杜祥琬：构建能源互联网需三化两结合
来源：中国科学报 | 0评论 | 4300查看 | 2016-09-13 11:11:40
能源是社会生产生活诸多要素的基础，“互联网+”则让能源各种类、各环节之间告别孤立、割裂状态，互联互通。在世界经济转型升级需要新的突破口与增长点的背景下，能源科技革命蓄势待发，能源互联网成为加速能源科技革命的助推器。
当前各国都在抓紧布局能源互联网建设，中国也处于产业化初级阶段。为共同探索构建能源互联网生态新模式，日前，2016中国能源互联网大会暨智慧能源产业博览会在秦皇岛召开，中国工程院院士杜祥琬在会上指出，能源互联网发展的趋势是“三化”，即电气化、低碳化和智能化；途径是“两个结合”，即将分布式与集中式相结合，将横向的多能互补和纵向的能源“源、网、荷、储、用”优化结合。
“众多先进的传感器、控制和软件应用程序、大数据技术等，将能源生产端、传输端、消费端数以亿计的设备、机器、系统连接起来，形成能源互联网的物联基础。”杜祥琬说。
趋势是“三化”
“能源互联网”这一概念最初是由英国《经济学人》杂志提出，它的目的就是要建立一个“安全、经济、高效、低碳、共享”的能源体系，最终实现能源的可持续发展。
随着国务院确定的“互联网+智慧能源”指导方针不断发力，“能源互联网生态新模式”即将开启。
对于能源互联网，在杜祥琬看来，其呈现出电气化、低碳化和智能化的特点和发展趋势。
电气化目前已经是业界共识的大方向，不仅是在能源互联网，也是中国能源战略发展的主要方向。
“在终端能源当中，电力的比例应该大幅度地提高，这就意味着要把非电的终端能源逐步降下来。”杜祥琬表示，现在中国能源的一次能源当中，有64%都是煤炭，这些煤炭一半用来发电，一半直接燃烧。而要想提高电力比重，就要想办法减少散烧煤的使用。
在杜祥琬看来，用工业余热来取代散烧煤不失为一个可行之策，这既有利于提高能效、优化能源结构，同时也有利于改善环境。
能源互联网的另一趋势就是低碳化，这也是改善环境、应对气候变化和中国可持续发展的必然要求。杜祥琬表示，低碳能源要用三匹马拉车，即可再生能源、核能和天然气。只有这三匹马共同努力，才能逐步实现对煤炭的高比例替代。
“2015年，我国低碳能源占比约为18%，计划2020年要提高到25%，2030年要达到35%。”杜祥琬说，“低碳能源在电力当中的比例也将从2015年的27%，很快上升为35%，预计2020年前这一比例就会上升到50%甚至更高。”
最后一个趋势就是智能化，在电力系统中，智能化为提高能效管理提供了可能性。整个能源系统的设计、运营、管理都会与信息技术和数字技术深度融合，使能源互联网能够更好自动化、数字化和提高效率。
能源智能化也会应用到诸多技术，首先是智能感知技术，比如通过智能传感器来输配电网、交通网、天然气网等运行状态的数据，以及用户侧的用能设备、微电网及分布式电源的运行状态参数等。
“目前，信息技术、大数据技术的发展将给我们的生产生活带来深刻变化，也让我们有条件和需求实现能源管理的智能化。”杜祥琬说，能源系统当中的数据量是非常庞大的，包括官网的监控、运行、能源的交易用户用能以及各类分布式电源负荷数据，大数据的分析应用则可以大大提高系统的效率。另外，云计算技术可以实时高性能地进行计算，快捷便利地提高资源价值。
途径是“两个结合”
在杜祥琬看来，能源互联网要想接地气，首先就要使智能电网与分布式能源网络相结合，即集中式与分布式相结合。
传统智能电网的概念是集中式的，随着可再生能源和信息技术的发展，智能电网应运而生。智能电网是一种自上而下的供能方式，它是电网技术、信息技术、数字技术的一个结合，是能源与互联网的主干和资源配置中心。
杜祥琬强调，集中式智能电网仍然需要，但也一定要注重发展分布式的低碳能源网络，它可以与大电网进行相互补充。
“长期以来，我国都是集中式的电网，但随着太阳能、风能、生物质能的发展，家家户户都可以成为能源的生产者和使用者。”杜祥琬表示，这些分布式电源可以构成独立运行的微网，构成一个社区、一个单位或者村镇的能源网络，利用智能感知技术和大数据来进行高效管理，构成新型能源网络，使低碳化、智能化能够落地。
除了集中式电网与分布式低碳能源网络相结合之外，杜祥琬表示，能源互联网还应该注重横向的多能互补与纵向的源、网、荷、储、用等环节的优化结合。
“横向的多能互补就是可以把可再生能源中的核能、火电、天然气联网相互补充，甚至还可以通过互联网大数据的管理，把电网和供热网、供冷网、水网、气象网连接起来，使得效率有更多提高的空间。”杜祥琬说。比如把能源的供给侧和负荷侧及储能统一起来，提供多样化的电能服务，提高综合的效率。
“如果说internet是一个信息互联的网络，能源互联网就是一个利用internet为重塑能源服务的物理网络。因为能源互联网有众多先进的传感器、控制软件、大数据技术，它们把能源的生产端、传输端、消费端数以亿计的设备、机器、系统连接起来，形成能源互联网这样一种物联的基础。”杜祥琬表示，能源互联网是能源革命的一种体现，它是把新的能源技术、新的用能方式和新的管理模式集合在一起，发展能源互联网的目的在于建设高效、安全、低碳、经济、共享可持续的现代化的能源体系。
“‘三化’‘两结合’听起来可能有点高大上，但干起来却是一个非常接地气的事，它需要各级政府做好顶层设计，需要很多企业和单位广泛参与，甚至每一个家庭都可以作出贡献。”杜祥琬最后表示，“能源互联网不是摆在那儿看的东西，而是每一个人、每一个家庭都可以受惠，大家都可以感受到新的能源、新的管理模式带来的效益。”
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