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新一輪能源革命趨勢與電力變革創新

19 Jan 2018
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新一輪能源革命趨勢與電力變革創新

能源是經濟社會發展的基礎和血液。能源發展面臨著重要轉型,即新一輪能源革命。能源革命的中心環節是電力,電力轉型的關鍵在建設新型的配電網。

一、新一輪能源革命的大趨勢

隨著新一代能源技術和新一代信息技術的快速發展和廣泛應用,新一輪能源革命應運而生。回顧歷史,人類社會現代文明的每一次進步都伴隨著能源革命,能源革命引發了工業革命。第一次工業革命是因為有了煤,發明了蒸汽機,產生了機器革命;第二次工業革命是因為有了電,導致了電氣革命,人類社會進入了工業文明;新一輪能源革命,就是要在能源生產環節實現清潔化并逐步用清潔能源替代化石能源,大力推進煤炭清潔高效利用,著力發展非煤能源,形成煤、油、氣、核、新能源、可再生能源多輪驅動的能源供應體系,在能源消費環節不斷擴大電氣化應用,推動人類社會進入到一個以網絡為支撐、以人類智慧驅動發展的智慧文明時代。

新一輪能源革命涉及到經濟社會、供給消費、技術發展、體制機制等方方面面,范圍十分廣泛,但歸結起來,主要有兩大發展趨勢:一是“管道”鏈(或稱為“物理”鏈)與“內容”鏈分開。二是由傳統單一的能源供應向以清潔能源為主多種能源互補的能源綜合服務轉變。

“管道”鏈與“內容”鏈分開的實質是能源體制機制上生產關系的調整。技術革命是實現手段,體制機制革命是保障。原有的能源開發和供應模式是垂直一體化的,能源供應本身是和能源管道綁定的,大型能源集團、集權式的大規模能源公司控制了能源及其使用,是一種壟斷式的能源開發、輸配模式,能源運營商的盈利模式就是賺取壟斷利潤。實現管道與內容分開的根本途徑就是實施能源市場化改革,這是能源體制機制革命的核心,為能源革命提供強勁的“驅動力”。管道與內容分開最典型的特點就是能源的壟斷地位被限制在了“做管道”,盈利模式變革為收取管道(過路)費;用能分析、負荷優化、交易競價、能源綜合服務等競爭性新型業務發展成為能源綜合服務內容,且不斷豐富和拓展。

能源綜合服務的實質是由新技術革命、綠色發展、新能源崛起引發的能源產業結構重塑,從而推動的新興業態、商業模式、服務方式不斷創新。原有能源服務是從供應側到用戶側一字型順序排列,即“長鏈式”,能源革命的方向是從生產供應側為中心轉變到以用戶為中心,在用戶側形成多種能源互補、多樣化互動化發展的環形格局,形態上像“有柄的放大鏡”,在“放大鏡”內會不斷出現新產業、新業態。能源綜合服務是適應現代能源供應體系和消費方式多樣化變革的需要,將供能側的多種供能方式和用能側的多種需求響應進行排列組合而形成的能源服務創新模式。隨著物聯網、云計算、大數據、人工智能、虛擬現實等新一代技術的快速發展,可再生能源技術以及能源改革進程加快,能源綜合服務已成為提升能源效率,降低用能成本,促進競爭與合作的重要發展方向。世界各國都在根據自身需求制定適合自身發展的綜合能源發展戰略。

二、新一輪能源革命的關鍵是電力系統的變革創新

所有一次能源都可以轉化為電能,各種終端能源都可以用電能替代。以電為中心的變革創新成為了新一輪能源革命關鍵。未來能源系統的核心一定是電力系統。在新一輪的能源革命中,哪個國家的電力系統率先轉型成功,那個國家就會在新一輪能源革命中搶占先機。

目前,我國新一輪電改正是圍繞能源革命兩大趨勢來進行變革創新的。一是通過建立電力交易市場,將電力傳送的“管道”(物理)鏈和電力電量的“內容”(交易)鏈分開,放開發電側和售電側,形成多買多賣的市場格局,價格由市場形成,發揮市場配置資源決定性作用。二是實現電力系統重大轉型,將橫向的多能互補與縱向的“源-網-荷-儲-用”優化、分布式與集中式相結合,形成橫向“電、熱、冷、氣、水”能源多品種之間的互聯互通、協同供應,縱向“源-網-荷-儲-用”能源多供應環節之間的協調發展、集成互補,建成能源與信息高度融合的新型生態化綜合能源系統,促進新能源的大規模利用,創新能源電力運營的商業模式和服務業態。

