利用能源互聯網推動能源革命

華北電力大學能源互聯網研究中心主任 曾 鳴/文

能源安全是關系國家經濟社會發展的全局性、戰略性問題，對國家繁榮發展、人民生活改善、社會長治久安至關重要。習近平同志指出，面對能源供需格局新變化、國際能源發展新趨勢，保障國家能源安全，必須推動能源生產和消費革命。“十三五”規劃綱要提出，要“建設‘源—網—荷—儲’協調發展、集成互補的能源互聯網”。能源互聯網代表世界未來能源發展方向，是推動能源革命的重要手段。

一、構建新型能源供給利用體系

經過長期發展，我國已成為世界上最大的能源生產國和消費國，形成了煤炭、電力、石油、天然氣、新能源、可再生能源全面發展的能源供給體系，技術裝備水平明顯提高，生產生活用能條件顯著改善。盡管我國能源發展取得了巨大成績，但也面臨巨大挑戰，特別是傳統化石能源的大規模開發和利用排放了大量污染物，影響了經濟社會可持續發展；可再生能源的開發和利用又面臨成本、技術、市場機制等多方面因素制約，發展遭遇瓶頸。因此，應樹立系統思維，從能源技術、生產、消費、體制等多方面入手，改變能源利用方式，構建新型能源供給利用體系。

當前，在全球新一輪科技革命和產業變革中，互聯網、先進信息技術與能源產業深度融合，正在推動能源行業的變革。能源互聯網是一種將互聯網與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合的能源產業發展新形態。它能打破原先相對獨立的不同類型能源的界限，在先進信息技術的基礎上形成以電力系統為核心、多種類型能源網絡和多種形式交通運輸網絡高度整合的新型能源供給利用體系。在橫向上，它能夠實現不同類型能源相互補充；在縱向上，它能夠實現能源開發、生產、運輸、存儲和消費全過程的“源—網—荷—儲”協調。這對于調整我國能源結構、提升能源綜合效率、形成新的經濟增長點等均有重要意義。

能源互聯網在邏輯上分為物理層、信息層和商業層三個層次：在物理層，不同類型的能源互聯互通；在信息層，能源生產、利用等各個環節的數據和資料全面共享；在商業層，市場效率在物理層、信息層融合創新的推動下將大大提升，除了滿足能源需求，還將創造新的價值。因此，其可持續發展的動力是能量—信息—經濟三元驅動機制：不同類型能源的深度融合便于全面、充分地獲得整個能源互聯網的信息，充分利用這些信息能夠提升市場效率、優化資源配置，進而推動整個能源行業可持續發展。正是在這個意義上，能源互聯網將改變傳統的以生產滿足需求的能源供給模式，推動實現能源生產消費一體化。

二、助力有效應對能源行業面臨的難題和挑戰

當前，全球能源發展面臨資源緊張、環境污染、氣候變化三大難題，我國能源發展也面臨諸多挑戰。在新的歷史時期，我們只有作出積極調整和改變，才能推動能源行業可持續發展。構建能源互聯網，能幫助我們有效破解發展難題、積極應對這些挑戰。

應對能源格局變化的挑戰。全球經濟目前正處于深度調整期，世界能源政治格局、經濟格局、供需格局和地緣結構格局也隨之發生深刻變化。能源格局變化對我國能源安全提出了巨大挑戰。構建能源互聯網，既能建成新型能源供給利用體系，也能搭建跨領域的先進技術、模式和理念的綜合集成平臺。它通過能量存儲技術、能量收集技術和智能控制技術，有效解決優質能源短缺、能源開發利用的清潔化水平低和可再生能源供應不穩定、難以接入電力主干網絡等問題，改變我國能源生產和消費模式，實現能源清潔高效、安全便捷和可持續利用，從根本上保障我國能源安全。

破解能源結構不合理的難題。能源結構不合理，傳統能源產能過剩、可再生能源發展不足、能源系統整體運行效率不高等問題制約著我國經濟發展。構建能源互聯網能破解能源結構不合理問題。在能源互聯網中，物理層、信息層、商業層三個層次相互作用，推動著科學合理、開放透明的能源市場機制的建立健全。能源市場的供求信息、價格信號和產業政策引導市場主體在自主供需平衡基礎上與其他主體進行能源交易，能推動整個能源互聯網中的市場主體、交易模式、產品類型產生變革，促進提高可再生能源在我國能源結構中的比重，促進化石能源清潔高效利用，推進能源體系清潔化和低碳化，從而優化我國能源結構。

