利用能源互联网推动能源革命

华北电力大学能源互联网研究中心主任 曾 鸣/文

能源安全是关系国家经济社会发展的全局性、战略性问题，对国家繁荣发展、人民生活改善、社会长治久安至关重要。习近平同志指出，面对能源供需格局新变化、国际能源发展新趋势，保障国家能源安全，必须推动能源生产和消费革命。“十三五”规划纲要提出，要“建设‘源—网—荷—储’协调发展、集成互补的能源互联网”。能源互联网代表世界未来能源发展方向，是推动能源革命的重要手段。

一、构建新型能源供给利用体系

经过长期发展，我国已成为世界上最大的能源生产国和消费国，形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源、可再生能源全面发展的能源供给体系，技术装备水平明显提高，生产生活用能条件显著改善。尽管我国能源发展取得了巨大成绩，但也面临巨大挑战，特别是传统化石能源的大规模开发和利用排放了大量污染物，影响了经济社会可持续发展；可再生能源的开发和利用又面临成本、技术、市场机制等多方面因素制约，发展遭遇瓶颈。因此，应树立系统思维，从能源技术、生产、消费、体制等多方面入手，改变能源利用方式，构建新型能源供给利用体系。

当前，在全球新一轮科技革命和产业变革中，互联网、先进信息技术与能源产业深度融合，正在推动能源行业的变革。能源互联网是一种将互联网与能源生产、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。它能打破原先相对独立的不同类型能源的界限，在先进信息技术的基础上形成以电力系统为核心、多种类型能源网络和多种形式交通运输网络高度整合的新型能源供给利用体系。在横向上，它能够实现不同类型能源相互补充；在纵向上，它能够实现能源开发、生产、运输、存储和消费全过程的“源—网—荷—储”协调。这对于调整我国能源结构、提升能源综合效率、形成新的经济增长点等均有重要意义。

能源互联网在逻辑上分为物理层、信息层和商业层三个层次：在物理层，不同类型的能源互联互通；在信息层，能源生产、利用等各个环节的数据和资料全面共享；在商业层，市场效率在物理层、信息层融合创新的推动下将大大提升，除了满足能源需求，还将创造新的价值。因此，其可持续发展的动力是能量—信息—经济三元驱动机制：不同类型能源的深度融合便于全面、充分地获得整个能源互联网的信息，充分利用这些信息能够提升市场效率、优化资源配置，进而推动整个能源行业可持续发展。正是在这个意义上，能源互联网将改变传统的以生产满足需求的能源供给模式，推动实现能源生产消费一体化。

二、助力有效应对能源行业面临的难题和挑战

当前，全球能源发展面临资源紧张、环境污染、气候变化三大难题，我国能源发展也面临诸多挑战。在新的历史时期，我们只有作出积极调整和改变，才能推动能源行业可持续发展。构建能源互联网，能帮助我们有效破解发展难题、积极应对这些挑战。

应对能源格局变化的挑战。全球经济目前正处于深度调整期，世界能源政治格局、经济格局、供需格局和地缘结构格局也随之发生深刻变化。能源格局变化对我国能源安全提出了巨大挑战。构建能源互联网，既能建成新型能源供给利用体系，也能搭建跨领域的先进技术、模式和理念的综合集成平台。它通过能量存储技术、能量收集技术和智能控制技术，有效解决优质能源短缺、能源开发利用的清洁化水平低和可再生能源供应不稳定、难以接入电力主干网络等问题，改变我国能源生产和消费模式，实现能源清洁高效、安全便捷和可持续利用，从根本上保障我国能源安全。

破解能源结构不合理的难题。能源结构不合理，传统能源产能过剩、可再生能源发展不足、能源系统整体运行效率不高等问题制约着我国经济发展。构建能源互联网能破解能源结构不合理问题。在能源互联网中，物理层、信息层、商业层三个层次相互作用，推动着科学合理、开放透明的能源市场机制的建立健全。能源市场的供求信息、价格信号和产业政策引导市场主体在自主供需平衡基础上与其他主体进行能源交易，能推动整个能源互联网中的市场主体、交易模式、产品类型产生变革，促进提高可再生能源在我国能源结构中的比重，促进化石能源清洁高效利用，推进能源体系清洁化和低碳化，从而优化我国能源结构。