三、電力系統變革創新的重點是建設新型的配電網

能源革命的重點在用戶側,從電力系統來看,更多的是從配電網開始的。配電網是從輸電網或地區發電廠接受電能,通過配電設施就地或逐級分配給用戶的電力網。配電網是電力系統中與用戶關系最密切的一部分。在新一輪能源革命的大背景下,配電網的功能定位會發生深刻變化。除電力輸送、分配等傳統功能之外,還將是資源優化配置的載體,是現代綜合運輸體系和網絡經濟的重要組成部分。具體體現在四個方面:

第一,配電網是市場化交易的載體。我國新一輪電力體制核心內容就是“管住中間、放開兩頭”,管住中間是指對具有自然壟斷屬性的輸配電網環節加強政府監管,價格由政府制定,確保電網公平開放、市場公平交易;放開兩頭是指在發電側和售電側實行市場開放準入,引入競爭,重點是放開新增配網和售電環節,以市場機制把電力消費側納入電力閉環產業鏈。電力用戶側不僅可以擁有包括分布式能源、儲能、控制系統在內的配(微)電網,還可以調節不同用戶之間的電量余缺和峰谷差。原有電網企業的定位和盈利模式發生重大改變,從過去以投資、建設、運營電網為核心業務,轉變為負責輸配環節業務,盈利模式也由收取上網電價和銷售電價價差轉變為按照政府核定的輸配電價收取過網費,如同“物流公司”或“快遞小哥”。配電網成為需求側配合供給側以更為有效地實現供需平衡、供需雙方互動的平臺,為分布式能源、工商業節能、居民節能、用能服務等不同用戶主體提供解決方案以及增值服務,滿足各種市場化交易需求。

第二,配電網是智能電網的關鍵環節。不管北美還是歐洲,智能電網真正的重點在于配電網。解決供電可靠性不足和提高電能質量問題,需要配電網進一步智能化;多種能源、電動汽車和充電站的接入,需要充分利用現代電子技術、通訊技術、計算機及網絡技術,使配電網具有自愈能力、更高的安全性,支持與用戶互動,從傳統的供方主導、單向供電、基本依賴人工管理的運營模式向用戶參與、潮流雙向流動、高度智能化的方向轉變。

第三,配電網是低碳經濟時代的能源基礎設施。很多分布式電源都是直接連到配電網,分布式能源和面向終端用戶的微型電網都在配電網側,節地、節能、節材等資源節約與環保等要求貫穿于配電網規劃、設計、建設、運營的全過程,需要不斷運用新技術、新設備,提高能源的利用效率,有效控制環境污染,推進溫室氣體節能減排。

第四,配電網是能源綜合服務平臺。配網業務可以為綜合能源系統中能源的生產、傳輸和消費之間建立一種關聯。綜合能源在配網中開展,可以在較大范圍內實現多能互補系統的集成優化。配電網基于新型的綜合能源系統框架來規劃、建設和運營,可以實現天然氣與風能、太陽能、地熱能、生物質能等能源的協同開發利用,優化布局電力、燃氣、熱力、供冷、供水管廊等基礎設施,為用戶提供品種多樣、內容豐富的能源綜合服務。

目前,我國新一輪電改中很多試點和示范工程都是圍繞配電網而展開的,這也充分說明了配電網在新一輪能源革命中的重要意義。如增量配網改革就是本輪電力體制改革最大的亮點,也是改革向全社會釋放的最大紅利。第一批國家級增量配電業務改革試點有106個項目,第二批89個試點項目名單剛一發布,馬上開展了第三批試點項目申報,實現全國地級以上城市全覆蓋。開展了國家首批23個多能互補集成優化示范工程,通過天然氣熱電冷三聯供、分布式可再生能源和能源智能配(微)網等方式實現多能互補和協同供應;開展了首批28個國家級新能源微電網示范項目,賦予新能源微電網示范項目投資經營主體擁有配電網運營權;開展了首批55個國家級“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目。可以看出,這些試點無不與配電網緊密相關。

電力既是生產資料又是消費資料,遍布經濟社會各領域和生產消費各環節,這種屬性獨一無二、不可替代,使得電網成為“萬物互聯”即物聯網的基礎和依托,成為連結工業互聯網和打通工業互聯網與消費互聯網聯結的惟一“入口”。電網與新一代互聯網和信息化、人工智能、大數據、融媒體等相互融合、相互促進,將給經濟社會方方面面帶來重大變革,人民生產方式和生活方式將會發生重大變化。可以預見,未來很多新產業、新業態必將產生于能源革命和信息革命兩大轉型和深度深刻融合之中。