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智中能源互联网研究院李凤玲:能源互联网的春天到了 2019-12-09 15:59:36

摘要:智中能源互联网研究院院长李凤玲在“能源互联网创新与产业新业态”分论坛上表示,能源互联网的春天到了,我们的能源革命已经进入了纵深发展的阶段。

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        能源新闻网讯 12月7日,由北京市人民政府和国务院发展研究中心共同主办的 2019全球能源转型高层论坛在北京未来科学城召开,来自国内外能源领域的700多名代表出席论坛。智中能源互联网研究院院长、国家能源互联网产业及技术创新联盟的副理事长、中国国际城市化发展战略研究会的副主任、北京市第十一届的政协委员、常委李凤玲在“能源互联网创新与产业新业态”分论坛上表示,能源互联网的春天到了,我们的能源革命已经进入了纵深发展的阶段。
        以下为李凤玲演讲文字实录:       
        凤玲:各位下午好,能源互联网作为一个热议的话题,实际从国家三部委起草和下发文件,一直到推进四类的试点示范项目,这五年左右的时间成为热议的话题。什么叫能源互联网?为什么要搞能源互联网?不应该成为今天再讨论的话题,我重点想讲在当前的形势下,能源互联网的动因、成因,目前推进的问题和解决能源互联网落地的有关策略,从这方面讲三个问题。
        第一个问题,新一轮的赋能,力度和广度是空前的,而且这些赋能意义重大、影响深远。这赋能是因国计民生而赋能,不是一般的,指标和技术上的考虑,主要内容包括要发展利于民生的绿能,开发需求侧可再生能源的潜能,提高能源利用的效能,激发能源经济的动能,这涉及到市场。这次赋能包含了双重性和复杂性,双重性包括在扩能当中要节能;以及作为用能者,同时又要能产能,尤其是分布式能源。
        以智慧提高效能,不是简单的通过管理来提高效能,通过改变配能的方式来提高可再生能源的渗透率、增加率,同时通过多能融合与共享,主网和微电网的互进提升局部自给自愈能力,我归纳为智能。在这个形势下进一步讲,我们国家增量建设和存量调整的机会成为现在科学赋能的焦点和难点,这里包括很多产业园区和产业的转型升级,新城的建设,旧城区的改造,分布式光伏的发展进入精准扶贫领域和城区老旧小区的改造,电动汽车替代燃油车,从区域到用户,去煤化的替代工程和替代方案。这里存在很多问题,这些问题都时不我待,都在进行当中,进行当中就有一个能源方式的选择,到底是按照传统的能源方式进行这样的改造,增量的调整,做出能源安排还是按照新的能源方式。相当的机会没有按照新的能源方式去部署,而是按照传统的能源方式去部署,这是一个很大的问题,将来调整是要付出代价的,而且有些一旦投入很难调整,这是我讲的,为什么在增量建设和存量调整的机会成为科学赋能的焦点,也是一个难点。
        正是应用这样一个赋能效应,目前我们国家从需求侧角度看,能源的要素市场非常活跃,我把这些归纳为要素市场,这里每一个环节都不是真正的能源互联网的概念,属于能源互联网的要素成分。这里面包括很多环节,比如,分布式风能、光伏发电、热泵供热技术、充电桩、车桩联网平台、管理服务、节能服务、能源托管服务、能源信息数据服务、智能家居、售电、电能替代、电能质量治理等等这些能源要素市场现在是比较活跃的。
