能源互联网:照亮能源转型航程的灯塔

能见App 2000年1月1日 419

德国引领世界的能源转型

E-Energy是德国联邦经济和技术部(BMWi)发起的一个技术创新促进计划,旨在探索以ICT为基础的未来能源系统。现在联邦政府已宣布将E-Energy作为一个国家性的“灯塔项目”,这是鉴于E-Energy对于德国能源转型的重要作用。

德国的能源转型对世界能源能源转型具有灯塔意义。

2000年德国正式启动能源转型。那时候,光伏成本还非常高昂,德国的光伏度电成本大约在5元人民币以上,但是德国坚定地实施了光伏补贴政策。十几年来,德国的光伏政策已经成为世界能源转型的一个重要灯塔。

2010年,德国制订2050年的能源规划,设计了2050年电力中可再生能源占比80%,以及2050年温室气体排放比1990年减少80-95%的宏伟目标。2011年,德国又以弃核决策让世界替震惊。

难道德国真的准备用风电和光伏作为主体能源?既要淘汰核电,也要淘汰煤电?这简单有些难以置信?

然而,德国的能源转型事实上却是如此之快。

2015年,德国可再生能源发电占电力比重超过30%,风电占到13.3%,光伏达到6%。2016年5月,可再生能源发电占比达到42.8%。2016年5月8日中午,德国的可再生能源发电占德国全部用电负荷达到88%。

德国的案例已经证明了在技术层面上,现代电网完全能够应对大规模发展太阳能、风能等可再生能源并网发电的挑战,以能源互联网为核心特点的新型能源能源已现雏形。

E-ENERGY是德国能源转型的一座灯塔

作为德国的灯塔创新项目,E-ENERGY项目研究接纳高比例可再生能源的电力系统,其最终目标就是100%可再生能源,而其技术核心则是通信系统与能源系统的深度融合。六个E-ENERGY项目从不同角度围绕核心目标进行了探索。巴登示范区的目标是成为最少二氧化碳排放区,其成果是开发一套在能源信息为核心的低碳排放示范区的认证体系以智能化平台。哈尔茨示范区是风能等可再生能源丰富的地区,项目目标是实现智能发电、智能电网、智能用电和智能储存,从而实现电力系统接纳更多可再生能源,甚至实现100%可再生能源。曼海姆项目鼓励能源供应商通过电力宽带设计将每一个应用每一个客户实时地接入到能源市场之中,为能源互联网的实现打下基础。库克斯港示范项目探索通过现代的信息通信技术使电力系统的生产者与消费者实现智能系统集成。莱茵-鲁尔工业区示范项目开发面向未来能源市场的网络化的分布式能源系统,其中有上千名客户通过配备智能电网、智能白色家电、小型热电联产设备以及电暖设施展现信息通信技术网关使系统完全自动化并提高能源效率的情景。亚琛示范区项目的关键理念是“智能千瓦时”,使物理能源传输过程中伴随信息的有效传输,能够有支撑绿色电能交易的实现。

中国举起能源互联网的旗帜

德国的E-energy在能源系统与通信系统之间的融合做了大量的探索和创新。但德国人并没有率先使用能源互联网这个词。在国家官方文件中使用能源互联网,当是中国人的创新。中国的官方文件中,先是提出“互联网+”智慧能源,然后又直接把它简称为“能源互联网”。

能源互联网进入中国能源政策体系,首要的诱发因素是互联网。2015年李克强总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划。此后,2015年7月发布国发【2015】40号文件《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,该文件将互联网明确为一种创新要素,互联网与能源系统的融合,被称为“互联网+智慧能源”。

2015年5月,能源局开始组织能源互联网行动计划的课题研究和文件起草工作。时任能源节约与科技装备司司长的江冰牵头组织清华大学等单位开展了能源互联网行动计划预研项目的十二个课题的研究。我作为清华大学的课题组成员参与了课题研究,后来也参与了科技司牵头的两份有关能源互联网文件的起草。当时江冰司长还委托科技司冯波博士组织能源互联网青年沙龙,沙龙人员主要是课题组中的青年成员,每周末开一次沙龙,以配合当时的能源互联网课题研究和文件起草。其中一次沙龙专门讨论德国E-Energy的六个项目。

2016年2月国家发改委、国家能源局和工业与信息化部三部委联合发布了发改能源[2016]392号文件《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,这个文件中把“互联网+”智慧能源简称为“能源互联网”,并定义为“一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态”。这份文件吸取了课题组对E-Energy项目研究的一些成果。

中国的能源互联网灯塔项目也已经启动

今年7月初,国家发展改革委国家能源局还发布了发改能源[2016]1430号《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》,该文件强调建设多能互补集成优化示范工程是构建“互联网+”智慧能源系统的重要任务之一。7月下旬,国家能源局发布国能科技[2016]200号文件《国家能源局关于组织实施“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目的通知》,这份文件强调了能源互联网的核心是能源系统与通信系统的深度融合,而且具体提出了几类典型创新模式试点示范,在基于电动汽车、灵活性资源、智慧用能、绿色用能灵活交易的能源互联网试点示范构想中,能够明显看到德国E-Energy的一些成功经验的影子。如莱茵-鲁尔工业区示范项目的电动汽车的一些设计进入了基于电动汽车的能源互联网示范文件,亚琛示范区项目“智能千瓦时”和能源互联网示范文件中提倡导的“绿币”显然有着共通之处。

能源互联网示范试点项目和多能互补集成优化示范工程的申报十分踊跃。地方政府、企业界、学术界围绕这些试点示范项目正在进行大量的探索。《能源互联网》这本书的出版恰逢其时。德国E-ENERGY项目不仅是德国的灯塔项目,对于世界都有灯塔意义,它对于中国的能源互联网建设,不仅具有启发想象力的作用,而且其已经验证过的技术方案鼓励中国进行快速推广和更具深度广度的探索。仔细分析德国的能源互联网探索,对于我国的能源互联网项目提高设计水平和实施水平,并且在此基础上进行再创新,一定是大有裨益的。

能源互联网建设,中德可以协同创新

中国的能源互联网项目的建设,不仅要借鉴德国的经验,还要考虑超越德国。德国的能源转型最突出的成绩是电力系统的高比例可再生能源接入,但是,德国的能源转型还有一些未解决的问题,远非尽善尽美。我个人认为,主要有三个方面有待改进。第一是德国的能效提升未达到预期。第二是交通能源转型步伐比较缓慢,电动汽车发展并不理想。第三是德国地域相对狭窄,妨碍能源产业进行更广阔的想象。这些问题需要中国的能源互联网提出更具创新型的解决方案。

中国不仅有对世界各国经验兼收并蓄的包容精神,还有强大的自上而下的行政推动能力。在能源互联网这个领域,德国的率先实践和政策创新,将与中国的技术创新、商业模式创新、政策创新之间形成互相借鉴,互相激励的共演化的情景。能源互联网,有可能成为中德之间协同创新的一个焦点。

预祝中国与德国之间的这种协同创新能够更有力地推动中国和德国的能源互联网建设,有力推动中国、德国乃至全世界的能源转型。

注:此文为《能源互联网德国实践路线图》一书撰写的推荐序,该书由机械工业出版社出版,本月底上市。

作者简介:

何继江 博士,副研究员。清华大学科技与社会研究所博士、清华大学能源环境经济研究所博士后。

现任清华大学能源互联网创新研究院政策研究室主任,兼任中国电动汽车充电技术与产业联盟副理事长。国家能源局“能源互联网行动计划预研”课题专家。

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