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第二届能源互联网暨“一带一路”高峰论坛2017(EIS)于9月21日在上海隆重召开,该论坛由上海决策者经济顾问股份有限公司主办。本次论坛以能源互联网海内外示范项目以及能源互联网分布式能源发展现状(光伏、风电)及存在的问题为落脚点,从最新示范项目着手、针对智能储能领域能源互联网发展前景与实现路径、多能互补、微电网建设等重点话题出发,带领大家深入探讨行业热点,旨在推动能源互联网行业健康发展,共建国际交流平台。电力头条APP全程直播本次论坛。
会上,清华大学能源互联网研究院能源工程应用研究室主任赵东元发表了名为“能源互联网的发展与突围”的主题演讲。
清华大学能源互联网研究院能源工程应用研究室主任赵东元
以下为电力头条APP为您带来的演讲全文:
首先感谢大会组委会以及各位嘉宾各位参会者,我们作为清华大学能源互联网研究院其实比较少的参与这种关于能源方面的公开的论坛,所以我先简单的介绍一下,我们清华大学能源互联网研究院。对于清华大学我们大家可能都知道,但是能源互联网研究院可能是一个比较不太有人知道,它是2015年4月24日成立的。当时在成立之初当时的规格是最高的。研究院主要是解决能源互联网全面解决方案,解决能源转型中遇到的难题。目前跟随能源互联网的整个发展,我们现在能做的就是能源转型的路线,整个国家的能源转型的路线还有各个省来做能源的转型。还有我们参与到这55个示范项目的能源互联网的发射,介入了顶层设计和能源规划设计。
下面进入能源互联网的实施阶段,因为能源互联网是一个综合的学科。现在能源互联网的运行还没有真正开始,最后就是能源互联网的标准体系,在能源局的领导下清华大学还有研究院我们正在制定能源互联网的体系,我们所能做的事情就是这么多。
在过去成立两年内,做了很多工作,对能源互联网也起到了推动作用。国家能源局国家能源互联网网行动计划战略研究中形态、政策、技术与标准、商业模式5个课题的研究。主导编写了《关于推进互联网+智能能源发展的指导意见》,成为我国能源互联网建设的纲领性文件。主导编写了《能源技术革命创新行动计划》中能源互联网技术和先进电网技术部分。为什么要介绍能源互联网问题,是因为我们国家能源互联网行业兴起以及它的发展,实际上我们研究院一直跟着我们能源互联网的事业发展,研究院也在发展,从一个工程师的角度来看,我们国内的能源互联网是怎么样,我们可以追溯一下它的历程。
首先,能源互联网的提出概念,比如清华大学的高景德提出CCCP,这是非常高的时刻提出了能源互联网的概念,真正的能源互联网的研究阶段应该是德国的,从2008年开始我们进入能源互联网兴起的阶段,比如后来的美国的北卡,它更多强调分布式的电源和分布式的储存,还有日本开展的数字电网,尤其大家众所周知的第三次工业革命,能源互联网是第三次工业革命的核心之一,我们国家的能源互联网是在2012年召开的。
我们讲能源互联网在国内的启航的标志性就是2014年的6月份,习近平主席提出了能源革命,他把能源发展提到了战略层面,不光包括生产、消费还有机制,后面又出现了“一带一路”。在习近平主席提出了能源革命之后清华大学能源互联网研究院在2014年的11月批准成立的,同一时期刘振亚提出了全球能源互联网,现在大家朝着一个方向去发展,在2015年的时候,为了积极落实习近平主席的能源革命。所以3月份李克强总理提出了互联网+行动计划,4月份能源互联网的香山科学会议,就是能源行业的各大院士参与的讨论我们国家的能源互联网如何发展。8月份国家能源互联网行业领导小组成立。
在刚才所讲的五个重大课题的基础上在2016年的2月份的时候提出来发布了,由三部委提出了指导意见,3月份的吸入我们国家的十三五的规划纲要,8月份的时候又把行动计划落实到具体项目来看,就是在2016年8月份发布了五世组织实施互联网+智能能源的示范项目通知。2017年3月份国家能源局公布首批能源互联网示范项目正式启动,总共55个,按照通知要求我们原来要求2017年的8月份,这55个示范项目都要启动,2018年底的时候这些示范项目都要能够运转起来。