        但更重要的,也是我更看重的,更有生命力的是一大批孕育着新的能源业态,它体现了系统解决目前能源面对的问题,针对这些问题能够体现系统解决方案或者说现在的各种试点示范,这些试点示范项目正在推进当中。为什么这么说?因为目前能源面临的问题不是简单的要素能够解决的,它最大的效益无论是经济效益还是社会效益,体现在系统解决方案当中。这个系统解决方案就包括了基于能源资源状况和用户需求的特点,通过能源微网整合能源的存储技术、转换技术、余能回收以及热泵技术实现风光气水协同,热电冷储兼容,发配控用一体,这样以求最大限度的实现能源的就近利用,高效利用和清洁利用。所以系统解决方案才是科学赋能的根本之道。我们国家推行的这四类试点示范,包括多能互补、集成优化、新能源配网、能源互联网、增量配电网,加起来500多个全国试点示范项目,这些都体现了系统解决方案。
        这个图是一个典型的从圆中间的变换环节到各类用户,它体现了系统解决方案,系统解决方案才体现它的综合效益,能够实现社会效益和经济效益的最大化。
        这些系统方案的落地过程存在一些问题,这个问题是多方面的,但是主要的问题可以归纳四句话,一个叫做市场不兼容,基本上限于固有的能源模式,这里也包括既得利益的障碍,这个障碍很难打破,体现了市场的问题。另外一个是政策不配套,还没有形成很明确、完整的政策体系。第三个是权益不对等,从能源互联网的角度看,也包括我刚才讲的能源要素市场,实际有些对系统的贡献没有得到确认,只是在这里边夹缝当中找到一个简单的商业模式,按照这种商业模式去算账是不公平的,系统的贡献往往被现有的既得利益垄断性的集团吃掉了,这是下一步要解决的问题,这还会有一个很大的放量。第四个是地方政府不太给力,这个不太给力不完全是政府不作为,不想作为,没太有抓手,这里包括认知方面的问题,到底新的能源业态是什么?政策上的根据在哪里?也缺少动力,很重要的是习惯性的行为在起作用。
        第二个问题,有序开放需求侧的电力市场是当务之急,是能源变革的必然。
        电力能源处在关键的重要地位,是它的关键性和特殊性决定的,电能的地位是不可替代的,它的重要性因为电力能源成为核心不可替代作用,它的重要性,高电压输电和主配电网是我们国家能源基础设施的核心设施,是重要的经济命脉,它的地位不可或缺、不可替代、不可动摇,这一点是毫无疑问的。我们讨论能源互联网建立在这个基础上讨论的,而不是替代现在电力能源的重要作用,不是替代目前电力大系统的地位。
        由于电力能源的特殊性,为什么讲这一点?经常以这种特殊性为借口,阻碍着新的能源业态落地和发展,毋庸置疑,电力能源的特殊性在于它要求瞬间平衡。第二个,我们国家的资源禀赋,资源区和负荷区是分离的,它一定需要高电压、远距离输电,否则满足不了供需平衡。第三个是应对突发性的故障要考虑电力系统供电的可靠性和稳定性,一定要有一定的的冗余度,一定要有区域的联网来应对突发的故障,这是必然的这是它的特殊性。
        我们不能不看到,目前这样的电力能源、目前这样的电力体制存在这样的弊端,主要问题是这几个,第一个,存在安全之忧的,我们的特高压以特高压大容量而且立体结构的电力组的组电网,输配电网,如果在顶层发生突发性的故障,尽管这种故障的概率是低的,往往会形成扩大的,大面积的,导致灾难性的事故,这是不容忽视的,这种教训国际有,国内也发生过,电网本身也有这个担忧。第二个,缺少市场活力,现在输配售一体统购统销,实际上阉割了电力市场包括能源市场的活力。第三个,投入成本过高,由于刚才考虑它的可靠性,应对突发性和要高冗余度。所以电力系统庞大、底层缺少调控能力,在系统峰谷差过大的情况下,为了满足峰值的要求,系统投资显著增加,这种投资转嫁到电力的成本,那就转嫁给用户承担。第四个,能源利用效率低,因为电力能源的大一统锁定了市场边界,限制了其他能源与电力能源的有效融合,不利于提升能源的利用效率。最后一个,限制了可再生能源的渗透率。按照这样一个体系如果不改变,可再生能源的渗透率很难有大的突破和提升,因为缺少底层活力,影响系统调控能力和灵活性,因此,制约了可再生能源分布式能源的渗透率和大比例的提升。我们的基层电网是薄弱的,大系统是坚挺的,这是现在电力系统实际的现状。