突破能源技术创新的瓶颈。构建能源互联网能加速能源技术创新，有利于突破技术创新瓶颈。能源互联网的构建将促进能源产业链各个环节的技术开发和融合，进而推动能源行业基础技术创新发展，推动广域电力网络互联技术、多能源融合与储能技术、能源路由器技术、用户侧自动响应技术等的创新和应用。推进能源技术创新、提升能源开发利用技术水平是实现能源转型、建设清洁低碳和安全高效的现代能源体系的基础，也为坚持绿色发展、建设生态文明提供必要的技术支撑。

三、助力全方位推动我国能源革命

构建能源互联网不仅需要推进能源技术革新和国际合作，而且需要推进能源生产和消费方式以及政策体制变革，将推动人类生产生活方式发生重大改变。它不是对现有能源生产、消费模式和能源体制机制的小修小补，而是通过相关技术革命，带动能源生产、消费、体制变革和能源结构调整，全方位推动我国能源革命。

推动能源生产革命。当前的能源系统由按不同类型能源划分的、相对独立的多个行业组成。每个行业通过自身的规划、建设、投资和运营确保该能源品种的供需平衡。能源互联网将打破这种界限，推动不同类型的能源协调互补，改变能源的生产方式、供应体系和发展模式。一方面，通过互联互通，能源互联网可以增强能源生产、传输、存储等各个环节的灵活性，推动可再生能源开发设备和移动能量存储设备的规模化、经济化应用，有效改善能源生产和供应模式，提高可再生能源比重。另一方面，能源生产和供应将从原先的单一模式转向多元模式，除了产品种类和业务结构更加丰富，还将形成新的市场主体，它们将从事数据分析、平台服务、风险评估、后勤保障等创新性业务。这些新主体、新业务、新产品、新模式又会改变能源生产的市场环境，进而助推能源生产革命。

推动能源消费革命。我国能源分布不均、与需求分布不匹配，制约了能源综合利用效率的提升。当前能源领域的运营方式难以有效应对这一问题。能源互联网通过市场价格与供需信息的实时互动，能实现供给与需求实时化、智能化匹配，最大限度提高市场效率、降低无谓损失，并有效改善消费者的用能行为和消费方式。一方面，能源互联网中的市场主体更加多元、产品种类更加丰富，可以给予消费者更广泛的选择，显著提高能源服务水平；消费者也能通过各种智能化终端设备和信息技术获得更加丰富的信息，并根据市场价格自主选择使用何种能源。另一方面，智能化用能辅助工具的广泛使用，能全面、实时监测系统内能源的供给和消耗情况，并据此作出及时反馈和调整，从而提高能源利用效率，优化系统运行状态。

推动能源技术革命。传统能源技术的应用范围往往局限于某种具体类型的能源，很难应用于其他类型的能源。能源互联网可以打破不同类型能源之间的界限，实现各种能源在微观层面的自平衡和广域的联动平衡。这就对相关信息和设备提出了高度智能化和精确化的要求。一方面，将推动能源技术体系本身的变革，催生跨领域的能源系统规划、控制、运行等技术。另一方面，也将推动能源技术与信息通信技术体系融合，带动能量路由器、能源大数据、能源区块链等一批信息物理新技术的发展和应用，为能源技术开辟新的研究方向，从而推动和支撑能源技术革命。

推动能源体制机制革命。能源互联网不仅是复杂的物理系统，而且是复杂的经济系统，市场机制建设是能源行业高效发展的关键。构建开放、公平、高效的市场机制，将为能源互联网实现“平等开放、广泛互联”提供基本保障，新技术、新理念也将推动能源互联网向这一目标发展。政策体制建设是能源行业健康发展的基石。市场机制变革要求政策法规、监管体系等能源体制作出相应的变革，有效化解能源市场发展中的各种风险，推动能源市场健康发展。

推动能源国际合作。我国能源资源禀赋特殊，与许多国家都有互补性。为了满足经济社会发展需求，应切实把握“一带一路”建设带来的良机，全方位加强能源国际合作。能源互联网具有集中式和分布式两种形态。全球能源互联网作为集中式能源互联网的表现形态之一，致力于电能跨国跨洲的互联互通，特别是促进新能源电能跨国跨洲高效利用，构建全球新能源电力系统。这种集中式能源互联网的内涵丰富，涉及能源技术、国际能源市场、政治等多方面因素，发展空间巨大。