2016年11月3日,在“2016中國風電電氣裝備技術高峰論壇”的主題演講環節,國家能源局能源節約和科技裝備司科技處處長孫嘉彌作了能源互聯網相關的主旨演講。她表示,發展智慧能源已經成為全球的共識,并對能源互聯網的定義和一些特性作了介紹。
以下是主要演講內容(筆錄):
首先我來介紹一下發展能源互聯網的一個背景。首先說發展智慧能源,能源的清潔化、低碳化已經成為全球共識的情況下產生了這么一件事情,2015年德國光伏出力瞬時最大值達到系統負荷74%。風電太陽能發電新增裝機容量連續最高,這都是我們發展智慧能源樂觀背景。
第二就是我國能源資源逆向分布比較特殊。此外,我國能源利用率比較低,綜合能源利用效率約36%,中國單位GDP能耗是世界平均水平的1.8倍,73%的能耗來自于工業企業。
此外我們國家的能源生產消費結構也可能發生重大的變化,現在看起來隨著光伏風電的新能源的快速發展,這將逐步改變我國以煤為主的主導能源傳統生產結構。此外電力由于具有高效快速的傳輸特質,使其成為互聯互通的能源接口,而且隨著經濟結構的調整,能源結構也將發生重大變化,居民商業用電發生劇烈的提升,電動汽車的推廣,交通用電占比也將提升30%,我們的能源生產和消費結構發生重大的變化。
另外大家也可以看出來,在能源生產領域,制約光伏行業大規模發展的主要原因是成本還是比較高,根據國際能源署的預測,光伏組件在未來將穩步下降,為調整能源生產結構提供了支撐。
此外就是能源互聯網也在顛覆人類的生存模式,互聯網從本質上還是一個提高效率的工具,是通過技術手段解決信息不對稱的一些問題,互聯網在重塑傳統行業的過程中也在一步一步改變我們的行為模式和生活方式,這一點也是毫無疑問的。
相對于零售業、媒體業、醫療業和制造業這些領域,能源行業的互聯網化程度還是比較低,所以通過實施能源互聯網行業發展戰略也將極大的發展行業。
以能源革命為氣質的新一輪改革也出來了,中央財經領導小組第六次會議專門研究了安全戰略,習近平提出能源和消費革命是國家的長期戰略。
2015年3月15日,十二屆全國人大三次會議上,克強總理在政府報告中也提出國家行動計劃。3月15日中共中央也下發了9號文提出相關內容,放開新增配售電廠,符合條件的5類企業未來可以開展售電業務。
第二大部分我向大家介紹一下能源互聯網的定義及一些典型的特征。
關于能源互聯網有幾種典型的理解,狹義的理解認為能源互聯網本質上是智能電網的延伸,廣義就是有很大的內涵,第一是能源的系統,而且強調協同優化,同時是扁平化系統,通過信息技術實現供能、輸能、用能等各環節的協調,打破能源產業傳統的供需界限,此外是開放式系統,是能量流、信息流、價值流三流自由交互衍生出一個特定的形態。
在國外事實上大家也都早早行動起來了,歐美各國都已經對智慧能源的發展進行了探索,美國從2005年開始就部署智慧能源網的研究,英國2007年投入100億英鎊建立能源技術研究院,支持智慧能源網的研究,以提高能源我綜合利用效率,瑞士致力于研究能源互聯網能量集站。
關于能源互聯網的定義,能源互聯網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,這是我們的一個理解。
互聯網+智慧能源也叫能源互聯網,它的體系是以電力網為主導,能源主干網、能源區域網,在堅持能源互聯網體系架構下,以電力為主導,主要解決能源空間不平衡,以能源的調配為主要任務,以能源的存儲、轉換為輔助手段,解決問題。
能源互聯網可以在智能電網的基礎上進行架構,智能電網主要是從電網的智能化角度,強調深度融合,能源互聯網是從互聯網的角度除了三息以外還要加強互聯網。