        根据这样一些分析,我认为需求侧是解决电力能源问题的关键所在,我们这里讲的能源互联网重点指的需求侧,多能融合,风光互补,源网荷储,这样一个能源互联网,我这里讲的不是全球能源互联网的概念。从这个角度来看,新形势下,需求侧未来它能源的发展趋势是什么呢?主要是四点,一个是分布式,有源多能,这是一个特点,有源需求侧。第二个特点是热电冷储协同。第三个特点是具备自给能力、自控能力、自愈能力。第四个特点供配储充用共同参与的需求侧响应的有机体,这是未来底层需求侧的能源模式。
        国家电网“三型两网”的构想开启了认识上的电力系统的转型,这个转型前面几个报告都讲到了,我不再具体分析了。我认为平台型、共享型和泛在电力物联网,它都跟未来底层能源互联网发生千丝万缕的联系,起着至关重要的作用,这里需要提出一个很现实的问题,这样一种认识上的转型,希望电网把这种转型服务于能源市场,而不是把这种转型用于电力系统本身去垄断这样一个末端的多能市场,而要释放给市场,这是关键所在,如果没有这一条,这种认识转型只能是凭着在电网内部的转型,它不会变成社会上的一种推动力。
        创新技术与社会资本合力助推能源变革,这是最近舆论上很热的,也是大家很关注的。一个是5G技术,5G的卓越性能和快速应用它体现超高可靠性、超强速度和超低时延,它挑战了能源基础设施的升级与行业的融合,它提升了数字化、智能化、协同化水平,拉动了能源业务终端产品,能源管理创新和能源互联网相关投资与消费,它促进了需求侧能源的扁平化、协同化、高效化和绿色化的能源互联网新业态的发展。所以5G的发展快速应用,对能源的影响是非常大的,它不仅仅是技术的提升,它会对整个能源转型发展是一个很重要的拉动,是很重要的推手。
        另外一个是区块链,区块链最重要的是去中心化、高效率,它的系统可追溯,尤其是重构,我认为非人为的信用。我们原来信用是建立在人为基础上的,而我觉得不是很可靠,利用区块链技术重构分人为的信用体系,这是个很重要的核心问题,因此,区块链技术的进一步成熟与应用必将在信息基础设施、交通、能源电力等领域大显身手,甚至会渗透到社会管理,特别是信用管理,相对于现行的社会管理方式而言,其作用可能是颠覆性的。大家看短短的一段时间,区块链的应用是很广泛的,在很多领域都有些应用的案例出台,包括刚才讲的绿证技术,实际上也是区块链技术的一个应用。
        区块链在能源工程等方面的应用势不可挡,这里有些大家都知道,美国纽约布鲁克林项目是基于以太坊的区块链网络,实现P2P的能源交易,这个后来被停了,这是很早期的项目,实现P2P的能源交易。第二下来是欧盟地区框架的项目,也是基于以太坊,基于智能合约的通用平台实现了能源的P2P直接交易。德国电动车这样一个示范项目,主要是车桩联网,车网共享的一个项目。中国主要城市,北京、杭州、上海,这里都有很多的应用,北京的海淀区,杭州发布了专门在三化融合这方面提出了打造区块链的任务,上海成立了区块链产业的引导基金,力度还是很大,也包括广州和深圳,力度都是很大的。国际上包括小国,像爱沙尼亚、荷兰、瑞典、丹麦,这些国家在医保、金融、航运等领域都有很广泛的应用。这个区块链的应用,因为它没有受到目前像能源领域这种垄断的阻碍,它应用是很广泛的,它的发展是超乎我们的想象。
