能源互聯網離我們有多遠？

DQZHAN訊：能源互聯網離我們有多遠？

全球再生能源聯網的概念*早在20 世紀70年代由巴克敏斯特˙福樂(Rid Buckminster Fuller)在世界游戲模擬(WorldGame simulation)大會上提出的，他認為“全球能源互聯網戰略”是能源*高優選的。

1986年彼得˙邁森(Peter Meisen，1976年加利福尼亞州大學碩士研究生畢業，獲應用力學與工程科學學位)創立了全球能源網絡學會(Global Energy Network Institute，GENI)，該學會是研究和教育的非盈利性組織，特別關注國家與大陸之間的電力傳輸網絡連接，強調利用豐富的再生能源資源，利用季節性變化、氣候變化和日照變化等的差異收集再生能源，以供全球使用。

2011年杰里米˙里夫金(Jeremy Rifkin)出版了一本名為《第三次工業**—新經濟模式如何改變世界》的書。書中觀點指出，第三次工業**由信息技術推動全球化，首先要解決人類賴以生存的能源問題。聯網的再生能源共享，如何實現儲存和共享，并且每家每戶都能夠參與再生能源生產中來是全書探討的**個主題。將能源的生產、制造、存儲、運輸實現互聯網化，這是解決能源危機*行之有效的方法，全球化的能源進程始終與第三次工業**相輔相成、相互滲透。

書中提出了第三次工業**的核心有五根支撐的柱子，它們之間是相互關聯的：

(1) 能源朝向可再生能源發展;

(2)陸上構筑物區塊都轉換成綠色微型電站，就地收集再生能源發電;

(3) 每棟構筑物區塊及基礎設施均可使用氫和其他存儲技術，以存儲間歇式能源;

(4)利用互聯技術將陸上構筑物區塊微電網連接到能源互聯網，其作用類似信息互聯網(數以百萬計的構筑物能夠就地生產出少量的再生能源，可將多余部分銷售給電網回收，通過聯網而與其他地區分享);

(5)將電力或氫輸送到插電式汽車及燃料電池汽車，這種綠色能源可以在各地區之間購買和銷售。

可見，能源互聯網是充分利用可再生能源的有效方式：就地收集、就地存儲、就地使用。在兼容傳統電網的基礎上，可以充分、廣泛和有效地利用分布式再生能源，滿足用戶多樣化電力需求的一種新型能源體系結構。就是說，化石燃料逐步消失，人類將這樣逐步利用能源網絡。

因此，可以給能源互聯網下個定義：能源互聯網是通過先進的電力電子技術、信息技術和智能能量管理技術，將大量的由分布式能量采集裝置和分布式能量儲存裝置構成的新型電力網絡節點互聯起來，實現能量和信息雙向流動的能量對等交換與共享網絡。

杰里米˙里夫金只是根據能源發展總結了前人的工作而成書，在之前，關于分布式能源或區域性能源的說法很多，討論也已經持續很久了。

雖然里夫金不是能源互聯網的*早提出者，但是他卻是一個重要的推動者。

二、能源互聯網的本質?

清華大學信息技術研究院研究員曹軍威認為：

能源互聯網是以互聯網思維和理念來變革能源基礎設施。如果說電網智能化還是在傳統電網架構上通過信息化和智能化的手段，解決設備利用率、**可靠性、電能質量以及可再生能源接入等問題，能源互聯網的根本不同在于采用互聯網理念、方法和技術實現能源基礎設施架構本身的重大變革，使得能量的開放互聯與交換分享可以跟互聯網信息分享一樣便捷。能源互聯網區別于傳統能源基礎設施的本質特征包括：開放、互聯、對等、分享。

1)開放：互聯網實現信息的隨時隨地接入與獲取，主要取決于開放式的體系結構。能源互聯網要實現開放性，需要可再生能源、儲能以及用能裝置的“即插即用”。能源互聯網的發展要借鑒互聯網的發展方式，走標準先行、應用驅動、進一步帶動產業和市場發展的道路。

2)互聯：互聯網中局域網與廣域網的本質不同在于廣域網必須解決規模化開放互聯的問題，這就需要簡潔易行的標準協議作為基礎。能源局域網內部可以進行多種能源形式的轉換，可以進行風光儲用的協調，但廣域互聯必須是建立在局域消納的基礎之上，形成簡捷高效的能量交換方式，才可能實現大規模互聯，而互聯的廣泛性*終會帶來資源配置的廣泛性。

3)對等：同傳統電網自頂向下的樹狀結構相比，能源互聯網的形成是自下而上能量自治單元之間的對等互聯。任意單元之間的連接是邏輯上的，真正連接必須建立在分散交換和路由的基礎之上，優勢在于連接是動態互為備用的，在保證冗余和可靠性的同時不降低系統的利用率。

4)分享：分布、分散與分享也是能源互聯網的主要特征。能源互聯網借鑒互聯網應用中社交網絡的信息分享機制，其中的能量交換與路由也都是就近實時動態進行的，以分散式的局部*優實現全局能量管理的調度優化。能源互聯網是為了適應分布式可再生能源的接入、對集中式電網的有益補充，符合電網發展集中與分布相結合的大趨勢。