能源互聯網的特征,首先說多效互補、高效轉化是能源互聯網的核心。其次智慧能源網中間的各類能源轉換是高效的,通過高效轉化大幅提高能源利用的綜合效率。
第二個特征是高度融合的信息物理系統是能源互聯網的載體,能源互聯網是通過能源技術與信息技術的高度融合,逐漸形成以電力為紐帶,涵概供電、供熱、供暖、供氣為系統的綜合網絡,并將其是信息物理系統,以保證智慧能源的智慧性、可靠性、安全性。智慧能源的信息物理系統所涉及的類型多、數量大,且覆蓋能源的生產、輸送、消費和存儲各個領域。
第三個就是平等多邊的交易體系是能源互聯網的一個推售,一就是建立零售商、小型用戶和代理商的多邊交易和電子交易平臺,另外建立推廣能量的金融交易,第三是能源服務商提供個性化的能源價格菜單,第四是建立能源競價平臺。
下面介紹一下起草的關于推進互聯網+智慧能源發展的指導意見。我們認為發展能源互聯網至少應該有以下幾方面的意義,一是促進綠色低碳的能源發展,特別是分布式可再生能源發展的重要手段,二是推動能源裝備制造業轉型升級的重要抓手。三是推動中國能源技術、裝備、標準和模式走出去。四是推動能源體制改革,特別是供給側改革是一個重要突破點。
指導思想我就不多說了,也是貫徹黨的十八大,包括三中、四中、五中全會精神,包括克強總理在國家能源委第一次會議上的模式和要求,另外也是為了適應引領新常態,以改革創新為核心,以互聯網+為手段,智能為基礎,主要是推進能源信息的深度融合。
我們的基本原則四點:基礎開放大眾創新,探索創新示范現行,市場驅動,深化改革推動革命。著力點就是要著力提升用能體驗,實現清潔能源消納,另外就是提高用能效率。
主要的目標是提出分階段,2016-2018年,著力推進能源互聯網試點示范工作:建成一批不同類型、不同規模的試點示范項目,攻克一批重大核心技術和核心裝備,能源互聯網的技術達到國際先進水平。初步建立能源互聯網市場機制和市場體系,初步建成能源互聯網技術標準體系,形成一批重點技術標準和,催生一批能源金融、第三方綜合能源服務等新興業態,培育一批有競爭力的新興市場主體,探索一批可持續、可推廣的發展模式,積累一批重要的改革試點經驗。
2019-2025年,著力促進能源互聯網多元化、規模化發展,初步建成能源互聯網產業體系,實現經濟增長重要驅動力,形成較為完備的技術及標準體系并推動實現國際化,引領世界能源互聯網發展。也向各地發改委,央企向社會廣泛征集試點項目,目前報上來有幾百個,我們正在組織第三方機構組織評審,這個工作正在進行中,應該年底之前會有結果。
我們在指導意見里也提出發展能源互聯網十大重點任務,包括能源生產消費基礎設施智能化,建設多能協同綜合能源網絡,能源與信息通信基礎設施深度融合,開放共享的能源互聯網生態體系,儲能和電動汽車應用心模式,智慧用能和增值服務新模式,綠色能源靈活交易市場模式,能源大數據服務用,關鍵技術攻關,標準體系建設。這十大任務基本上涵概了能源互聯網的基礎設施、價值實現和保障手段,是全面而且我們認為是切實可行的。
十三五期間如何發展能源互聯網,我想我們可以開展以下幾方面的工作:一是示范項目。著重多源協同和低碳清潔供能。二是兩組關鍵技術,主要是直流電網技術和儲能技術。構建三大運營平臺,競爭開放能源交易平臺,用能響應平臺,領導提高大數據監測分析和監測服務的能源大數據平臺。
示范項目這些類型有多源協同優化、低碳能源供應,還有高效配送多類能源的,有著力提升供能系統效率,另外搭建基于互聯網的信息平臺,包括機制創新、智能響應、發配類型。
我以海淀北區智慧低碳新區的微網為例說明多源協同的能源互聯網,這里提高了能源生產的綠色化,實現對能源的協調優化,在消費側通過需求響應,最終實現27%的峰值負荷削減,效果是很明顯的。
