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新一轮能源革命趋势与电力变革创新
发布时间:2018/1/19 9:04:28     点击: ( 518 )

能源是经济社会发展的基础和血液。能源发展面临着重要转型,即新一轮能源革命。能源革命的中心环节是电力,电力转型的关键在建设新型的配电网。

一、新一轮能源革命的大趋势

随着新一代能源技术和新一代信息技术的快速发展和广泛应用,新一轮能源革命应运而生。回顾历史,人类社会现代文明的每一次进步都伴随着能源革命,能源革命引发了工业革命。第一次工业革命是因为有了煤,发明了蒸汽机,产生了机器革命;第二次工业革命是因为有了电,导致了电气革命,人类社会进入了工业文明;新一轮能源革命,就是要在能源生产环节实现清洁化并逐步用清洁能源替代化石能源,大力推进煤炭清洁高效利用,着力发展非煤能源,形成煤、油、气、核、新能源、可再生能源多轮驱动的能源供应体系,在能源消费环节不断扩大电气化应用,推动人类社会进入到一个以网络为支撑、以人类智慧驱动发展的智慧文明时代。

新一轮能源革命涉及到经济社会、供给消费、技术发展、体制机制等方方面面,范围十分广泛,但归结起来,主要有两大发展趋势:一是“管道”链(或称为“物理”链)与“内容”链分开。二是由传统单一的能源供应向以清洁能源为主多种能源互补的能源综合服务转变。

“管道”链与“内容”链分开的实质是能源体制机制上生产关系的调整。技术革命是实现手段,体制机制革命是保障。原有的能源开发和供应模式是垂直一体化的,能源供应本身是和能源管道绑定的,大型能源集团、集权式的大规模能源公司控制了能源及其使用,是一种垄断式的能源开发、输配模式,能源运营商的盈利模式就是赚取垄断利润。实现管道与内容分开的根本途径就是实施能源市场化改革,这是能源体制机制革命的核心,为能源革命提供强劲的“驱动力”。管道与内容分开最典型的特点就是能源的垄断地位被限制在了“做管道”,盈利模式变革为收取管道(过路)费;用能分析、负荷优化、交易竞价、能源综合服务等竞争性新型业务发展成为能源综合服务内容,且不断丰富和拓展。

能源综合服务的实质是由新技术革命、绿色发展、新能源崛起引发的能源产业结构重塑,从而推动的新兴业态、商业模式、服务方式不断创新。原有能源服务是从供应侧到用户侧一字型顺序排列,即“长链式”,能源革命的方向是从生产供应侧为中心转变到以用户为中心,在用户侧形成多种能源互补、多样化互动化发展的环形格局,形态上像“有柄的放大镜”,在“放大镜”内会不断出现新产业、新业态。能源综合服务是适应现代能源供应体系和消费方式多样化变革的需要,将供能侧的多种供能方式和用能侧的多种需求响应进行排列组合而形成的能源服务创新模式。随着物联网、云计算、大数据、人工智能、虚拟现实等新一代技术的快速发展,可再生能源技术以及能源改革进程加快,能源综合服务已成为提升能源效率,降低用能成本,促进竞争与合作的重要发展方向。世界各国都在根据自身需求制定适合自身发展的综合能源发展战略。

二、新一轮能源革命的关键是电力系统的变革创新

所有一次能源都可以转化为电能,各种终端能源都可以用电能替代。以电为中心的变革创新成为了新一轮能源革命关键。未来能源系统的核心一定是电力系统。在新一轮的能源革命中,哪个国家的电力系统率先转型成功,那个国家就会在新一轮能源革命中抢占先机。

目前,我国新一轮电改正是围绕能源革命两大趋势来进行变革创新的。一是通过建立电力交易市场,将电力传送的“管道”(物理)链和电力电量的“内容”(交易)链分开,放开发电侧和售电侧,形成多买多卖的市场格局,价格由市场形成,发挥市场配置资源决定性作用。二是实现电力系统重大转型,将横向的多能互补与纵向的“源-网-荷-储-用”优化、分布式与集中式相结合,形成横向“电、热、冷、气、水”能源多品种之间的互联互通、协同供应,纵向“源-网-荷-储-用”能源多供应环节之间的协调发展、集成互补,建成能源与信息高度融合的新型生态化综合能源系统,促进新能源的大规模利用,创新能源电力运营的商业模式和服务业态。

