當(dāng)前，中國(guó)已被看作全球最具潛力的“碳減排”市場(chǎng)。

習(xí)近平主席繼9月22日宣布“力爭(zhēng)2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”后，12月12日再次宣布，到2030年，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重將達(dá)到25%左右，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到12億千瓦以上。

即將進(jìn)入平價(jià)時(shí)代的可再生能源，將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計(jì)，如果在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，我國(guó)電力系統(tǒng)需再增加60億千瓦的可再生能源裝機(jī)。

但是，只發(fā)展可再生能源是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。由于風(fēng)電、光伏等可再生能源的不連續(xù)性，中國(guó)曾發(fā)生嚴(yán)重的棄風(fēng)、棄光問(wèn)題，如2015年和2016年，棄風(fēng)、棄光率分別超過(guò)了15%和10%。

對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)20%、30%的可再生能源接入已經(jīng)難度很大了。但清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院副院長(zhǎng)高峰接受專訪時(shí)表示，“能源互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)可再生能源的高比例接入，將來(lái)電力系統(tǒng)中80%、90%都可能是可再生能源?！?/span>

高峰長(zhǎng)期從事能源互聯(lián)網(wǎng)政策機(jī)制、戰(zhàn)略規(guī)劃及技術(shù)研究，同時(shí)擔(dān)任國(guó)家能源互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)。他表示，碳中和目標(biāo)的提出讓中國(guó)能源革命有了更明確的時(shí)間表，而能源互聯(lián)網(wǎng)是能源革命的具體載體，其目標(biāo)就是落實(shí)能源革命。

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種將互聯(lián)網(wǎng)理念、技術(shù)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的新型生態(tài)化能源系統(tǒng)。它以電力為基礎(chǔ)，以可再生能源利用為優(yōu)先，通過(guò)多種能源協(xié)同、供給與消費(fèi)互動(dòng)、集中與分布并舉，大眾廣泛參與，實(shí)現(xiàn)能量流、信息流、業(yè)務(wù)流、資金流、價(jià)值流的優(yōu)化配置，促進(jìn)能源系統(tǒng)更高質(zhì)量、更有效率、更加公平、更可持續(xù)、更為安全。

解決可再生能源高比例接入

2019年風(fēng)、光發(fā)電量?jī)H占我國(guó)總發(fā)電量的8.5%，電網(wǎng)企業(yè)能夠通過(guò)一些手段做到很好消納。但未來(lái)風(fēng)、光大規(guī)模開(kāi)發(fā)，高比例并入電網(wǎng)后，消納問(wèn)題該如何解決，系統(tǒng)安全如何保證？

中國(guó)工程院院士郭劍波認(rèn)為，隨著新能源發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步、成本進(jìn)一步降低，預(yù)期新能源必將迎來(lái)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的高速發(fā)展期，將從局部地區(qū)開(kāi)始逐漸形成一個(gè)新能源電力和電量高占比的電力系統(tǒng)。該系統(tǒng)電力電量總量充盈與時(shí)空不平衡矛盾突出，新能源消納和電力系統(tǒng)安全的矛盾突出，將對(duì)電力系統(tǒng)的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)、規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理、運(yùn)行控制帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。

為了應(yīng)對(duì)能源轉(zhuǎn)型給電力系統(tǒng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，國(guó)家電網(wǎng)公司確立了“具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”戰(zhàn)略目標(biāo)，制定了《能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究框架》。研究框架由“能源網(wǎng)架、信息支撐和價(jià)值創(chuàng)造”3大體系構(gòu)成，重點(diǎn)布局20個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，共182項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，為構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)提供了基礎(chǔ)支撐和技術(shù)儲(chǔ)備。

單純用儲(chǔ)能來(lái)平衡風(fēng)、光等可再生能源的波動(dòng)性，成本高昂且不易實(shí)現(xiàn)。高峰表示，數(shù)字化轉(zhuǎn)型是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心抓手，我們現(xiàn)在做的就是利用數(shù)字化的手段，打通源網(wǎng)荷儲(chǔ)各個(gè)環(huán)節(jié)，例如把海量的分布式儲(chǔ)能通過(guò)數(shù)字化手段形成一個(gè)虛擬的大型能源調(diào)節(jié)中心，進(jìn)而助力可再生能源的高比例接入和使用，來(lái)實(shí)現(xiàn)清潔、低碳的目的。

