能源互聯網創新北京霧霾治理模式

能源互聯網創新北京霧霾治理模式

何繼江，清華大學能源互聯網創新研究院政策發展研究室主任、博士

發展新能源+電動汽車運行新模式，培育綠色能源靈活交易市場模式，都對北京霧霾治理產生良好效果。

即使河北完全不向北京輸送污染物，按照平均水平，北京的污染物水平也只能減少三分之一，本地產生的污染物足以造成嚴重的霧霾。

北京霾源主要來自本地

十月國慶節假期，本是秋高氣爽的季節，霧霾卻已經籠罩京城，從10月初到12月4日，北京已經經歷了8次空氣重度污染過程。

2016年7月8日，環保部環境規劃院發布2015年度全國PM2.5跨省輸送矩陣。2015年，北京PM2.5來源中，本地污染排放貢獻66%，其中，河北輸送占18%，天津、山東輸送分別占4%。這個數據殘酷地告訴我們，即使河北完全不向北京輸送污染物，按照平均水平，北京的污染物水平也只能減少三分之一，本地產生的污染物足以造成嚴重的霧霾。

北京市環科院副院長潘濤在總結閱兵藍時曾表示，北京本地PM2.5主要來源于兩類污染物，一個是氮氧化物，另一個是揮發性有機物(PM2.5的前提物)。這兩類污染物排放來源占第一位的都是移動源，包括小客車、大貨車、渣土車等。

北京治霧霾需要能源革命

北京徹底治理霧霾需要能源革命，把化石能源造成的污染物排放減少到最小程度。這需要三大領域的轉型，一是電力系統轉型，二是建筑用能轉型，三是交通用能轉型。

電力系統轉型。北京的電力系統最大程度地接納可再生能源，北京市區域內不再有化石能源電廠。目前需要突破的是，北京接納外部輸入的風電光伏的能力要提高，二是北京市內的風電光伏，特別是分布式光伏要大力開發。

建筑用能轉型。城市和鄉村的建筑采暖主要依賴電力和各種可再生能源供熱。北京計劃到2017年實現城六區和通州、大興、房山等平原地區基本“無煤化”；到2020年實現全市平原地區基本“無煤化”，農村使用散煤取暖的問題基本得到解決。四大燃氣熱電廠和燃氣鍋爐在氮氧化物排放問題的解決需要控排技術的進步，以及進一步的電能替代（本文對此暫不做進一步分析）。

交通用能轉型。即公交車輛和私人汽車基本替換為零排放汽車，普及電動汽車和燃料電池汽車，淘汰燃油汽車。飛機燃油替代比較困難，目前可以先在機場推廣電能替代，下一步可以將生物燃油作為備選技術方案。

本文提出北京市交通用能轉型的行動路線圖。

第一，淘汰燃油汽車，加快普及電動汽車，發展燃料電池汽車。

建議北京2017年新增10萬輛汽車牌照中燃油汽車少于2萬輛，電動汽車和其他新能源汽車8萬輛以上。

2020年北京市禁止燃油汽車上牌照。

2020年北京實行燃油汽車單雙號限行制，并通過不斷提高乘用車的尾氣排放標準和環保稅強制淘汰排放較高的乘用車。

2030年，北京基本禁止燃油車上路行駛。

第二，電動汽車與分布式光伏協同發展。

電動汽車所使用電力的增量全部來自于分布式光伏等可再生能源。按500萬輛電動汽車計算，每輛車每年用3000度電，總計150億度電量，這需要北京有13吉瓦的光伏為電動汽車提供清潔電力。

2016年10月，2016(第四屆)節能與新能源汽車成果展在北京開幕，國內外知名車企展示混合動力汽車，純電動汽車、燃料電池汽車等新能源汽車，吸引觀眾眼球。黃寅英供圖