三、能源互聯網與智能電網

新浪財經訊 由新浪財經主辦的“2014新浪財經能源論壇”于2014年10月18日在北京海航萬豪酒店召開。本屆論壇主題：未來能源之路——互聯與變革。張義斌在對話中闡述了國家電網的“能源互聯網”概念，其認為應是“以電為中心的能源互聯網途徑”，并表示，國家電網還在學習之中。

我們討論的這個主題概念叫做“能源互聯網”，而且我覺得光伏這塊是能源互聯網重要的一環，但是我不知道各位有沒有考慮過這個概念，對這個概念是否認同?包括這個概念的含義你覺得應該包括哪些方面?這個問題想問一下張所長，因為張所長很早就承擔國家能源局智能電網相關的課題，全稱我不記得了，但是是有關智能電網的，我想聽一聽張所長對智能或者能源互聯網這個概念您是如何認識的?包括國家電網的董事長劉振亞也在說能源互聯網，到底能源互聯網是什么，張所長能不能說一下您怎么看這個概念?

張義斌：這個命題從學術界來說也是一個目前正在研究的，我來回答也不一定很合適，到目前為止我們也試圖來找到一個大家共識比較多的概念，但是比較遺憾，我們做了一些綜述研究，不僅國內、國外大家都有不同的提法，核心的理念我想都是將能源和信息這兩者緊密的結合，涉及到能源領域的方方面面。包括今天里夫金先生也提出比較狹義的能源互聯網的概念，國內和國外有很多研究機構的專家學者也在一些學術層面提出了一些概念，很多包含像分布式能源，或者更多內涵的分布式能源系統的概念。剛才我也給大家展示了我所理解的以電為中心的能源互聯網的途徑，那個概念也是我在給國家能源局做智能能源體系課題中間我們提出的一個思路。至于國家電網公司也提出包括全球能源互聯網的構想，我想這是對于未來的全球能源可持續供應的這樣一個解決的思路，我自己也在學習的過程中間。

我們說能源互聯網也好，智能電網也好等等，還是我們的市場也好，這里都有他的技術問題、有他的市場體制等等問題，我們建設能源互聯網到底和壟斷是什么關系，電網這樣一個壟斷從經濟學定義上是否完備，電網這些設施本身所具有的一些自然壟斷屬性等等，是不是就是作為阻礙我們市場形成的這樣一個基本的東西，我覺得這個是需要系統客觀的來看待。

我更希望是從一個技術的視角來看，你*終都是要對電力流和信息流進行有效的管理。我現在的這些電網的基礎設施，或者基于此我們說的能源互聯網，他都是一個基礎平臺，類似于我們現在比較火的阿里巴巴[微博]，他就相當于是一個平臺，你在這個平臺上可以進行自由的買賣，我想在現在這樣一個市場化的大方向下這個是沒有問題的，當然他也需要很多的制度，包括電價等等一些政策，來進行這樣的支撐，有相應的政策配套體系來完成。當然要想做到這個，我相信在座的大家可能的來看這個問題的話，這個事情好像作為一個企業是不能夠完全來左右的。

四、能源互聯網與微電網

中國微電網的價值機遇

里夫金在《第三次工業**》中提出“能源互聯網”的概念：電力輸送網絡將變成智能型能源網絡，使數以百萬計的自助生產能源的人們能夠通過網絡的方式分享彼此的剩余能源。根據我們的研究，未來的能源互聯網仿佛一個生命體：特高壓輸電網是主動脈，智能化大電網是血管，微電網則是不可或缺的毛細末梢，使電網能夠大量消納可再生分布式能源，從而促進綠色能源的高效利用。中國的微電網應以能源互聯網的發展為導向，以“堅強智能電網”的建設為依托，鼓勵用戶參與和綜合利用能源為手段，實現能源供應的高效率、多元化目標。

微電網為何成為明星

從海外經驗看，2003年美國和加拿大都曾發生大規模的停電事故，高達300億美元的經濟損失引發了人們對大電網**性的深刻反思。同時，以歐盟為代表的地區出于環保考慮，分布式風能、光伏發電系統越來越多，但這類可再生能源的發電輸出難以準確預測，反而對電網的可靠運行產生威脅。

電力用戶的基本需求，依然是希望享受更高的供電質量和可靠性，且與綠色低碳的清潔能源二者得兼。

為應對這些挑戰，微電網作為一種解決方案應運而生。相對傳統大電網，微電網是一組分布式微電源、負荷、儲能系統和控制裝置構成的系統單元，具備**、可靠、高效、經濟等特點，因而作為*佳的實用型解決方案受到各國關注。2012到2016年間，全球微電網市場投資年復合增長率將達到25.7%。