        区块链技术对现行能源体制与模式构成了很严峻的挑战,我不知道大家在这个问题上考虑过没有?我这里拉了一个表,做了比较,现在的能源方式,电力方式是统购统销的,区块链的应用它支持直接交易的,现在的模式,电力系统立体垂直模式,区块链支持多能融合扁平模式,现在垄断体制下的供应关系区块链是非人为的信用关系,政府在人员方面是平衡需求,基于平衡需求的能源管理,够不够,别影响招商,电的问题找电网,热的问题找热力公司,燃气找燃气公司,这是平衡需求。未来大数据是实时大数据可追溯的管理,不是简单平衡需求的管理。现在是由用户承担,并不透明的系统综合成本,我们不知道这个电价包括哪些成分,这些成分怎么来的,不要说我们说不清楚,能源局都说不清楚。大数据、区块链的技术,用户承担是边际可控,合理精准的能源成本,是说得清楚的,不是说不清楚的。我们如果反推,5G技术的应用,区块链技术的应用,我们就会得到这样的体会,这种推动力、这种拉动力,对现行的能源体制推动、拉动是巨大的,我认为是挡也挡不住的。
        代表了需求侧“系统赋能”的科学方法,能源互联网将产生不可替代的综合效应,基于前面的分析,我认为归纳这么几点看,通过微电网实现主配电网、微电网互为支持这样一种格局,因为是有源微电网它有自愈功能,因需求侧系统效应提升了需求侧的响应能力,降低了系统的峰谷差。另外,因为多能协同就近利用,提高了能源利用效率,因为市场化的竞争机制降低了能源成本,受益用户,大数据与区块链的应用实现了能源的精细化管理,有助于打造共享经济和政府能源管理的转型。这些是系统赋能的结果,系统赋能怎么实现?首先实现能源系统解决方案,前面讲的能源互联网,这种系统赋能才可能体现综合的、最大化的社会效益和经济效益,才能实现能源的转型。
        最后一个问题,协同创新助推能源革命,能源互联网是协同创新的重要基础和典范。
        讲几个问题,一个是能源互联网是协同创新模式的典范,因为前所未有的赋能形势和多项重要创新技术的合力驱动,跨专业技术、跨业态模式、跨传统体制政策协同创新成为真正意义上的能源互联网的共同特征,这是能源互联网成为能够成功落地的重要条件,也是其强大的生命力所在。这里能源互联网本身就是一种协同,什么协同呢?多种技术的协同,多种能源要素和商业模式的协同,是能源业态的协同也是政策机制的协同。
        下面重点举两个例子,一个是能源互联网是能源资源环境协同创新的基础,因为能源互联网和共享经济,基于这一点考虑,能源问题、资源问题、环境问题是密不可分的,我们讲的低碳、高效、节能、环保这种经济社会目标,只有通过能源资源环境的协同才能得到保证和提升。从能源来讲,太阳能、空气能、燃气和其他的余能利用,这都是资源。从能源来讲可再生能源、提高能效、提高能源设施效率、提高需求侧响应能力、提高能源经济性和安全性是能源的问题。从环境来讲,大环境的概念,绿色低碳、禁零排放、资源市场化和政府管理的精细化,打造共享经济环境,这都是环境问题。
        这些例子准备在国家级开发区落地的,这是典型的能源、资源和环境的协同,中间这一块是一个能源互联网,这是在若干平方公里之内实现能源互联网,这不仅是能源互联网,这里除了电储热、电池储能,调整系统的平衡能力和灵活性,同时这里有两个环节,一个是这个环节,这个环节是什么环节呢?深冷液态空气储能,这是它大概的逻辑,这个原理图。是通过深冷液态空气储能技术将电能转化为液态空气的内能并存储,在这个过程当中,它产生电能,它产生热和冷三种能源,这三种能源刚好跟能源互联网相耦合,我认为能源互联网既是一个典型的模式,又是重要的三种融合协同的基础。热电冷综合利用它的效率达到70%以上,安全性、环保,现在着火都是电池的问题,不太可靠造成的,这种深冷液态储能首先对空气进行净化实现存储一期准备上25兆瓦,连着上四期达到100兆瓦,10万千瓦。