一部分分布式光伏安裝在北京市，另一部分以分布式光伏或集中光伏電站形式安裝在其他地區，通過綠電交易的形式為北京的電動汽車充電。

第三，鼓勵車輛共享和低碳出行。

鼓勵電動汽車、低速電動汽車、電動自行車、電動踏板車均采用電子車牌，安裝物聯網芯片，接入互聯網，鼓勵車輛共享。

鼓勵城市公共自行車分享租賃，鼓勵摩拜單車等市場化企業依托互聯網技術開展自行車分時租賃業務。

提倡自行車和步行優先，城市道路中優先建設自行車道。鼓勵建設自行車光伏廊道，提供遮陽避雨并且能發電的低碳出行道路。

北京應盡快制定淘汰燃油汽車的時限。淘汰燃油汽車，并不是目前的替代技術已經成熟，而且環境的目標倒逼所要求的。

近期目標是緩解嚴重霧霾，中期目標是達到10微克/立方米的空氣質量，遠期目標是《巴黎協定》所確定的2050—2100年實現溫室氣體近零排放，這三大目標要求最終淘汰燃油汽車。

APEC藍和閱兵藍的單雙號限行舉行可以明顯緩解霧霾，其效果已經得到確認。但是我們的目標并不是北京減少嚴重霧霾就可以了，第二階段目標是PM2.5濃度達到世界衛生組織(WHO)所提出的10微克/立方米的標準。

世界衛生組織認為，PM2.5濃度小于10微克/立方米是安全值，在這個水平之上，總死亡率、心肺疾病死亡和肺癌的死亡率會增加（95%以上可信度）。我國PM2.5標準采用世界衛生組織設定過渡期35微克/立方米的目標。隨著經濟的不斷發展，人們對環境的要求越來越高，我國將會采取10微克/立方米的目標，那就要求包括燃油汽車在內的各類污染源的排放控制在極低水平。

第三階段目標是應對全球氣候變化所提出的目標，《巴黎協定》已經于11月4日正式生效，這份文件明確在本世紀下半葉溫室氣體排放實現凈零排放。燃油汽車作為一種規模化的碳排放源，將最終被淘汰。

能源互聯網創新霧霾治理模式

2016年2月，國家發改委等三部分聯合發布的《關于推進“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》，該文件將“互聯網+”智慧能源簡稱為能源互聯網，強調它是一種互聯網與能源生產、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，具有設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放等主要特征。

該文件提供的思路有兩方面可以有效借鑒到北京的霧霾治理工作中。一是發展新能源+電動汽車運行新模式。充分利用風能、太陽能等可再生能源資源，在城市、景區、高速公路等區域因地制宜建設新能源充放電站等基礎設施，提供電動汽車充放電、換電等業務，實現電動汽車與新能源的協同優化運行。二是培育綠色能源靈活交易市場模式。建設基于互聯網的綠色能源靈活交易平臺，支持風電、光伏、水電等綠色低碳能源與電力用戶之間實現直接交易。挖掘綠色能源的環保效益，打造相應的能源衍生品，面向不同用戶群體提供差異化的綠色能源套餐。培育第三方運維、點對點能源服務等綠色能源生產、消費和交易新業態。

2016年7月下旬，國家能源局發布國能科技[2016]200號文件《關于組織實施“互聯網+”智慧能源（能源互聯網）示范項目的通知》。文件指出，能源互聯網試點要“充分利用能源互聯網的可再生資源和通信功能，充分借鑒互聯網思維”，這可以概括為三個核心要素：可再生能源、通信功能、互聯網思維。文件提出了基于電動汽車、靈活性資源、智慧用能、綠色能源靈活交易、行業融合等五種能源互聯網試點示范的典型創新模式。基于綠色能源靈活交易的試點示范可以包括這樣一些創新：綠色能源的靈活自主平衡交易，實現分布式能源、分布式儲能主體，依托配電網和互聯網交易平臺，實現與個人、家庭級各類微小用能主體間的點對點實時自主交易。探索開展綠色能源認證、綠色貨幣、綠色證書等綠色能源新型商業模式。開展分布式光伏直供負荷試點，在商業電價較高地區，積極開展分布式電源微平衡交易試點，探索分布式光伏直供工商業或電動汽車機制，實現光伏發電“自發自用、余量交易”。

基于綠色能源靈活交易的能源互聯網試點示范充分體現了可再生能源、通信和互聯網思維等三個要素，而且把以分布式光伏為主體的綠色能源靈活交易與電動汽車協同發展將使北京治理霧霾產生重大效果。

