能源互联网背景下能源4.0转型路径探究

能源互联网背景下能源4.0转型路径探究

王恒刘长莲

（上海电力绿色能源有限公司上海浦东新区200124）

摘要：随着社会的发展，能源作为人类生存与发展的支撑，对现代经济发展具有重要的推动作用。纵观每一次人类文明进步与工业发展，都伴随着能源使用效率的提升与使用方式的改变，可以说能源发展是推动工业革命的原动力。比如，在18世纪中期，人类使用了煤炭能源替代了柴火能源，使得以煤炭能源为基础的蒸汽机得以普及，进而促成了工业革命；随后在19世纪中期，新能源石油的出现，使得能源的使用方式与效率得到进一步提升，世界经济随着能源效率的提升进而快速发展。然而随着石油等能源的大量开采以及环境污染的不断加重，风能、太阳能、地热能等绿色能源逐步进入人们的视野当中，成为现代经济发展的重要能源，经济发展找到了新的支撑。但是从绿色能源实际发展状况来看，绿色能源虽然可以有效地解决化石能源带来的负面效果，但是由于绿色能源的生产方式与使用效率受到地形、技术等多方面因素的影响，使其实际使用效率低下，因此无法大面积普及，绿色能源发展遇到了瓶颈。

关键词：能源互联网背景；能源4.0；转型路径探究

引言

随着中国经济高速发展以及人口规模的不断扩张，中国对能源的需求越来越大，能源紧缺与经济发展已然成了新的矛盾。依靠能源的过度消耗换取经济增长的发展方式已经显现弊端，能源消耗所造成的环境污染已经影响到人们的日常生活。因此，改变当前经济发展对能源的依赖程度，探究新型能源发展模式，实现传统能源转型升级势在必行。随着2015年“互联网+”战略的提出以及在经济新常态的背景下，依靠互联网技术形成的“互联网+能源”的能源4.0模式逐渐成为传统能源的转型方向。能源4.0模式的实质是依靠现代互联网技术高效协调不同能源之间的差异，进而使多种能源形成累加综合效应的过程。探究能源4.0发展模式将有效解决传统能源发展问题，保障国家能源安全，使中国经济在新的能源模式带动下继续高效发展。

1我国现代能源发展问题分析

1.1能源结构以煤炭为主，能源浪费问题严重

根据数据显示，我国已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的33.8%，可开采量总量为世界第二。由于资源赋存的特征，致使煤炭资源在我国能源使用结构中一直占据主导地位，使得我国的能源消费结构必须以煤炭为主。尤其是随着近30年中国经济的高速发展，促使我国对煤炭资源的依赖越来越大，早在2011年我国煤炭资源的消耗量就已经达到全球的一半，并仍有上升的态势。但是大量煤炭资源消耗所产生的污染物已经远远超过我国大气环境的承载能力，致使雾霾污染肆虐。对此我国也出台了相应政策，主动调整能源结构，降低对煤炭资源的消费量，希望用绿色清洁能源代替污染严重的煤炭资源。从实际发展状况来看，虽然新生产出的绿色清洁能源可以弥补煤炭资源使用量，但是绿色清洁能源的使用效率十分低下，能源浪费现象越来越严重。《中国能源报》数据显示，仅2016年，云南和四川两省在水力发电方面浪费了800亿度电，东北、华北、西北地区在风能与光能发电方面浪费了500亿度电，中国每年因清洁能源发电所浪费的电力已达1300亿度电。2016年能源浪费的电力总量已经超过北京、天津、江西等全国十四个省市的总电量，约等于1.6个三峡的发电总量，能源浪费总量巨大。