        另外一个环节,结合无废城市建设,环保示范区的建设,把垃圾,微废物分散式处理,利用微波等离子技术,它可以用电,电可以取自于能源互联网,处理过程中又产生热,热又不释放,回到能源互联网的热源系统里面,这就是典型能源资源环境的协同创新,能源互联网加上能源资源环境的协同创新进一步提高了它的能源利用效率,提高它的社会效益,这也是很典型的。
        另外,能源互联网又是能源建筑与环境协同创新的重要载体,举个例子,现在准备推进的一个项目,这个项目实际上基于光源、空气源实现热电冷光伏建筑一体化的协同方案,上午讲了建筑光伏一体化,那是另外一个概念。我们在铺设光伏的时候,光伏跟屋顶各自所有,而且寿命也不同步,工业厂房的轻钢是十八年的手民,光伏15年的寿命。在光电转换效率当中这个曲线同时产生热,屋顶的环境温度维持这样一个温度,室内对升温进行空调降温。中间这个热是白白浪费了,我们把这个热通过空气源热泵给它提取出来,这样就把电产生的逆变器有损失,我们把一部分电进入热泵,环境温度提升进入热泵,最后把电和热变成一体化,这效率有极大的提升,这也是协同创新。我只讲两个例子,这两个例子在工程应用当中在做。
        为了提升协同创新的能力需要向系统工程发力,我大概列了系统工程的图,协同创新是多方面的,要从系统工程的角度看见这些事情,它不是个简单的技术环节,也不是简单的商业模式,一定把这个系统工程各个环节分析清楚了,我们才可能能源互联网按照系统工程在协同创新角度成功落地,使得效益最大化,协同创新最重要难点的环节是这三个环节,市场准入、要素协同、政策要素的协同、骨干往与微网相互作用的协同。
        开放能源需求侧市场与政策体系的协同成为所有要素协同的重点、难点和关键。这里面包括电力市场的准入、政策性条件、项目审批和备案,这些问题都应该首先解决,大的政策是有的,现在还没有变成操作性、程序性的方案,这些很快也都会得解。
        因为能源互联网因其所能,所以它必将成为充满活力的新型能源业态,这是一个归纳性总结。从电网的角度讲,尽管电网从市场的角度不希望把这个市场放弃,因为它现在是统购统销的体制,但是电网关心的问题,增加可再生能源消纳比例,能源互联网是有作用的,从调节峰谷差的角度,减少系统冗余的角度,能源系统是有助于解决的。从用户的角度来讲,希望集约利用提高效率,希望更节能、更环保,希望共享信息,支持智慧生活,同时希望用电更安全。除此之外,政府希望除了这些电网关注的、用户关注的,也是政府关注的,政府也更关注大数据支撑政府的社会管理转型,能源管理转型。所以可以说,能源互联网它最后的效应是各得其所,这种作用是内在的作用,不会因为谁愿意不愿意,谁情愿不情愿,谁阻挡不阻挡,它落不了地,因为受阻,不能发展,我是这么看的,是必然的,是挡也挡不住的。
        最后,我们要关注一下,总书记四个革命,大家都知道了,上午主旨报告特别讲了四个革命,大家注意到,韩正副总经理前不久在太原低碳国际会议上的一个讲话,他重复讲到了四个革命,而且每个四个革命前面加了一个坚定不移,最后强调要着力加快推进能源市场化改革,今天李也总特别强调,着力加快推进能源市场化改革,要积极推动能源投资多元化,深化电力油气的体制改革,完善能源价格形成机制。这是抓住了要害。这次太原重要的国际会议,山西省政府发布了一个重要的信息,这个信息是根据中央全面深化改革委审议通过的,在山西开展能源综合改革试点的意见,这次山西省的意见15项变革性、引领性、标志性的重大举措。我们希望这个试点能够尽快,使得能源变革取得破局的影响力,总书记亲自号令的能源革命能够真正的落地。
        这十五条,我不在这儿说了,有机会大家在网上查一下,是很振奋的。这些信息可以告诉我们,能源互联网的春天到了,我们的能源革命已经进入了纵深发展的阶段。谢谢大家!
        注:本文系能源新闻网整理自李凤玲在2019年全球能源转型高层论坛上演讲文字实录,未经本人审阅。