能源互联网的概念是什么?笔者认为,能源互联网是以智能电网为基础,与热力管网、天然气管网、交运管网等多种类型网络互连互通,多种能源形态协同转化、高效存储;支持分布式可再生能源及各类能源的充分接入,满足任何合法主体的参与和分享;实现信息和能源的深度融合,以支持各种能源生产、消费设施的“即插即用”与“双向传输”,保证分布式、间歇性、多样化的能量供给和需求;在集中式与分布式能源协调运行的前提下又能充分体现其自主、自愈、能动的生态特征。
各方力量推动
从国家层面上看,不断出台政策鼓励能源互联网发展。今年2月底,国家工信部、国家发改委、国家能源局发布《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,核心是以改革创新为核心,以“互联网+”为手段,以智能化为基础,紧紧围绕构建绿色、低碳、安全、高效的现代化能源体系,促进能源和信息深度融合,推动能源互联网新技术、新模式的新业态发展。并提出近期、中期推进的发展目标。
6月底工信部也下发通知,首次明确以园区模式推进工业领域电力需求侧管理,并于近期启动2016年示范园区推荐工作。其中提出入选示范园区的四个条件是:依法设立的经济技术开发区和高新技术开发区;有较高的产业聚集度,存量GDP百亿以上;能源管理相对集中,存量用电量10亿千瓦时以上;其管理平台建设、源网荷储协调优化运营、能源互联网建设、能效对标与评估分析、智能微电网建设方面具有示范效应。
从市场层面看,自去年中央9号文颁布以来,全国成立了几百家售电公司,除电网作为传统售电方式、个别类似贵州配售一体试点售电模式外,其余主要是独立售电公司。独立售电公司不具明显竞争优势,盈利者很少,笔者看好的是配售一体售电公司。因其拥有配电网运营权并开放于社会资本;拥有更多的获取数据和资源的可能性。随着储能、电动车等新兴设施大量普及和分布式可再生能源的接入,配售一体的公司的网架结构及服务空间会放大和改变,其服务职能和增值服务空间将有很大的扩充余地。
从城市化发展的压力上看,我国城市化进程发展迅速,智慧城市已列入各大、中城市的发展规划,但大气环境问题形势严峻,经济社会低碳发展已成为经济社会发展的首要问题。来自国际能源署(IEA)的警告称,空气污染已经成为继高血压、膳食风险、吸烟之后人体健康的第四大威胁。
从资源与技术条件上,我国大电网、特高压技术领先于世界,从技术上来说,大电网的监控技术和安全手段用于局域能源系统绰绰有余,且我国多年来在现行体制和规则下已形成的大电网冗余能力将会得到巨大释放。问题只在于,如何实现开放配电市场的支持性政策和规范,以改变现行能源体制、规范;能否下大力气整合技术资源、市场资源。前者是靠政府的行政推动,后者将来自于市场的强大力量,两者都需要“在实干中完善”,而不是等待“完善再干”。确切地说,我们只存在制度障碍,不存在技术障碍。无线充电、能量路由器只决定能源互联网的技术水平,不决定能源互联网的产业形态,也就是能源互联网呼唤着这些技术,但并不依赖于这些技术。
因此,能源互联网作为一种新兴业态,具有强大的内外驱动力,一旦示范,“井喷”局面必将涌现。
路径选择与模式分析
那么能源互联网项目将会遵循怎样的路径?我认为,有四个前提:相对独立的园区或区域;增量能源需求较大,增量需求可预期;做好顶层设计,定位于能源互联网;投资经营一体,能源配售一体。
实现能源互联网的现实可行路径:一是从工业园区的电力需求侧管理入手;二是组建能源物业公司,从能源物业服务着手;三是从消纳弃风弃光的可再生能源着手;四是从新增电源项目及其供电区域或综合能源规划着手;五是从环境要求高、调峰压力大的在建新建区域着手。
就商业模式而言,我认为有三种模式:一是一体模式。存量资产入股或由项目公司租用,增量资产全部由项目公司独家投资持有,具有能源配售的整体经营权,承担安全运营和能源保证的责任。二是平台模式。项目公司作为区域运营主体,可根据实际情况将规划范围内的电源、冷热源设施、能源替代、存储甚至局部售电业务通过合法程序交给具备优势条件的其他方,各方在投资、建设、运营、交易方面按市场规划承担相应的权利和责任。依据协议在互联网技术支持下保证系统在各种状态下的协同。三是PPP模式。公共部门与社会资本合作模式,具有伙伴关系、利益共享、风险共担三大特征。
功效评价
能源互联网是多种资源、多方利益关联体在不同时间、空间实现深度融合、高度协同、有效分享、各得其所的能源新形态。所以其功效主要体现在以下七个方面:
第一,规划范围内及周边的各种现实和潜在的资源,特别是可再生资源是否得到充分关注并得到或将得到有效利用?除传统能源资源外,包括可用于光伏发电的建筑构筑物、风能、地热、余热(窑炉、污水)垃圾、污泥等。
第二,相对于不同需求,各种能源在不同时空的生产、存储、替代是否最大限度地满足不同时空的用户需求。
第三,其分布式能源与微(管)网规划是否科学、集约(包括电压等级、管网压力)、合理,以保证在满足需求的前提下,使能源互联网乃至其下各微单元的自力、自治、自愈能力达到最佳。
第四,各相关方的认同度及参与程度,决定了系统生产、消费的协同程度;其协同程度决定着系统供求关系的平衡性及负荷曲线的可预测性和合理性,以求与大系统能源交易量可预、可控。不断改善用户服务水平和质量,努力让用户成为受益者,用户才会认同并积极参与。
第五,创新技术应用程度是提高其功利、功效的关键,主要包括:储能技术应用,交直流混合系统的柔性直流技术应用,城市电动汽车的车桩联网、双向充电、参与调峰的技术应用,电能质量监控及治理技术的应用,信息安全防护技术的应用以及能量路由器技术。
第六,开放程度、制度和模式设计上,是否有助于与政府的沟通、社会资本的进入、第三方服务机构的参与以及能源用户的可选择性等。
第七,系统成长的能力和增值服务能力。
不可忽视的问题
在经济的低碳发展和能源的高效利用中,能源互联网无疑将成为能源革命的重要抓手,也必将成为能源革命的重要产物,做好顶层设计,从底层做起,能源互联网的实现路径有多种选择。不过,在其发展中,有几个问题不容忽视:
一电能在多种能源中的核心地位不会改变,大电网的重要作用不可忽视。由于电力能源的特殊性,没有大电网的支撑、协同和保证,仅靠互联网技术,能源互联网不可能成为能源的主要业态并得到长足发展。
二电改会催生一批售电公司,会出现多种售电模式,也会刺激社会投资,释放市场红利,但仅此还远远不是能源革命的真正意义,只能说是能源变革的一种过渡形态,必须做好能源互联网形态的升级转变。
三能源互联网成为被广泛认同并实现的成熟业态,还需要一段较长的实践过程,在标准、规范、制度、技术、认知等方面都需要在实践中不断完善。
四顶层设计是能源互联网这一能源形态的目标与实现方式设计。顶层设计要着重解决好共性与个性,基本要素与一般要素的关系,以及经济技术可行性问题。防止因全面忽视了重点,因共性忽视了个性,以及过分关注技术而“过度设计”等问题。
五在多边关系中注意解决好新规则下的系统协同,这关系到未来系统调度准则的调整、自适应能力的提高以及新技术措施的开发和利用。
