一種可以將發(fā)電廠和消費者智能結(jié)合起來的電力網(wǎng)絡(luò)，從而髙效的提供持續(xù)的、經(jīng)濟的、安全的電能”。
從以上定義可以看出，能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)在自愈、消費者積極參與、整個系統(tǒng)的運行效率最優(yōu)化、允許引入多種發(fā)電形式以及儲能等新技術(shù)/新服務(wù)/新的市場模式等方面存在很多相似之處，但能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)又存在較大的區(qū)別，主要表現(xiàn)在：
?智能電網(wǎng)只涉及電力系統(tǒng)，能源互聯(lián)網(wǎng)不僅包含電力系統(tǒng)，還涵蓋了交通系統(tǒng)、天然氣系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)等多個能源系統(tǒng);
?智能電網(wǎng)中，能源的傳輸與利用形式為電能，能源互聯(lián)網(wǎng)中，能源可以以電能、熱能、化學(xué)能多種形式傳輸，能源可以在多種形式的能源形式間轉(zhuǎn)化、使用;
?相比于智能電網(wǎng)，可再生能源將是能源互聯(lián)網(wǎng)中最主要的一次能源利用形式;
?分布式能源在能源互聯(lián)網(wǎng)中將廣泛存在，除了智能電網(wǎng)中強調(diào)的本地消納外，在廣域內(nèi)互聯(lián)共享將重點體現(xiàn);
?能源互聯(lián)網(wǎng)中，能源用戶將具備能源消費、能源生產(chǎn)的雙重身份;
?智能電網(wǎng)主要依靠傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行整個電力系統(tǒng)的管理、協(xié)調(diào)運行，而能源互聯(lián)網(wǎng)，將依靠互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)能源生產(chǎn)、消費的分析、協(xié)調(diào)、管理，互聯(lián)網(wǎng)等開放式信息網(wǎng)絡(luò)將發(fā)揮更大作用。
因此，從某種意義上豫，智能電網(wǎng)位于目前的傳統(tǒng)電網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)之間，能源互聯(lián)網(wǎng)是智能電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。
二、能源互聯(lián)網(wǎng)的研宄現(xiàn)狀
目前，美國、德國、瑞士、日本等多個國家己經(jīng)開始進(jìn)行能源互聯(lián)網(wǎng)方面的研發(fā)，渉及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架、關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備、示范試點項目等多個方面，但與里夫金提出的愿景相比,目前的研宄主要集中在信息和通信技術(shù)與電網(wǎng)的融合，例如如何利用信息和通信技術(shù)提高電力系統(tǒng)使用效率以及提高可再生能源的利用率等，多網(wǎng)融合目前還不是研宄重點。
在信息和通信技術(shù)與電網(wǎng)融合方面，各國的研究也各有側(cè)重點，例如：
?美國的FREEDM研究項目，從配電網(wǎng)分布式供能的角度提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的概念。借鑒互聯(lián)網(wǎng)開放對等的理念和體系架構(gòu),主要研發(fā)融合信息和通信系統(tǒng)的分布式能源結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)能源的供給平衡;
?德國E-Energy計劃從信息和通信技術(shù)優(yōu)化電力系統(tǒng)運行的角度，提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的概念。借助互聯(lián)網(wǎng)收集能源信息，指導(dǎo)能源網(wǎng)絡(luò)的運行調(diào)度，優(yōu)化源發(fā)輸配用的各個環(huán)節(jié)，信息網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)為能源網(wǎng)絡(luò)的支持決策網(wǎng)絡(luò);
?瑞士未來能源網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)景項目與能源互聯(lián)，與里夫金提出的多網(wǎng)融合概念最為接近，側(cè)重于不同能源形式的融合，最終實現(xiàn)電能、熱能、化學(xué)能聯(lián)合輸送和使用;
?日本著重于發(fā)展數(shù)字電網(wǎng)體制，形成互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和能源網(wǎng)絡(luò)深度融合、結(jié)待上難以區(qū)分能源網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)的個性能源互聯(lián)網(wǎng)。通過數(shù)字電網(wǎng)路由器的研發(fā)，實現(xiàn)能源和信息的雙向通信，統(tǒng)籌管理發(fā)電設(shè)備及用電設(shè)備，實現(xiàn)能量調(diào)配，最大限度利用可再生能源;
?中國的能源互聯(lián)網(wǎng)研宄還處于起步階段，目前概念逐漸被各方接受，未來有可能在/分布式能源、微網(wǎng)、需求側(cè)管理、合同能源管理、基于數(shù)據(jù)的服務(wù)等方面實現(xiàn)能源%與互聯(lián)網(wǎng)的初步融合。
三、能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景及儲能的機遇
