当前位置: 首页 > 科技开发与新能源 > 电力信息化

全球能源互联网已渐成趋势 关键是采取何种技术和模式

时间: 2015-12-14 09:19:00 信息来源: 中电联科技开发服务中心
浏览次数:

            能源互联网是全球能源格局演变的必然要求。在信息时代,互联网技术的进步打通了能源供应与需求的边界;气候变化已经成为全球性议题,促使各国加快可再生能源的发展,从而为能源互联网创造了广阔的成长空间。此外,能源需求与供应的不平衡导致各国能源依赖加深,能源安全问题已经超越了消费国和生产国的界限,呈现出全球化的特征;而分散的能源市场,使得风能、太阳能的集中规模化开发和电力的远距离输配成为必然趋势。

技术与模式保障能源互联
能源互联网是技术与能源的整合,而这一整合正在越来越快地呈现全球化的趋势。全球范围内,亚洲、非洲、拉丁美洲和传统的欧洲、美国、日本等,不仅资源禀赋存在差异,在社会发展、科学技术方面的水平也不均衡。而借助能源互联网技术,就能够有效地消除这种差异和不均衡。具体到如何操作,则需要技术、行业、产业、金融及政府等多层次的合作。
目前,全球在能源互联网相关行业需要关注的问题主要集中在以下几个方面。
首先是机制问题。在全球范围内建立能源互联网,要建立有效的合作机制。世界范围内国家和地区众多,每个国家和地区都具有鲜明的经济、文化、社会特点,如何建立有效的机制,设定相应的规则、标准,进行融通,需要深入考虑。
其次是技术层面的问题。要建立互联网及能源技术国际化、全球化的推动模式。技术进步和商业模式创新为能源互联网加快发展提供了支撑和保障。以储能技术为例,根据世界生物能源协会预测,到2020年,30%的电力将来自绿色能源;到2030年,插电式电动车的充电站和氢能源燃料电动车将在全球范围内普及,为主电网的输电、送电提供分散式的基础设施;到2040年,75%的轻型汽车将由电驱动。可再生能源—建筑物生产和收集能源—互联网分配能源的能源互联网基础设施,可以为插电式电动车、氢燃料车、家庭和工厂提供充足电力。
同时,能源互联网云平台也呈现出国际化特征。美国的Opower、新西兰的Powershop和德国的GreenPacket等,都是在开放售电端市场和节能增效的大背景下出现的新型互联网创业公司。此外,技术与能源整合,电力贸易、电力与社会资源整合,能源和工业互联网整合,装备制造互联网与国际产能合作等领域均出现了国际化趋势。
再次是电力贸易和交易的问题。电力贸易和交易的问题涉及到不同国家和地区间的资源整合,而这一整合从更宏观的层面看,涉及到国家和地区间的经济合作。要看到不同国家和地区间的经济互补性和不同资源禀赋所形成的战略价值。
此外,不同的经济体之间,要立足于不同的开发优势,整合区域性资源,以电力贸易为核心,形成先区域、再综合的双边及多边机制,构建相应的电力及输配电框架,从而形成能源互联网的框架,并逐步扩展为更大范围的全球能源互联网。
中国引领全球能源互联网构建
各国在能源互联网建设方面已经在本国范围内进行了不同程度的尝试。
2001年,美国提出名为“智能电网”的新电力能源供应系统概念,并于2003年正式展开研究。智能电网采用先进的材料技术、高温超导技术、储能技术、可再生能源发电技术、微型燃气轮机发电技术等,旨在构建一张全美骨干电网、区域性电网、地方电网和微型电网等多层次的电力网络,以实现自动化、高效安全、稳定可靠、可灵活应变及品质有保障的电力供应。该计划将在2030年完成。
2008年,德国联邦经济技术部与环境部在智能电网的基础上推出为期4年的E-Energy计划,提出打造新型能源网络,在整个能源供应体系中实现综合数字化互联及计算机控制和监测的目标。E-Energy计划同时也是德国绿色IT先锋行动计划的组成部分。绿色IT先锋行动计划当时共计划投资1.4亿欧元,包括智能发电、智能电网、智能消费和智能储能四个方面。
E-Energy充分利用信息和通信技术开发新的解决方案,以实现电网基础设施与家用电器之间的相互通信和协调,进一步提高电网的智能化程度。其目标不仅是通过供电系统的数字联网保证稳定高效供电,还要通过现代信息和通信技术优化能源供应系统。把信息通信技术和能源这两个领域综合起来是E-Energy项目的重点,德国准备从配网到循环电网打造一个全新的能源互联网。为此,德国推出六大能源互联网示范项目,涵盖了分布式可再生能源、电动汽车、以及基于互联网的电力交易和服务平台。通过这种方式,目前德国1000多家电力公司中,其可再生能源发电在整体能源消费量中占比已经达到25%。
在全球范围内的构建能源互联网浪潮中,中国的能源互联网应该发挥更加积极的作用,以支撑能源互联网国际化拓展。
中国是全球最大的市场,而中国的大市场是支撑能源互联网国际化拓展的一项重要保障。不论是能源的国际投资和贸易,还是“一带一路”能源合作,要有所作为,都和国内市场联系紧密。中国的社会主义市场经济体制,政府在对市场的宏观调控中发挥的积极作用,也对能源互联网的扩展起到了良性的推动作用。中国还有着全球性产能,在互联网和新能源技术及装备方面具有全球竞争力,而这两者的组合,也能够为能源互联网发展创造有利的条件。
当下,“一带一路”战略为建立多层次、全方位、宽领域的中国能源互联网国际化发展新体系指引了新方向。目前,我国正以特高压为中心,形成高端的能源互联网系统,而分布式和微网构成了另一个层级的系统,同时,物联网技术还能够节能、有效提高能效。这一能源互联网系统不仅在输配电领域,也在电动汽车和居民用电方面发挥重要作用。就储能技术而言,其进步为能源互联网的国际化发展创造了新价值。据中国电力企业联合会预计,到2020年,全国发电总装机将达到1600吉瓦;如果其中储能发电装机占比设定为5%~10%,届时储能装机容量将达80~160吉瓦。按目前国内锂离子电池储能系统的综合初始投资成本600万元/千瓦计算,到2020年,若储能装机全部以锂电池储能项目计,其投资规模可达4800亿~9600亿元。
国家电网公司提出构建全球能源互联网,主要是以特高压电网为骨干网架(通道)、以输送清洁能源为主导、全球互联的坚强智能电网,由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网构成,连接“一极一道”(北极、赤道)和各洲大型能源基地,适应各种分布式电源接入需要,能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类客户。全球能源互联网是能源互联网发展的高级阶段,为能源互联网发展带来了新契机。(中国产业海外发展协会研究规划部主任 张世国)