智能電網(wǎng)時(shí)代，雖然已經(jīng)具有智能化調(diào)控能力，但無(wú)法滿足未來(lái)需要。高峰用打電話約車來(lái)形象比喻，“早期我們?cè)诒本┘s車，大家都往96103打電話。96103總臺(tái)統(tǒng)一發(fā)布消息，司機(jī)再應(yīng)單對(duì)接。雖然也能實(shí)現(xiàn)叫車，但是效率非常低，滿足不了海量并發(fā)的這種需求。而能源互聯(lián)網(wǎng)相當(dāng)于升級(jí)版的打車軟件，可以應(yīng)對(duì)海量的用戶側(cè)接入，實(shí)現(xiàn)更大比例的生產(chǎn)，這是傳統(tǒng)智能電網(wǎng)的集中調(diào)度、管控的方式難以應(yīng)對(duì)的?！?/span>

高峰表示，能源互聯(lián)網(wǎng)即“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”，希望能源像互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)一樣，可以拉近供需之間的距離，讓供需之間盡量匹配，集中調(diào)度只需要調(diào)度變化的部分即可。他表示，通過(guò)需求側(cè)響應(yīng)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)的協(xié)同，能盡最大可能接入新能源，容納新能源的波動(dòng)性。未來(lái)理想狀態(tài)下可以直接購(gòu)買任一個(gè)地方的風(fēng)電，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)去匹配，從而最大化減小電網(wǎng)所受到的用電側(cè)和新能源發(fā)電側(cè)的波動(dòng)性影響。

小到一個(gè)社區(qū)或者工業(yè)園區(qū)，大到一個(gè)城市一個(gè)省份一個(gè)國(guó)家，都可以通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)的集中式和分布式協(xié)同來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載平穩(wěn)，降低電網(wǎng)的調(diào)節(jié)壓力。高峰表示，目前技術(shù)已經(jīng)不是障礙，難點(diǎn)是機(jī)制和模式?！巴ㄟ^(guò)相關(guān)機(jī)制來(lái)調(diào)動(dòng)用戶意識(shí)非常重要，要讓用戶參與進(jìn)來(lái)。以江蘇為例，通過(guò)給用戶發(fā)短信等方式，告訴用戶現(xiàn)在電網(wǎng)壓力很大，如果愿意把空調(diào)制冷溫度調(diào)高或者制熱溫度調(diào)低一兩度，可以給予電費(fèi)減免紅包，肯定有人會(huì)愿意，中間根本沒(méi)有技術(shù)難度?！?/span>

現(xiàn)在有觀點(diǎn)認(rèn)為，煤電仍是不可或缺的，可再生能源的大比例接入離不開(kāi)煤電的靈活性調(diào)節(jié)。高峰認(rèn)為，從目前來(lái)看，煤電的靈活性改造是必需的，完全不依賴煤電不太現(xiàn)實(shí)，碳中和的概念并不是說(shuō)零排放?！皩?lái)為了能夠更好地接入可再生能源，可能偶爾需要煤電出力大一點(diǎn)，碳排放多一點(diǎn)，但從整體系統(tǒng)性來(lái)考慮，接入可再生能源更多，總體排放是減少的”。

“能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程就是把煤電從傳統(tǒng)的基礎(chǔ)性能源變成備用的調(diào)節(jié)型能源，隨著高比例可再生能源的接入，煤電靈活性變的更為重要。但通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)，能在負(fù)荷自身中找到很多靈活性的能源，最大限度利用儲(chǔ)能，從而減少對(duì)煤電靈活性的依賴”，高峰說(shuō)到。

數(shù)字化助力節(jié)能、提效

除了大力發(fā)展可再生能源外，節(jié)能、提效也是早日實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要手段。

中國(guó)工程院院士杜祥琬表示，在以化石能源消費(fèi)為主的今天，我國(guó)降碳主要舉措包括“提能效、降能耗”、“能源替代”和“碳移除”三個(gè)方面，其中“提能效、降能耗”應(yīng)是首要舉措，主要集中在建筑、交通、工業(yè)、電力節(jié)能領(lǐng)域。