按目前計劃，北京市2020年保有40萬輛電動汽車，年用電量估計約12億千瓦時電量。北京地區安裝100萬千瓦的光伏就可以產生這么多的電量。通過綠色能源靈活交易體系和新能源+電動汽車運行新模式，實現電動汽車所用增量電量均來自可再生能源，實現電動汽車與可再生能源協同發展，促進北京的霧霾治理。

如果到2030年或稍后的將來，北京市有500萬輛電動汽車，則需要1300萬千瓦的光伏為其提供電力。

人人參與綠色電力直接交易

北京市可以通過綠色電力直接交易方式促進電動汽車和分布式光伏協同發展，建議發動互聯網的力量，促使每個市民能夠方便參與，為治理北京的霧霾做出自己的貢獻。建議北京市開展如下行動：

對企事業單位實行綠電配額制，根據建設用地規模和能源消費總量要求安裝光伏或購買綠電。

由北京市安排權威機構，如北京市節能環保中心對北京的公共建筑的光伏裝機資源進行排查統計，確定可安裝光伏的資源量。

浙江農林大學的兩名學生，在太陽能垃圾桶邊給手機臨時充電。這個學期，浙江農林大學在校園里安裝了多臺太陽能垃圾桶，集垃圾桶、回收廢電池、免費給手機充電等功能于一體。

建設綠色電力開發和交易平臺組織開發公眾建筑的光伏，市民可以參與光伏眾籌購買光伏。

市民可以將其光伏所發電售給電網，領取售電收入和國家補貼，也可以直接交易方式出售給其他購電方。

市民、企事業單位或其他社會組織可以向電動汽車等減排活動捐贈綠電。

第一，關于對重點用能單位的綠電配額制。

2015年12月16日，北京市政府發布了《關于調整〈北京市碳排放權交易管理辦法（試行）〉重點排放單位范圍的通知》（京政發[2015]65號），根據此通知要求，重點碳排放單位范圍由之前的排放總量10000噸（含）調整為5000噸（含）。按目前統計，重點排放單位的數量為947家。本市行政區域內年綜合能源消費總量2000噸標準煤（含）以上的單位為報告單位，需在規定的時間內按照要求向市發展改革委提交上年度碳排放報告，其數量為582家。

如果對這些重點排放單位設計綠電配額制，要用其所用電力在2020年必須有5%來自綠電，可以自建光伏，也可通過綠電直接交易系統購買光伏等綠電。粗略估算，僅這些單位的綠電配額將超過30億千瓦度電量，可以支撐約100萬輛電動汽車采用綠色電力。

第二，人人參與光伏眾籌。

企事業單位可以在單位的建設用地上自行建設分布式光伏，也可以將屋頂或其他適于建設分布式光伏的屋頂等資源放到綠電交易平臺上，以眾籌的方式鼓勵市民開發光伏。以一人購買一千瓦光伏進行測算。投資成本目前大約7000元，采用“自發自發，余電交易”，北京市白天10—15點間的工商業的峰段電價約1.4元，國家每度電有0.42元的補貼，北京市對2015年至2019年間市域內并網的分布式光伏項目給予0.3元/千瓦時市級補助，連續補助5年。這對于個人來講，其投資收益遠高于目前的銀行存款利率。如果分布式光伏以眾籌方式向市民開放，將會成為市民的一個有保障的理財項目。這既有助于治理霧霾，又有較高的投資回報率，如果有100萬人各購買一千瓦光伏，總量就是100萬千瓦，所發電量可滿足40萬輛電動汽車用電需求。

第三，北京是否有足夠的安裝分布式光伏的資源。

據有關部門測算，全市屋頂總面積約2億平方米。如果其中有一半適于安裝光伏，總量即可達到一千萬千瓦。

按照北京市土地利用總體規劃（2006—2020年），到2020年，建設用地總規模為3817平方公里，其中城鄉建設用地總量近2700平方公里，交通和水利設施用地1117平方公里。未來隨著光伏支架等技術的發展，在水利設施、道路上方建筑光伏都將成為可能，各類露天的停車場都可建成光伏車棚。建設光伏的土地資源是足夠的。就電力系統而言，北京每年1000億度的用電量，幾十億或100多億度電的分布式光伏電量在其中比例很低，電力系統的消納能力是足夠的。

治理霧霾，是一場人民戰爭。

能源互聯網將廣泛發動人民群眾，共同推進能源革命。