三、电力系统变革创新的重点是建设新型的配电网

能源革命的重点在用户侧,从电力系统来看,更多的是从配电网开始的。配电网是从输电网或地区发电厂接受电能,通过配电设施就地或逐级分配给用户的电力网。配电网是电力系统中与用户关系最密切的一部分。在新一轮能源革命的大背景下,配电网的功能定位会发生深刻变化。除电力输送、分配等传统功能之外,还将是资源优化配置的载体,是现代综合运输体系和网络经济的重要组成部分。具体体现在四个方面:

第一,配电网是市场化交易的载体。我国新一轮电力体制核心内容就是“管住中间、放开两头”,管住中间是指对具有自然垄断属性的输配电网环节加强政府监管,价格由政府制定,确保电网公平开放、市场公平交易;放开两头是指在发电侧和售电侧实行市场开放准入,引入竞争,重点是放开新增配网和售电环节,以市场机制把电力消费侧纳入电力闭环产业链。电力用户侧不仅可以拥有包括分布式能源、储能、控制系统在内的配(微)电网,还可以调节不同用户之间的电量余缺和峰谷差。原有电网企业的定位和盈利模式发生重大改变,从过去以投资、建设、运营电网为核心业务,转变为负责输配环节业务,盈利模式也由收取上网电价和销售电价价差转变为按照政府核定的输配电价收取过网费,如同“物流公司”或“快递小哥”。配电网成为需求侧配合供给侧以更为有效地实现供需平衡、供需双方互动的平台,为分布式能源、工商业节能、居民节能、用能服务等不同用户主体提供解决方案以及增值服务,满足各种市场化交易需求。

第二,配电网是智能电网的关键环节。不管北美还是欧洲,智能电网真正的重点在于配电网。解决供电可靠性不足和提高电能质量问题,需要配电网进一步智能化;多种能源、电动汽车和充电站的接入,需要充分利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,使配电网具有自愈能力、更高的安全性,支持与用户互动,从传统的供方主导、单向供电、基本依赖人工管理的运营模式向用户参与、潮流双向流动、高度智能化的方向转变。

第三,配电网是低碳经济时代的能源基础设施。很多分布式电源都是直接连到配电网,分布式能源和面向终端用户的微型电网都在配电网侧,节地、节能、节材等资源节约与环保等要求贯穿于配电网规划、设计、建设、运营的全过程,需要不断运用新技术、新设备,提高能源的利用效率,有效控制环境污染,推进温室气体节能减排。

第四,配电网是能源综合服务平台。配网业务可以为综合能源系统中能源的生产、传输和消费之间建立一种关联。综合能源在配网中开展,可以在较大范围内实现多能互补系统的集成优化。配电网基于新型的综合能源系统框架来规划、建设和运营,可以实现天然气与风能、太阳能、地热能、生物质能等能源的协同开发利用,优化布局电力、燃气、热力、供冷、供水管廊等基础设施,为用户提供品种多样、内容丰富的能源综合服务。

目前,我国新一轮电改中很多试点和示范工程都是围绕配电网而展开的,这也充分说明了配电网在新一轮能源革命中的重要意义。如增量配网改革就是本轮电力体制改革最大的亮点,也是改革向全社会释放的最大红利。第一批国家级增量配电业务改革试点有106个项目,第二批89个试点项目名单刚一发布,马上开展了第三批试点项目申报,实现全国地级以上城市全覆盖。开展了国家首批23个多能互补集成优化示范工程,通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能配(微)网等方式实现多能互补和协同供应;开展了首批28个国家级新能源微电网示范项目,赋予新能源微电网示范项目投资经营主体拥有配电网运营权;开展了首批55个国家级“互联网+”智慧能源(能源互联网)示范项目。可以看出,这些试点无不与配电网紧密相关。

电力既是生产资料又是消费资料,遍布经济社会各领域和生产消费各环节,这种属性独一无二、不可替代,使得电网成为“万物互联”即物联网的基础和依托,成为连结工业互联网和打通工业互联网与消费互联网联结的惟一“入口”。电网与新一代互联网和信息化、人工智能、大数据、融媒体等相互融合、相互促进,将给经济社会方方面面带来重大变革,人民生产方式和生活方式将会发生重大变化。可以预见,未来很多新产业、新业态必将产生于能源革命和信息革命两大转型和深度深刻融合之中。