报告|拥抱能源新格局：智慧电网是传统电网向能源互联网变革的代表

4. 能源互联网：能源革命的重要支撑

能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态，具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。从组成部门看，能源互联网由电力系统、交通系统、天然气系统组成的能源网络与信息网络紧密耦合而成。

电力系统是核心，大量分布式单元存在，可再生能源成为最主要的一次能源，电网结构“扁平化”。

交通系统、天然气系统以电力系统为能源转换枢纽，包含于能源互联网之中。

信息系统是神经系统，保障能源互联网安全、有效运行。

为推动中国能源互联网发展，2016年国家发改委、能源局和工信部出台《关于推进“互联网+”智慧能源(5.470, -0.08, -1.44%)发展的指导意见》，提出近中期将分为两个阶段推进能源互联网，2016-2018年着力推进能源互联网试点示范工作，2019-2025年推进能源互联网多元化、规模化发展，初步建成能源互联网产业体系。按照计划，目前我国能源互联网第一阶段工作进入尾声，共完成首批示范项目55个;2019年将进入第二阶段。埃森哲《中国能源互联网商业生态展望》预测，到2020年中国能源互联网的总体市场规模将超过9400亿美元，约占当年GDP的7%。

在全球新一轮科技革命和产业变革中，互联网理念、先进信息技术与能源产业深度融合，正在推动能源互联网新技术、新模式和新业态的兴起。能源互联网是推动我国能源革命的重要战略支撑，对提高可再生能源比重，促进化石能源清洁高效利用，提升能源综合效率，推动能源市场开放和产业升级，形成新的经济增长点，提升能源国际合作水平具有重要意义。

4.1. 分布式能源是能源互联网的基础

分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统，是以资源、环境和经济效益最优化来确定机组配置和容量规模的系统。它追求终端能源利用效率的最大化，采用需求应对式设计和模块化组合配置，可以满足用户多种能源需求，能够对资源配置进行供需优化整合。分布式能源目前已涵盖了天然气、生物质能、太阳能、风能、海洋能以及其他形式的能源。

分布式能源更靠近用户侧。分布式能源的特点在于地理位置的分散性，规模较小、更为灵活，分散地布置在用户端附近，可以达到就地生产、就地消纳，实现需求侧管理。

分布式能源有效避免传输损耗。分布式最大的特点是源网荷高度一致，不需要能源长距离输送，可以实现就地发，就地分配，就地控制，就地使用，与传统的集中式相比，具有减少能源损耗、节省输送费用、减少对土地和空间资源占用等优点。

分布式能源有助于改善能源结构。分布式能源主要包括光伏、风电、生物质能、天然气等清洁能源，可以有效替代煤炭、石油等传统能源，改善能源结构。

目前，我国分布式发电规模小、偏局部，处于自然需求阶段。规模小体现在分布式发电集中在个别地区，偏局部体现在只有自然需求很强的地方才发展了起来。中东部地区是我国分布式光伏发电布局的主战场，也是用电消费重地。分布式光伏发电遵循“自发自用、余电上网”的模式，大部分发电量由用户自我消纳。目前分布式能源在电网中的比例为2.3%，我国未来将分布式新能源纳入电力和供热规划以及国家新一轮配网改造计划，实现分布式新能源直供与无障碍入网，预计2025年分布式能源在电网体系比例将达到15.6%。其中，天然气分布式发展刚刚起步，2016年，全国天然气分布式发电累计装机容量为1200万千瓦，不到全国总装机容量的2%。在分布式光伏推广上，目前装机容量已达到光伏电站的28%(截至2017年底)。

政策升级，分布式发电迎来春天。2018年3月，国家能源局发布《关于开展分布式发电市场化交易试点的补充通知(征求意见稿)》，在2013年出台的《分布式发电管理暂行办法》基础上有较多处升级。第一，要求将分布式发电纳入当地能源和电力发展规划，分布式发电接入电网应以促进分布式发电发展和保证电网安全运行为原则。第二，强调了市场化交易，明确分布式发电与配网内就近电力用户交易。除委托电网按月结算外，还可以与用户直接进行交易电量结算。此外，还对电网提出了公平对待分布式发电的要求。本次政策升级，一方面是因为我国从技术上已经具备大力发展分布式发电的基本条件，另一方面也是出于对能源多元化和能源互联网的需求。

4.2. 储能是能源互联网的核心环节

储能系统可以在用电低谷时吸收存储电能，在用电高峰时释放，是能源互联网“发-输-配-用”的核心环节，也是推动能源革命的重要环节。

储能有助于电网削峰填谷。随着经济发展，电网的综合负荷不断增加，电网面临着电力负荷峰谷差日益增大的挑战。储能系统可起到削峰填谷，平滑负荷，降低供电成本的作用，提高电网运行的稳定性和安全性。同时，储能打破了电力系统发输配用必须实时平衡的瓶颈，提高了电力系统的灵活性。

储能是可再生能源高效利用的关键支撑技术。风电、光伏等可再生能源发电比例的不断提高，由于其自然属性，发电具有波动性、间歇性和不可精确预测性，给现有电力系统运行带来挑战。风能和光能资源多集中于西部、北部地区，远离东中部负荷中心，需要清洁和灵活有效的方法促进大规模可再生能源的送出和消纳。储能系统可以提高电网对间歇性可再生能源的接纳能力，从而保障可再生能源大规模并网。

储能有助于实现分布式能源广泛应用。未来的能源互联网中，分布式能源、小型可再生能源发电系统等将广泛存在，可再生能源的就地采集、就地使用，除依靠电网平衡外，更要实现本地平衡。储能系统可为分布式发电及微网系统提供调频、调压、稳定输出、能源备用等服务，实现局域电网能源生产与消费平衡。

电化学储能技术优势明显，锂离子电池前景广阔。根据能量储存形式分类，储能技术可以分为机械储能(抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)，电磁储能(超导储能、超级电容储能等)，电化学储能(铅酸电池、锂离子电池、纳系高温电池、液流电池、氢储能等)以及相变储能(熔融盐蓄热、蓄冰储能)。目前，大规模储能技术中只有抽水储能相对成熟，但是由于地理资源限制，其广泛应用受到制约。电化学储能具备高可控性、高模块程度的优势，能量密度大、转换效率高、建设周期短且安装方便，使用范围广，具有极大推广价值。在各种电化学储能中，锂离子电池的产业链和技术最为成熟，成本下降空间大。锂离子电池作为电动汽车的主要动力源(5.900, -0.15, -2.48%)，KWh级别的应用以及频繁大功率的充放电使得锂电池在技术和成本上有了显著的突破。随着储能时代的到来，锂电池的应用规模也将再上一个台阶，而 MWh级别的应用将促进锂电池成本的进一步下降，将进一步推动电化学储能扩展市场。