1.2在煤炭资源产能过剩的背景下，煤电装机仍在扩张

根据发改委与能源局所发布的《煤炭工业发展“十三五”规划》，在“十三五”期间，全国共需要减产煤炭产量约8亿吨，在2016年已经减产2.9亿吨煤炭的情况下，“十三五”期间仍有5.1亿吨煤炭的减产任务，需要平均每年减产煤炭1.25亿吨，减产任务艰巨。然而在全国煤炭资源减产的背景下，由于火电项目的审批权与核准权下放，导致全国煤炭发电基础建设不仅没有减少，反而有所增多。尽管政府在2016年出台若干政策限制煤电发电基础建设，但是全国仍新增煤电装机5000万千瓦，无形中增加了“十三五”规划限制煤电装机控制在11亿千瓦以下的难度。煤炭发电作为煤炭资源的主要使用主体，其快速扩张将对煤炭生产企业传递虚假信息，直接助长煤炭企业的产能过剩，并且将严重阻碍国家对煤炭资源“去库存”“去产能”的计划，不利于国家能源消费结构的调整。根据《中国能源报》统计数据显示，2016年全国有36吉瓦的煤炭发电项目通过了审批，除了14吉瓦的煤电项目在2017年被列入暂缓名单以外，仍有103吉瓦的煤炭项目正在建设当中。按照现有的煤炭发电项目数量来看，如果不加以限制，中国将提前达到2020年之前控制煤炭发电1100吉瓦的目标。这无疑将进一步加深我国对煤炭能源的依赖，能源发展与能源改革形式依旧严峻。

2能源4.0发展模式分析

2.1能源调度控制系统

虽然供热部门、供油部门、电力部门等多个能源部门之间有一定的内在联系，但是在实际的运行过程中，各个部门只会按照自身的发展策略或者路线进行运营，不同能源部门之间的协同合作几乎没有。这种分离式的能源发展模式不仅会造成相似能源部门的基础设施重复建设，在使用阶段更会造成能源资源的浪费并降低能源使用效率等众多弊端，极不利于国家能源发展。而能源调度控制系统作为能源4.0模式的核心，其本质是通过多能协同的方式将多种能源控制部门或者企业进行统一规划、管理与运营的过程，进而实现能源资源的高效生产与利用。能源调度控制系统包括分布式储能、集中式储能、电动汽车充电、其他电站、配电设备以及评估系统。具体而言：第一，分布式储能，所谓分布式储能是指那些不与常规输送电设备相连的能量储存，分布式储能比传统能源传递更方便、效率更高、污染更少。通过能源分布式储存可以实现发电与用电准确动态匹配，比如在用电高峰期可以打开所有能源保证用电充沛，在用电谷底期可以只打开部分能量以满足当前时段的用电需求，减少不必要的能源浪费。第二，集中式储能，集中式储能是在互联网技术发展背景下而逐渐发展起来的。在互联网技术的协助下，集中式储能可以更好地实现多种能源彼此协调运行，提升综合能效。比如，某些大型能源使用主体无法通过单一能源系统来满足日常运营，只有依靠集中式储能，同时调度两种或者多种能源来满足其日常能源需求，充分发挥不同能源系统的优势，实现能源系统间的互补。此外，集中式储能还可以缓解发电与用电之间的不平衡，减缓传统电网基础设施大面积升级，降低成本。

2.2虚拟电厂

虚拟电厂是互联网能源的一种创新模式与运行方式，它是在减少供电基础设施的基础上，在互联网技术以及通信技术的支持下产生“富余”电能，从而达到建立真实的电厂效果。虚拟电厂的核心不是发电方式，而是节电方式。通过现代互联网技术降低发电过程中的能耗损失进而达到节电效果，而节约的电能总量可以达到新建一座发电厂的效果。与传统发电厂相比，虚拟电厂具有以下优点：第一，虚拟电厂不需要使用能源进行发电。虚拟电厂所创造出的电能都是通过互联网技术，在现有的发电厂基础之上所节约出来的。可以说，虚拟电厂为实际发电厂创造出更多的利益空间。第二，虚拟电厂不需要占据地理空间，节省土地资源。所有的虚拟电厂都是建立在虚拟世界，不需要耗费实际的土地资源，但是却可以将实际利益带到现实当中，发展空间巨大。第三，虚拟电厂不会产生任何污染物，解决了发电的污染问题。虚拟电厂所产生的电能都是在实际电厂所产生电能的前提下节省下来的，因此无论是否有虚拟电厂的存在，实际生产电能所产生的污染物总量已经确定。可以说，在污染总量一定的前提下，虚拟电厂产生了更多的额外电能。

结语

对能源企业提供一定的出国学习名额计划，学习先进国家的能源运营与管理技术，或者定期邀请国外能源专家学者到企业进行演讲，传授有关能源的最新技术与发展动向。

参考文献：

[1]郭永伟，程傲南.“互联网+”智慧能源：未来能源发展方向[J].经济问题，2015（11）：61-64.