我国是世界上最大的能源生产国和消费国，如何从能源生产、消费、市场等环节协同发力，改变以煤、油、气为主体的能源格局，成为我们面临的时代课题。作为全球能源互联网领域最具影响力的年度学术盛会，日前召开的第五届IEEE能源互联网与能源系统集成国际会议吸引了1000多位国内外知名专家学者，大家全方位、多角度探索了能源互联网发展新技术和新路径，并就在“双碳”目标引领下能源互联网建设增加了哪些新的内涵发表了真知灼见。
“水风光”打捆开发，让水电工程助力新能源消纳
实现“双碳”目标，要求生态环境治理模式实现从末端治理向源头防治的转变，同时也倒逼我国持续提高可再生能源装机容量和发电量，实现能源转型结构的深刻转型。对此，中国科学院院士、中国水利水电科学研究院教授级工程师陈祖煜提出：“水电是与风、光等可再生能源配合效果最好的电源品种，应当把‘水风光’打捆开发，充分挖掘现有可开发大中型水电站的潜力，建设大中型‘水风光’一体化电源基地，让水电工程助力新能源消纳。” 目前，随着新能源装机容量的不断增加，一方面新能源电量占比不断提高，但另一方面利用率却在逐渐下降，新能源消纳的问题究竟出在哪儿？我们应该怎样去破解这个难题？ 陈祖煜认为，太阳能在我们国家戈壁滩取之不尽、用之不竭，但是太阳能要并入电网，遇到了非常严峻的困难。电网发了电就要送出去，是根据负荷决定的，太阳能是根据天气决定的，我们面临的问题就是怎么让电网去消纳这些电。目前来看现实可行的主要有三条路径。第一条路是把我国现在的水能资源抓紧开发出来，总体来说，我国目前的水力发电只开发了一半；第二条路是怎么用水力发电去支持光伏发电；第三条路就是想办法让光伏就地消化，农户家里装一个光伏板，平时自己用不花钱，富余的光伏发电就可以卖给电网。 如何围绕现有的大中型水电站建设一体化的“水光风”电源基地，也就是说把水电站作为一个风电、光电的巨型“充电宝”，对此，陈祖煜表示，我们现在已经有一些很好的经验，也很成功了。 “1+1>2”，这样的效应时有发生，而“水光互补”模式正是其中之一。陈祖煜认为，“水光互补”对电网贡献巨大，比如全球最大的“水光互补”项目——85万千瓦龙羊峡水光互补光伏电站，项目投运后，水电站年利用小时由原单体水电运行设计的4621小时提高至5078小时，提高了10%，一年可发电14.94亿千瓦时，对应到火力发电，相当于一年节约标煤49.3万吨，减少二氧化碳排放约123.2万吨、二氧化硫约419.1万吨、氮氧化合物364.87万吨。“水光互补”模式不仅优化了光伏发电电能质量，还解决了光伏电量消纳瓶颈问题，为我国清洁能源利用提供了一种新的科学发展模式。 陈祖煜强调：“山西是黄土高原，有一大片白纸让我们去画最美的图画，所以说，我们需要在山西找到能源转化的一个新的切入点，不仅仅是为了能源，而是为了实现黄土高原生态保护，把一片片黄土地变成牧场，变成花果山。”
改革能源管理模式，用一种互联网的思维去改造我们传统的能源系统
清华大学电机系教授郭庆来在论坛上提出了多能流综合能源管理系统，以此形成能源互联网的大脑，那么能源管理将会发生一个什么样的变化呢？ 郭庆来认为，要改变现在我们对能源一种比较割裂的管理方式，热电冷气，其相对来说是不同的管理主体，有不同的管理软件及管理模式去控制，我们希望将来能充分利用这些不同能源形式的互补特性，一方面提高整体能效，使得我们的用能成本下降，另一方面也可以发挥灵活性去消纳更多的可再生能源。 能源互联网和传统能源系统相比，最大的区别究竟是什么？ 郭庆来介绍说，我们说的能源互联网，实际上更多强调它是一种新的能源生态，强调用一种互联网的思维，对能源系统进行一场技术上和体制上的变革，使得我们的能源系统变得更加智慧、更加开放、更加共享，其目标就是要构建安全、高效、绿色、低碳和开放共享的能源生态。
推进1+3+N试点，期待与山西本地高校和科研院所形成互动
清华大学在全国率先成立了能源互联网创新研究院，山西抓紧能源互联网这一能源革命新机遇，邀请清华大学孙宏斌教授来到太原理工大学组建研究团队，创建山西自己的能源互联网研究院。孙宏斌团队参与了山西能源互联网1+3+N试点建设方案的设计，1+3+N的含义就是建设1个省域能源互联网中心，大同、朔州、运城3个城市级试点和N个企业级试点园区。 从1到3再到N，这样一个构架能对能源的清洁高效智能化发展起到什么样的促进作用？ 作为孙宏斌团队成员之一，郭庆来介绍说：“1+3+N，其实更多地想强调一个分层模式，但是同时又有协同推进的思维方式。1指的是一个省域的中心，实际上目标是要实现一种协同。3指的是市一级中心的建设，其实是指3个试点城市，这3个试点城市分别有各自的特色。其中，朔州试点的重点在共享储能，可能会建一个非常大规模的共享储能项目，希望通过这种办法探讨未来如何找到一种储能投资、利用和运行的新商业模式。大同关注的是煤基产业，比如说一个现代化的煤矿怎么样进行改造和利用。运城则具有非常典型的受端电网的特点，我们很关注其工业侧和用户侧的一些应用。N最终强调的是一种规模效应，希望这种技术将来能覆盖到尽可能多的规上企业和园区，如果都完整建立起来，可以实现一个自上而下分布，既有分布自治，同时又有互动和协同管理的架构，使得整个山西全面建成一个省域能源互联网，从全世界的范围来看，将会是一个非常了不起的进步。” 郭庆来告诉记者：“孙宏斌曾经提到过一个观点，未来衡量能源互联网是否成功，唯一一个评价指标就是看我们的能源互联网能否像现在的互联网一样成为一个创新创业的沃土，有没有越来越多的年轻人参与进来。所以，我们希望能够和山西本地高校和科研院所形成一种非常好的互动，并生成一种合作创新机制，在先行试点的探索中，找到一种最佳解决办法。”
本栏目内容源自山西卫视“全方位推动高质量发展”本报记者沈佳
