清华大学孙宏斌：关于能源互联网的若干思考

为什么提出能源互联网？

　　现有能源系统面临以下三个重要挑战，亟需转变能源发展方式：

　　1. 能源生产不可持续，需要提高可再生能源比例；

　　2. 能源使用效率低，需要提高能源使用效率；

　　3. 能源行业内向保守，需要实行能源体制革命。

　　在智能电网基础上，能源互联网还要突破以下两个层面的互联问题：

　　（1）物理互联层面问题：能源没联上，表现为多能未互联，冷/热/电/气/交通割裂，能效低，全球互补效益未发挥；能源没联好，表现在可再生接纳问题，源的即插即用问题，能量传输和转换效率低，能源无线传输不成熟等。

　　（2）数据互联层面问题：单靠物理互联还不够，还要依靠信息互联，实现资源的数据化和透明化，开放给大众，把人互联起来，实现供需对接，盘活资源，如Uber的做法。

 What能源互联网有什么特征?

1、能源互联网的基本架构　　

能源互联网的基本架构如下图所示，分为物理互联和数据互联两个层面。

　　（1）物理互联层面是“能源系统的类互联网化”，利用互联网理念对现有能源系统进行改造，使能源系统具有类似于互联网的某些优点，主要表现为：1）多能源开放互联，电、热、冷、气、油、交通等多能源耦合互补；2）能量自由传输，表现为远距离、高效、大容量、双向、端对端、选择路径、无线传输等；3）开放对等接入，具有良好的可扩展性和即插即用性。

　　（2）数据互联层面是“互联网+”，为信息互联网在能源系统的应用和融入。通过互联网技术将设备数据化，所有主体自由联接，形成能源互联网“操作系统”，主要体现为：1）能源物联，在不影响安全等前提下实现信息的最大化共享；2）能源管理，不同能源类型的分布式协同管理和源、网、荷、储的实时互动优化；3）能源互联网市场，为能源的自由交易和众筹金融提供平台，实现能源互联网各要素的共生共赢。 

2、能源互联网的主要理念

　　能源互联网的主要理念可以归纳为以下6点：

　　开放：开放是能源互联网的核心理念，表现为：多类型能源的开放互联、各种设备与系统的开放对等接入、各种参与者和终端用户的开放参与、开放的能源市场和交易平台、开放的能源创新创业环境、开放的能源互联网生态圈、开放的数据与标准等。

　　互联：互联为能源的共享和交易提供平台，创造价值，包括：多种能源形式的互联、多类能源系统的互联、多异构设备的互联、各类参与者的互联等。

　　以用户为中心：以用户为中心是在商业模式成功的关键，满足用户不同品位的用能、生产和交易能源的需求。

　　分布式：分布式是重要动力，光伏等适合分布式，用户也将成为分布式的能源产消者。

　　共享：共享是能源互联网的精神，通过共享实现资源的高效化利用。

　　对等：对等是能源互联网的重要形态，打破垄断，去中心化，不同参与者处于对等位置。

How能源互联网该如何发展?

1、能源互联网的关键技术

　　能源互联网需要突破一系列技术，其关键科学技术问题为：

　　（1）多能源网络的耦合：包括设备级技术、系统级技术、市场机制和运营模式等层面的关键技术。

　　（2）开放环境下的信息-能量耦合：包括能量信息融合、信息-能量耦合系统的安全稳定性、基于数据科学管理与运行模式等。

2、能源互联网的产业空间

　　国务院[2015]40号文《关于积极推进“互联网＋”行动的指导意见》，首提能源互联网。国家能源局能源互联网行动计划即将出台，能源互联网具有巨大产业链和发展空间。我国快速且大规模开发建设的城镇、园区、高能耗企业、绿色建筑是推进能源互联局域网发展急需和极佳的切入点，售电权放开，具备广阔的发展前景和机遇；我国目前有超过 300 个城市启动了智慧城市的规划和建设，为能源互联广域网的发展提供了综合的平台和政府支持；一带一路、亚投行等，为能源互联骨干网的发展提供了广阔的发展空间和国际市场。

3、能源互联网的总体方案和实例

　　能源互联网的总体方案如下图，需要实现电、热、冷、气、交通等多能互补和“源-网-荷”的协同。风/光大数据全生命周期管理、多能互补（光热发电、电制热、储热、电制氢等）和源-荷互动（需求响应、风电供暖等），可以减少弃风/光、提高发电量和资产利用率。用户（尤其是高耗能企业）的大数据分析、能源综合管理、需求响应、智慧家居等，与售电结合，可以显著提高能源使用效率，促进分布式发电，改善用户体验、增加盈利。

　　典型实例有：1）甘肃的能源Uber，弃风和高载能对接，可以减少弃风，增加高载能产量；2）张北的基于集中式光热电站（CSP）的能源互联网，CSP可以实现多能互补，减少弃风弃光，数据中心使用便宜电力；3）荷端的基于云平台的多能流多用户能量管理。