電力用戶的開支約半數來自制冷與加熱。微電網的一個突出優勢是可以充分利用可再生能源以及能源的梯級利用技術進行冷熱電一體化生產、計劃和調度，幫助用戶選擇更經濟的電源。例如GE公司與綜合能源公司PowerStream合作的微電網試點項目，利用微電網提供電能的同時，還能進行照明、空調系統運轉、制冷和電動汽車充電。此外，它還可以自行在微電網和大電網之間切換，自動選擇更加省錢的電源。

中國需要怎樣的微電網

世界各國的能源發展動因不同，對微電網的研究側重點各異。在中國，發展微電網的*大動力是充分利用可再生能源滿足未來能源多元需求，*大化接納分布式電源，提高能效。中國已經啟動的100座新能源示范城市申報將促進微電網快速發展。我們也希望通過長期跟蹤和研究國內外微電網的發展，對中國建設微電網的路線圖提出建議。

首先，由于城鎮化、智能城市的建設使多樣化、低成本、靈活可靠的用能需求以更快的速度增長，中國微電網應在城鎮、園區中優先發展。其次，微電網建設應能協助用能需求大的企業通過大量可再生能源的綜合利用降低用能成本，同時滿足國家越來越嚴格的環境監管和大氣治理政策。*后，微電網解決方案一定要體現經濟性，使其在可接受成本內獲得大范圍應用。具體而言，中國重點發展的微電網應能實現三大效益：

**，與電網緊密互聯，實現電網與用戶雙贏。微電網可以充分利用電網的分時電價、可再生能源的“免費”優勢、多種能源儲存技術，發揮其優化調度功能，*大限度地降低用戶的能源消耗總成本。接入微電網后，智能電網就能真正為用戶提供電力**雙保險。電網故障后，微電網能實現孤島運行模式，避免給用戶帶來損失。而電網用電需求激增時，微電網也可發揮調節作用，為電網送電。*后，微電網自帶的發電設備能夠提供電網所需的調頻、調峰、電壓支持能力，從而降低了電網的運行成本。

**，滿足綜合供能需求，實現綠色成長。大企業、園區不僅需要降低用電成本、實現不間斷供電，還希望用新技術滿足供電的其它可靠性指標，解決綜合能源需求，同時保證減排。微電網解決方案應面對這些企業需求，提升園區基礎設施的硬實力，從而增加招商引資的吸引力，有利于地方經濟與環境的和諧發展。

第三，保障電網**運行的同時，提升可再生能源利用率。由于電網消納問題，中國一直存在大量棄風現象，而微電網作為可控的電源/負荷系統，可就地消納分布式的可再生能源發電。大電網將接入可觀、可控的微電網，而不是成千上萬難以直接調控的分布電源。此外，微電網能通過規劃調度和內部多樣化的能源組件實現可再生能源優化配置，既可實現用戶在不同時間段內對冷熱電的不同需求，也能保證能源綜合利用的成本*小化和能源利用效率的*大化。

誰來****應對挑戰

實際上，社會、電網、用戶對能源以及微電網發展的需求并不完全相同甚至相反：用戶的*根本需**綜合能源消費支出的*小化;電網公司的需**希望微電網對電網本身的規劃、運行給予*大支持，并對電網**、經濟利益的影響*小化;全社會的訴求，則是能效和環保。

電力難以儲存，供需平衡依靠實時完成。因此，建設能夠平衡多方訴求的微電網，*主要的挑戰是微電網的規劃、日前計劃和實時運行。在微電網發展中，中國電網企業應扮演**者角色，它們從專業的規劃設計、建設和運營人才到微電網核心技術的研發都具有先天優勢。電網企業可從微電網規劃、建設、運營一體化服務方面挖掘和獲取**價值。尤其是微電網規劃設計，這一階段既是微電網成功建設運營的關鍵，也是少有其他競爭對手的市場。在建設運營階段，為實現微電網價值*大化，商業模式可以非常多樣：電網公司可自己出資經營，也可與其他優勢企業合資共同經營，或電網公司以專業服務的形式進行投資并參與運營。如果電網企業面對客戶需求改變自身的保守形象，還將更進一步通過靈活利用微電網系統，成為能源管理服務專家。(來源:中國能源報作者:周勤、王靖、童華)

五、能源互聯網離我們有多遠?

編者注：

能源互聯網概念越來越受到各行各業的高度關注，傳統能源、新能源、IT界、國家電網、投資界、政府、科研部門，無不傾力研究。

當今能源領域許多熱門的概念，也都可以由能源互聯網串聯起來，比如智能電網、微電網、微網、主動配電網、泛能網，新能源、可再生能源、分布式能源、分布式發電、需求相應、虛擬電廠、V2G、儲能系統，柔性制造、電氣智能化， O2O、P2P、新能源眾籌、電商平臺，互聯網、物聯網、大數據、云計算等等。

因此說，能源互聯網并不神秘、并不遙遠，它與我們每個業內人士都密切相關。同時，能源互聯網又具有極大的內涵容量，既包括傳統能源，又包括新能源;既包括智能電網，又包括微電網;一邊連著能源，另一邊連著信息技術，是未來重要的發展方向。

我們應該共同努力推動其蓬勃發展。