从另一个角度来看,我们能源互联网行业活跃度对整个国内的能源互联网行业活跃度评价。我们讲的纲领性的文件发布之后,大家可以看到?2016年2月24日,国家发改委、能源局、工信部, 《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》 ?2016年3月17日,中共中央、国务院, 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》 ?2016年4月7日,国家发改委、能源局, 《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》 ?2016年5月19日,国务院,《国家创新驱动发展战略纲要》 ?2016年11月7日,国家发改委、能源局, 《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》 ?2016年12月19日,国务院,《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》 ?2016年12月19日,国家发改委、能源局, 《能源发展“十三五”规划》和《可再生能源发展“十三五”规划》 2017年4月25日,国家发改委、能源局, 《能源生产和消费革命战略(2016-2030)》
再看产业发展,我们能源互联网注册的公司2017年的时候达到了小四千,当然市场最权威的就是国家电网,截至到今年的9月11日,全国在电力交易中心公示的售电公司有2185家。在能源互联网这个领域市场主体达到了四万多家,我想大家有不同的统计办法和统计的口径,实际上市场是非常活跃的。8月28日,由国家能源局指导,国家能源互联网 产业及技术创新联盟全体成员大会暨2017国家 能源互联网大会在清华大学成功举办。这是我们国家最高级别的能源互联网正式成功举办。
从学术发展来看,这些能源互联网研究的高校机构是非常多的,因为我们讲能源互联网是跨学科的领域,研究机构有:清华大学能源互联网研究院、华北电力大学能源互联网研究中心 、全球能源互联网研究院 、国网-浙江大学能源互联网技术联合研究中心 、国网苏州城市能源互联网研究院。实际我们国内的高校、天津大学、浙江大学很多高校在关注整个能源互联网的发展,包括关键设备。可以从这几年发表的论文和专利上面可以看得到,专利数上可以看到我们能源互联网的发展,也是非常热的话题。
在研究的角度来讲,分为能源生产、能源传输、能源消费、能源存储这四块。我们讲光伏发电、风力发电还有储能等等,实际上在科学层面已经发展10、20、30年的情况,但是能源互联网都能互补,协调规划、大数据分析。在能源互联网下面的电力交易,这些方面基础理论的研究还是相对来说比较缺乏的,包括关键技术和关键设备也需要突破,我们梳理了技术理论和关键技术的研究框架,有些技术我们实际上取得了优秀的成绩,但是在跨领域的科学问题上面实际上还是缺乏研究,就是急需要在上面进行补充。我们来看能源互联网的技术体系它已经具备了一定的基础。
从研究发展来看2016年11月份的时候中国电力企业发布了第一个企业联合会标准。中央财经大学中国能源金融发展报告2017,中国能源行业投资规模6万亿,清洁能源总投资达3.1万亿元。可以看出我们能和资本市场能够对接的行业就是能源互联网,我们可以预想在两三年的时候,我们看到能源互联网会有大规模的上市公司出现,这是在金融发展上面我们可以看到的。
能源互联网首批国家示范项目共55个,城市能源互联网综合示范、园区能源互联网综合示范、其他及跨地区多能协同示范 ;基于电动汽车的能源互联网示范、基于灵活性资源的能源互联网示范、基于绿色能源 灵活交易的能源互联网示范、基于行业融合的能源互联网示范、能源大数据与第三方 服务示范、智能化能源基础设施示范 ;可以看出能源互联网引起了重要的关注。总体投资达到了三千亿的规模,能源互联网的示范项目在国内从微电网到全市到全球的能源互联网的介绍已经到了启航的阶段,另外可以看到能源互联网在投资方面非常拉动各个地方的发展。
接下来,我们在能源互联网这个领域上面所面临的问题,因为我刚才讲到,我们能源互联网有全市的能源互联网和全球的能源互联网,我这里指的全市的能源互联网以及国家55个项目,我们进行了初步的总结。主要分四块,技术、模式、资金、协调。技术方面我们针对现在的能源互联网的项目进行了初步的沟通,因为按照通知的要求,我们55个项目要求是在2017年的8月底就要启动建设,2018年就要投入运营。大家现在反馈回来的意见,我们觉得各家有各家的难处,我们总结了针对55个示范项目的编写申请报告,所以我们分析报告总结他出现的问题,因为我是工程师出身,我不是做政策的,所以从工程师的角度来看,我更关注的是示范项目它能不能落实,能不能真正做得到。所以从这个角度来看。