通過多源協同的能源互聯網,對電力投資也是有非常積極的影響,基于當地的負荷特征,按照傳統的規劃需要變電站13座,容量是1700兆伏A,而通過能源互聯網,新規劃只需要變電站10座,容量也大大降低,有效的減少了電網的投資。此類多元協同的智慧能源互聯網建設,可以有效的推廣到新型城鎮、商業住宅區、新農村建設,可以帶來顯著的智慧建設,它的價值包括可以提高利用率,節約配電網的基礎投資20%,可以顯著的提高能源整體效率。
我下面介紹一下能源互聯網關鍵技術,首先是直流電網,有助于實現更好的系統動態特性和雙向電力潮流以及對新參與者的開放性。建設直流電網需要發展多端柔性直流輸電技術,以中壓直流電網高效匯聚新能源。
建設直流電網還需要建設城市園區的直流配網,提升配送容量與運行的可靠性,可以有效的解決城市配網的瓶頸問題,正常狀態下可以解決負荷不平衡,故障狀態下在不增加容量的情況下可以提升局部供電能力,減少短時的供電終端,提高供電的可靠性。美國可再生能源實驗室,最早就建立了直流配電的DEMO,認為可以提高6%-26%的配電項目。
關鍵技術之二就是儲能技術的快速發展與差異化應用。儲能技術快速發展還是取決于技術成本將會實現怎樣的突破。大家可以看特斯拉在內華達州已經設立了這樣一個計劃,2020年成本降低50%,此外電動汽車大力推廣也將極大的促進儲能行業樂觀發展。開發應用電廠能量存儲單元,提高調節風電能力。
關鍵技術之三是著力建設三大平臺,能源交易平臺、能源互聯網平臺、用能響應平臺,能源大數據平臺。首先運營平臺之一就是建設能源交易體系,和發電售電雙測的焦點體系,中期任務是完善內容,遠期就是要融會貫通,主要包括標準化能量當量交易,打破不同要素的市場壁壘。
建設能量交易平臺可以通過建立能源淘寶實現,以降低市場門檻為市場主體,鼓勵能源領域的萬眾創新。能源淘寶具有幾個典型特征,一是零售商多樣化,二是終端用戶多樣化,三是商業模式多多樣化。
建設能量交易平臺可以通過建立能源交易所實現,以建設全國性、區域性能源交易的集散平臺,廣東交易平臺這是個試點,是2015年3月1日正式上線運行,用戶185個,發電廠31個。二是基于智能終端與價格響應的用能響應平臺,用戶享用資源可以參與容量市場、能量市場、備用市場和調頻市場,需求側響應市場總額約7億美元,約44.8億人民幣,并且逐年增長,絕大部分收益來自于容量市場。建設用能響應平臺需要推廣生態化的用能響應,沐光而行、隨風而動,以用戶側的柔性應對新能源的劇烈波動,用戶根據價格信號,隨風電出力。
其次是建設能源監控分析運維的大數據平臺,有三方面內容,一方面是基于大數據的能效監控、基于大數據的業務創新和基于大數據的精細化管理,能源大數據重點應場景:智慧能源系統的大數據傳感與采集;以數據支撐能源監管工作的有效開展等等。
智能風機的建設我們可以實現主軸承滾動機疲勞狀況的實時監測,包括輪轂和主軸連接螺栓疲勞狀況的實時檢測,包括風壓、風速實時監測,并且監測的數據由中央云平臺實施交流,通過數據監測和基于數據運維,可以使風機自學習,自優化成為可能,可以提高4%-15%的發電量。
另外就是智能光伏的建設,是建設能源大數據的利用方向,通過5點4段的PR值優化體系,可以使大型地面電站發電量提升5%,運維效率提升50%,保障安全、促進融資。另外通過光伏電站全生命周期的數據與監控,從而保證電站系統的安全和可靠性,保證電站25年的使用壽命。
以上是我們對能源互聯網發展的一些不太成熟的意見,也歡迎大家批評指正,今天時間關系我就介紹到這兒,謝謝!