能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，一方面與信息和通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及等密切相關(guān)，另一方面，靈活開放的市場環(huán)境也是能源互聯(lián)網(wǎng)未來能得到發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。本部分內(nèi)容將在技術(shù)可行性以外，從中國當(dāng)前的電力市場化改革的大背景出發(fā)，探討能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?jié)摿σ约皟δ苊媾R的機遇。
1、電力體制改革分析
2015年3月開始，中國相繼出臺多個文件，沉寂多年的電力體制改革再次啟動，中國電力行業(yè)將在發(fā)電、售電、用電等多個環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，這些文件如表5所示。
資料來源：CNESA
這些政策為我們勾勒出了較為清晰的電力改革藍(lán)圖，未來以下方面的改革，將會對我國電力市場的運營產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響：
?輸配電價單獨核定，電網(wǎng)運營模式變革;
?電價形成機制變革，市場化交易機制形成;
?發(fā)、售電側(cè)競爭加強，多元化售電主體形成;
?電力輔助服務(wù)價值體現(xiàn)，電力輔助服務(wù)市場開啟;
?需求側(cè)管理重要性體現(xiàn)，多種性質(zhì)的電力服務(wù)商形成;
?化石能源逐步向可再生能源轉(zhuǎn)變，分布式電源市場開啟。
2、能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景
盡管能源互聯(lián)網(wǎng)在這次電改中并沒有被提及，但能源互聯(lián)網(wǎng)目前已經(jīng)成為中國能源界的熱點話題。2015年4月17日,國家能源局首次召開互聯(lián)網(wǎng)工作會議，研宄制定國家能源互聯(lián)網(wǎng)行動計劃，計劃將著重在分布式能源、微網(wǎng)、需求側(cè)管理、合同能源管理、基于數(shù)據(jù)的服務(wù)等商業(yè)模式上，這些都與電改的很多方面不謀而合：
?可再生能源、分布式能源為能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供基礎(chǔ)條件;
?售電側(cè)改革為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展培育廣闊的市場空間;
?用戶側(cè)能源消費革命，是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要元素。
隨著電力改革的不斷深入，我國能源市場將為能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造越來越多的發(fā)展條件，同時，互聯(lián)網(wǎng)與能源市場的不斷融合，也將進(jìn)一步促進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命，能源互聯(lián)網(wǎng)在我國具有非常廣闊的發(fā)展空間。
3.儲能在能源互聯(lián)網(wǎng)中的發(fā)展機遇
儲能是能源互聯(lián)網(wǎng)中的重要組成部分，直接關(guān)系著能源互聯(lián)網(wǎng)是否能實現(xiàn)。
(1)儲能是可再生能源大比例使用的關(guān)鍵支撐技術(shù)
能源互聯(lián)網(wǎng)中可再生能源將成為最主要的一次能源，儲能可治可再生能源的接入和和用提供平滑輸出削峰填谷等服務(wù)，是將間歇式能源轉(zhuǎn)變?yōu)橛押秒娫吹年P(guān)鍵支撐技術(shù)。另外，隨著氫能存儲技術(shù)等大規(guī)模儲能技術(shù)的發(fā)展，使用儲能技術(shù)存儲富裕的可再生能源，將促進(jìn)風(fēng)能等可再生能源的最大程度的利用。
(2)儲能是實現(xiàn)分布式能源、微電網(wǎng)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)
未來的能源互聯(lián)網(wǎng)中，分布式能源、小型可再生能源發(fā)電系統(tǒng)等將廣泛存在，可再生能源的就地采集、就地使用，除了依靠電網(wǎng)平衡外，更重要的是實現(xiàn)本地的平衡穩(wěn)定。儲能系統(tǒng)可為分布式發(fā)電及微網(wǎng)系統(tǒng)提供調(diào)頻、調(diào)壓、穩(wěn)定輸出、能源備用等服務(wù)，實現(xiàn)局域電網(wǎng)能源生產(chǎn)與消費平衡，是分布式能源、微電網(wǎng)廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。
(3)儲能打破了電力系統(tǒng)發(fā)輸配用必須實時平衡的瓶頸，是能源實現(xiàn)互聯(lián)共享的前提
儲能的出現(xiàn)，打破了電力系統(tǒng)發(fā)輸配用必須實時平衡的瓶頸，大大提髙了電力系統(tǒng)的靈活性。另外，如同互聯(lián)網(wǎng)中的信息資源通過存儲設(shè)施的存儲，從而被需要使用的用戶隨時訪問使用一樣，分布式能源必須通過存儲，才能實現(xiàn)能源互聯(lián)共享，方便的被需要的聯(lián)網(wǎng)用戶實時取用。
(4)儲能是多網(wǎng)融合的連接紐帶
里夫金提出的多網(wǎng)融合能否最終實現(xiàn)，也由儲能所決定。電氣化交通，儲能和電動汽車共同作用，與電網(wǎng)相連;儲氫技術(shù)的發(fā)展將天然氣系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)與電網(wǎng)相連等。儲能作為關(guān)鍵連接點，將電力系統(tǒng)與各個系統(tǒng)連接，是多網(wǎng)融合的連接紐帶。
儲能將在能源苴聯(lián)網(wǎng)的各個環(huán)節(jié)上發(fā)揮重要的作用，隨著能源互聯(lián)網(wǎng)研究的逐漸推進(jìn)，其應(yīng)用的價值將不斷體現(xiàn)，應(yīng)用的范圍也將不斷擴張,是能源互聯(lián)網(wǎng)中極具發(fā)展前景的技術(shù)。