我们首先讲的技术主要体现在过渡的包装,缺乏关键技术和核心设备。我们讲能源互联网是一个多学科的领域,要求的是多能互补、清洁能源、智慧能源,刚才讲到我们在讲到能源互联网体系的时候,有些技术是处于示范工程的阶段,有些申请书里面只是讲到一个概念性的理念,从一个技术的发展生命历程来看,一个工程包括原理性的验证工程式的验证,到最后才是产业推广和应用的阶段。因为我们知道能源互联网的提出不是一两年,是一个非常火的话题,大家有点过度包装。我们能源互联网的发展不单单要求我们电网公司政府引领,同时需要社会上面各个产业公司的支持、设备的支持、技术的支持,比如我们前几天我们各个省的电力设计院的总部进行交流的时候,包括清华大学和其他的省份进行做能源互联网申请的时候,我们各个设计院他们擅长于各个模式下面的常规设计。比如550千伏的变电站,但是一旦涉及到跨学科领域设计的时候,他们也发愁,从这个角度来讲,我们所讲的关键核心的设备,举一个例子,我们讲能源互联网跟传统的能源互联网最大的区别是用户至上,用户体验。能源回归商品属性之后就应该体现出用户至上,我们在规划设计的时候其实主要是沿着电力规划来进行,电力规划传统的规划方法是协调发展,在这个地方它首先第一个围绕用户的需求进行分析,用户对电的需求是什么,人的需求是什么,冷的需求是什么,然后进行不同地方的规划。我们发现对于规划的,用户负荷的分析也做的不够。
对于用户的角度来,我需要的是高效、安全运行,大家都有体现,但是从用户角度来说需要安全,空间的可靠性怎么保障?有没有分析过原来的供电可靠性得到提高吗?这是在能源互联网项目中相对来说比较欠缺的,这是技术的。包括上面还有负荷的分析,我们讲需求侧的响应,但是它需要一个市场机制在里面,我们想价值上面的驱动怎么发起用户的需求怎么保障用户的利益,我们来讲这就是我们讲模式上面大家还是不清晰,我们可以看到分析55个示范项目里面,实际上大家30%-40%还是在机械上面,比如借多少的光伏、风力发电,大家商业模式大家写的比较少。
目前的示范项目申请单位来看,大家觉得我们写了示范项目,在商业模式上面点对点的交易,实际上当时写这个项目的时候点对点的交易国家还没有出台。第一个分析的不清晰。第二落不了地。我们为什么叫示范项目,就是希望它可推广可复制,如果它的商业模式和盈利模式都不清晰的话,怎么去推广。
再讲融资的问题,我们有50%的项目是由国家来投资,存在很大的风险就是融资的问题,我们现在缺乏的是源-网-荷-储的协调发展,尤其是储能的成本问题,最后可能写到50瓦兆,最后可能5兆瓦,我们真正的项目在启动的时候会发现用户还没有入住和落地,没有用户就没有消费,这个项目怎么去借鉴,这是一个比较大的问题。现在目前来看,有些民营企业在项目申请之初动机不纯,另外一个通过能源互联网的示范项目申请指标,在融资上面出现的问题。
第四个方面就是协调的问题,这是一个老大难的问题,有的申请了八个,最后都被电网公司拿下,我们这些能源互联网互动建设的时候,拿不上台面的问题就是三缺一。政府、技术、企业,三缺一缺那个老虎,所以协调难度,因为我们能源互联网+横跨了电、热,我们以前的能源互联网行业,天然气、供暖都是垄断行业,现在是用户至上的理念。协调的问题随着国家政策的出台以及政府对我们能源互联网技术的提高会逐步解决。这是瓶颈的问题,我们在项目实践过程中所面临的现有的问题。
接下来是如何突围的问题,首先我觉得从大会的发起来看,我们更多从宏观层面来道路我们能源互联网如何发展。首先要看我们能源发展的特点,如何真正的体现互联网的精神共享。首先能源在地球上面它所起的作用可以看,能源互联网的作用,我们都知道第一次工业革命讲的就是煤炭为主,蒸汽机时代,首先就是进入大工业时代,这个时候叫做日不落帝国统治了一两百年,包括近几年美国是通过什么手段打压德国,就是在石油能源配置方面起到了很重要的作用。我们进入了新能源的时代,所以在这个背景下面怎么能够我们美丽的中国梦,提升我们国家的话语权,我觉得能源互联网起到了非常大的支撑作用。