而能源互聯(lián)網(wǎng)在“節(jié)能、提效”方面優(yōu)勢(shì)明顯。高峰表示，通過(guò)數(shù)字化的手段可以很好的助力“節(jié)能、提效”，“首先搞清楚哪些環(huán)節(jié)有問(wèn)題，哪些需要改進(jìn)，在行業(yè)內(nèi)目前處于什么水平，這些都可以用數(shù)字來(lái)說(shuō)話，顯而易見(jiàn)”。

施耐德電氣提供的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，通過(guò)其智能配電解決方案在數(shù)字化方面的加持，不同行業(yè)客戶能夠?qū)崿F(xiàn)最高85%的能耗降低，節(jié)約約30%的成本，通過(guò)利用節(jié)省的最高達(dá)60%和75%的資本及運(yùn)營(yíng)支出來(lái)推動(dòng)生產(chǎn)力提升，此外還能提升最高50%和25%的設(shè)備可用性和場(chǎng)所安全性，并有效降低碳足跡最多達(dá)50%。

這都是源于數(shù)字化的力量。高峰認(rèn)為只有靠數(shù)字化的手段，才能更好地實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、管理、調(diào)控，再靠人工智能來(lái)進(jìn)一步提升效能?！叭说臎Q策是基于固有知識(shí)下做出的一些反應(yīng)，在復(fù)雜的情況下不一定能做到最優(yōu)，想要更好的節(jié)能減排，就需要數(shù)字化的手段”。

傳統(tǒng)做節(jié)能和能效服務(wù)，是想在同樣輸入情況下如何輸出更多，或者輸出相同的情況下如何讓輸入的能量更小。但在使用數(shù)字化手段之后，就不再是數(shù)字大小的問(wèn)題，更多的是強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性思維。

高峰舉例說(shuō)明，“如果負(fù)載是一個(gè)剛性的，你雖然用得能量少，但是在沒(méi)有電或者電有波動(dòng)的時(shí)候，要想保證輸入，必須啟動(dòng)火電來(lái)支撐，最后反而并沒(méi)有做到低碳；但如果特別靈活，能耗可能高一點(diǎn)，但是可以隨著外部的變化隨時(shí)應(yīng)對(duì)，波動(dòng)性的風(fēng)電也可以一直用，是零碳排的。所以能效是建立在總體目標(biāo)之下的能效，要符合碳中和的目標(biāo)才行?！?/span>

能源互聯(lián)網(wǎng)還體現(xiàn)在新模式的應(yīng)用上，如用電儲(chǔ)能成本比較高，可能就會(huì)選擇熱儲(chǔ)能的方式，目的就是節(jié)能降耗，其中會(huì)涉及到多方合作的模式。“這就要考慮，多方合作到底應(yīng)該怎么合作，企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)怎么打通，內(nèi)部、外部各層之間的多方數(shù)據(jù)怎么去協(xié)同，如何讓用戶參與到需求側(cè)，參與到可再生能源波動(dòng)的調(diào)節(jié)，如何讓用戶有獲得感等等，這都需要有機(jī)制來(lái)保障技術(shù)的實(shí)現(xiàn)?！?/span>

利用數(shù)字化手段，還可以滿足多種需求。高峰以園區(qū)建設(shè)為例，“如何建設(shè)分布式能源，如何最大化資源的利用，如何最大化設(shè)備和資金的利用，包括將來(lái)進(jìn)行碳交易，當(dāng)?shù)卣心男┨紡?qiáng)度和碳排放強(qiáng)度要求等等，都涉及到數(shù)字化的手段?！?/span>

碳中和目標(biāo)提出后，所有新建項(xiàng)目都要考慮碳排放的問(wèn)題，數(shù)字化、智慧能源已經(jīng)成了基礎(chǔ)條件?！皵?shù)字化是圍繞項(xiàng)目全生命周期的，包括政策、規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行等等，都需要數(shù)字化，現(xiàn)在到了新時(shí)代階段更不可能丟下了”，高峰說(shuō)道。