突破能源技術創新的瓶頸。構建能源互聯網能加速能源技術創新，有利于突破技術創新瓶頸。能源互聯網的構建將促進能源產業鏈各個環節的技術開發和融合，進而推動能源行業基礎技術創新發展，推動廣域電力網絡互聯技術、多能源融合與儲能技術、能源路由器技術、用戶側自動響應技術等的創新和應用。推進能源技術創新、提升能源開發利用技術水平是實現能源轉型、建設清潔低碳和安全高效的現代能源體系的基礎，也為堅持綠色發展、建設生態文明提供必要的技術支撐。

三、助力全方位推動我國能源革命

構建能源互聯網不僅需要推進能源技術革新和國際合作，而且需要推進能源生產和消費方式以及政策體制變革，將推動人類生產生活方式發生重大改變。它不是對現有能源生產、消費模式和能源體制機制的小修小補，而是通過相關技術革命，帶動能源生產、消費、體制變革和能源結構調整，全方位推動我國能源革命。

推動能源生產革命。當前的能源系統由按不同類型能源劃分的、相對獨立的多個行業組成。每個行業通過自身的規劃、建設、投資和運營確保該能源品種的供需平衡。能源互聯網將打破這種界限，推動不同類型的能源協調互補，改變能源的生產方式、供應體系和發展模式。一方面，通過互聯互通，能源互聯網可以增強能源生產、傳輸、存儲等各個環節的靈活性，推動可再生能源開發設備和移動能量存儲設備的規模化、經濟化應用，有效改善能源生產和供應模式，提高可再生能源比重。另一方面，能源生產和供應將從原先的單一模式轉向多元模式，除了產品種類和業務結構更加豐富，還將形成新的市場主體，它們將從事數據分析、平臺服務、風險評估、后勤保障等創新性業務。這些新主體、新業務、新產品、新模式又會改變能源生產的市場環境，進而助推能源生產革命。

推動能源消費革命。我國能源分布不均、與需求分布不匹配，制約了能源綜合利用效率的提升。當前能源領域的運營方式難以有效應對這一問題。能源互聯網通過市場價格與供需信息的實時互動，能實現供給與需求實時化、智能化匹配，最大限度提高市場效率、降低無謂損失，并有效改善消費者的用能行為和消費方式。一方面，能源互聯網中的市場主體更加多元、產品種類更加豐富，可以給予消費者更廣泛的選擇，顯著提高能源服務水平；消費者也能通過各種智能化終端設備和信息技術獲得更加豐富的信息，并根據市場價格自主選擇使用何種能源。另一方面，智能化用能輔助工具的廣泛使用，能全面、實時監測系統內能源的供給和消耗情況，并據此作出及時反饋和調整，從而提高能源利用效率，優化系統運行狀態。

推動能源技術革命。傳統能源技術的應用范圍往往局限于某種具體類型的能源，很難應用于其他類型的能源。能源互聯網可以打破不同類型能源之間的界限，實現各種能源在微觀層面的自平衡和廣域的聯動平衡。這就對相關信息和設備提出了高度智能化和精確化的要求。一方面，將推動能源技術體系本身的變革，催生跨領域的能源系統規劃、控制、運行等技術。另一方面，也將推動能源技術與信息通信技術體系融合，帶動能量路由器、能源大數據、能源區塊鏈等一批信息物理新技術的發展和應用，為能源技術開辟新的研究方向，從而推動和支撐能源技術革命。

推動能源體制機制革命。能源互聯網不僅是復雜的物理系統，而且是復雜的經濟系統，市場機制建設是能源行業高效發展的關鍵。構建開放、公平、高效的市場機制，將為能源互聯網實現“平等開放、廣泛互聯”提供基本保障，新技術、新理念也將推動能源互聯網向這一目標發展。政策體制建設是能源行業健康發展的基石。市場機制變革要求政策法規、監管體系等能源體制作出相應的變革，有效化解能源市場發展中的各種風險，推動能源市場健康發展。

推動能源國際合作。我國能源資源稟賦特殊，與許多國家都有互補性。為了滿足經濟社會發展需求，應切實把握“一帶一路”建設帶來的良機，全方位加強能源國際合作。能源互聯網具有集中式和分布式兩種形態。全球能源互聯網作為集中式能源互聯網的表現形態之一，致力于電能跨國跨洲的互聯互通，特別是促進新能源電能跨國跨洲高效利用，構建全球新能源電力系統。這種集中式能源互聯網的內涵豐富，涉及能源技術、國際能源市場、政治等多方面因素，發展空間巨大。