从我们中学时代就学到了一个观点,生产力和生产关系的问题,从这个地方我们来理解能源革命。我们刚才在讲,我们回顾能源互联网的发展不是凭空而起,大家都知道风力发电和光电发电,它的技术迅速发展成本下降,它也取得了非常大的突破。为什么现在我们能源革命而不是一个变革,实际上它就是一个生产力不断的发展,也就是技术推动下能源技术生产的发展需要体制上的变革,从这个角度看 ,就是我们习近平主席所讲的能源体制的发展,这是我们讲的从生产力和生产关系来看,我们这是一个能源革命而不是一个变革。
接下来我们看具体实施的时候,我们可以看我们国家的十三五能的规划,重点关注一方面煤炭的消费比重快速的下降,我们讲从2016年60%的占比,到2017年的8%的占比,我们不可否认煤炭在我国仍然占据着非常重要的作用。但是也要看到非化石能源的比重快速增长,这是为了实现我们的承诺。非化石能源快速增长,可以看图示,集中式的电站还有分布式的电站,集中式的光伏电站要大力发展分布式的光伏电站,今后二者要各占一半。大家可以看到天然气的建设,包括天然气管道成本的监督,还有天然气价格的调整,它逐步在往下走。这次能源互联网的发展,还有一个隐含的意思,我们释放改革红利,把我们改革开放里面利润让利出来给你们,所以从各个方面来看,从技术角度来看,如果从电力行业的角度或者能源行业角度,我们思考一下,电力的形态和能源的形态已经确定下来未来的发展方向。多种能源融合的技术特征来看,能源类型决定电网形态,从大命题来看,我们可以设想我们未来的电网形态是什么样的。
第一个和大家共享的是,我们个人对能源互联网代表了我们整个能源的发展方向。第二个就是科学技术的问题,大家要重视技术创新,我们现在还是讲能源互联网的初级阶段,现在从项目的通知发起到现在也就是几个月的时间,或多或少的大家存在着准备不足的问题。但是从这一批的申请来看,我们更多的是一种三联动,光伏储能,还是一个大杂烩的阶段,我们如何能够向系统优化的高级阶段去发展,我们可以对比我们传统的能源网和能源互联网它的意图在哪里?我们传统的能源网电、热都是独立运行,我们讲能源互联网是什么呢?就是希望多个能源的相互转换,电、气如何协同调度,并且在紧急情况下相互转化和支撑,这是我们所缺乏的,包括我们多个能源的协调规划。实际上在热上面可挖的潜力仍然非常大,技术上的差异性,从需求上来讲,传统的能源网讲的是刚性的负荷,用户互动既可以是生产者又是消费者,需求侧怎么做?从电网角度来看,原来是交流电为主,逐渐的向我们的交直流微网,虽然我们国内的微网的研究得到了学术界的重要,也有一些示范项目落地,但是离我们的推广应用还是有一定的差距。比如说在关键设备上面我们还是处于示范性的阶段,对于装备的可靠性、造价还是需要进一步提升。
我们讲在电网上面,我们仍然存在着提升的空间,从负荷提升上面,原来到现在的转移的模式,从原来第一售电功能到现在的区域能源供应。这是我们企业需要花大力踏踏实实要做的事情。
从能源互联网的初级阶段到高级阶段我们需要一点一点具体的技术和具体的公关。我们能源的模式问题和理念问题,很大程度上来源于物联网的理念,举一个例子,我们可以自己来思考,比如像滴滴打车还有摩拜,改变了我们的出行方式和生活方式。自行车的技术有突破吗?还是原来的车再加上智能终端,现在技术上面可以看到,更多的程度上滴滴打车和小黄它拉近了和消费者的距离,从全社会的流通领域来看它减少了运营成本,提升了全社会资源的效率这就是互联网+的核心所在。在这个市场行为中它没有创造价值的话,就是能源互联网的泡沫,我们讲能源互联网它应该也有它的价值,提升了整个的资源效率,在整个全社会里面应该创造价值,违背了这个就造成了泡沫。
能源互联网的核心理念和核心思维,要从物联网走过的历程要提炼和总结,这次我们要体现的是资源共享。我们互联网的模式改变了我们整个的商业模式,从我们木的发起,到提供的产品从原来单一的电、热到现在综合能源的供应,到客户的挖掘,用户至上的体现。我们讲互联网经常讲羊毛出现在猪身上,已经做的非常不错,比如我们做的虚拟电场上面,免费提供给用户的分布式电源,从需求侧相应上面去获利,我想能源互联网同样我们未来的发展模式是不可想象的。
最后总结一点,我们都是能源互联网的同行,在坚定了信念和发展方向的情况下,克服每一个困难,我们清华大学的能源互联网研究院愿意和大家一起努力来推进能源互联网的推进,谢谢大家!
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