能源互联网发展研究

作者简介

曾嵘 清华大学电机系教授，系主任，清华大学能源互联网研究院院长，**杰出青年科学基金获得者，IET Fellow。 1995年7月本科毕业于清华大学电机系，1999年7月博士毕业，后留校任教。2005年***新世纪**人才，2007年清华大学电机系教授。期间多次赴斯坦福大学、新加坡大学和香港大学开展访问合作与研究。目前主要从事超特高压交直流输电中的电磁暂态及其防护，以及电磁环境与电磁测量、直流电网及其关键装备等教学和科研工作。先后负责和参与973计划、863计划、**科技支撑计划和**自然科学基金等几十项科研项目。荣获**科技进步二等奖1项、省部级一等奖2项、二等奖多项，并荣获首都劳动奖章。发表论文300余篇，其中SCI论文 90余篇。 现为CIGRE SC C3委员，WG C4.26秘书长，IEC TC 22/WG 19 委员，全国高压直流输电设备标委会委员，中国电机工程学会直流输电与电力电子专委会委员，特高压工程技术（昆明）及高压电气**工程实验室技术委员会委员。 清华大学能源互联网研究院（本书组织者） 为了推动能源互联网的前沿研究和产业培育，清华大学战略部署了能源互联网创新研究院和清华四川能源互联网研究院。研究院致力于发挥清华大学多学科交叉的综合优势，建设能源互联网领域的人才培养中心和科技创新中心，并成为中国乃至**上深具影响力的新一代能源网络的战略决策智库，同时从能源互联网的创新解决方案、关键技术、产品研发、科技成果转化和产业服务孵化等方面推动能源互联网产业的发展。 研究院成立以来，牵头完成了**能源局“**能源互联网行动计划战略研究”的5个重点课题；作为核心成员全程参与编写了*****、***和能源局联合发布的**能源互联网纲领性文件《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》及《能源技术革命创新行动计划（2016–2030年）》；在**能源局支持下发起成立了**能源互联网产业及技术创新联盟；积极与中电联和IEC等合作推进了多项**外能源互联网标准的制定。目前还在承担多个能源互联网的合作研发项目。

内容简介

能源互联网与**能源安全 国防科学技术大学 张涛 李洁 　　能源安全是非传统安全中的一种，是指为保障一国经济社会和国防安全，使能源特别是石油可靠而合理供应，规避对本国生存与发展构成重大威胁的*事、政治、外交和其他非传统安全事件所引起的能源供需风险状态。能源安全是**安全的重要组成内容，能源安全直接关系到经济的平稳快速发展，国防的巩固和**的稳定。保证我国的能源安全，对于维护**安全，经济安全，提高人民物质和精神生活水平，促进社会发展，构建*****社会具有十分重要的现实意义。 　　现阶段，我国的能源安全主要面临以下几方面的问题。 1．人均占有量低，能源资源分布不均衡 　　中国人口众多,人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。我国煤炭、石油和天然气的人均占有量仅为世界平均水平的67%、5.4%和7.5%。近几年中国能源消费增长较快，但人均能源消费水平仅为发达**平均水平的三分之一。能源资源分布不均衡表现在：煤炭资源与能源资源主要分布在华北、西北地区；水利资源主要分布在西南地区：石油、天然气资源主要分布在东、中、西部和海域。而中国主要的能源消费集中在东南沿海经济发达地区，资源分布与能源消费地域存在明显差别，因而形成了北煤南运、西气东输和西电东送等长距离输送的基本格局。 2．能源结构不合理，环境污染严重 　　中国是世界上**以煤为主的能源消费大国。《2015年国民经济和社会发展统计公报》公布，在现有的能源消费结构中，全年煤炭消费量占能源消费总量的比重为**.0%。而煤的燃烧会产生大量的二氧化碳、二氧化硫，造成严重的大气污染。目前，中国二氧化硫和二氧化碳排放量居世界前列，大部分的烟尘和二氧化碳排放量、二氧化硫排放量、氮氧化物排放量均来自燃煤，不仅造成环境污染，也带来了经济损失。随着现代工业和社会经济的逐渐发展，石油具有煤炭无法比拟的优越性，石油替代煤炭是必然的发展趋势。早在20世纪60年代中期，美国、*本和英国等发达**就基本完成了石油替代煤炭的能源结构转换，石油、天然气在能源消费中所占比重超过了煤炭。而我国随着工业的新一轮增长、居民消费结构的升级、城市化进程的加速，尤其是汽车使用的增加，石油消耗也正在加速。石油（天然气）替代煤炭的结构转换在我国才刚刚开始，将延续相当长的时期，这一结构转换的滞后，给我国今后的石油需求增加了*大的压力。 3．能源对外依存度上升较快 　　石油对外依存度正在挑战我国的能源安全。石油对外依存度是一个**石油净进口量占本国石油消费量的比例，是衡量一个**和地区石油供应安全的重要指标。我国目前处于工业化阶段的中后期，能耗较大的汽车、家电等产品在经济中的比重急剧上升，**对于石油需求大幅提升，石油消费还将持续较快增长。但是，我国**石油产量当前还满足不了如此巨大的需求，使得在面临**外市场供需失衡、市场供给不足时，难以短时间内保障油品的供应。并且，**石油价格容易*到外部因素的影响，如金融，政治、自然灾害等因素，从而造成石油价格的暴涨或暴跌，不利于社会的稳定。并且，对进口石油的严重依赖，容易*制于国外，这将成为中国能源安全的软肋。未来，中国经济将继续保持较快增长势头，能源消费还会不断增长，能源保障存在巨大压力。此外，煤炭、油气储备能力不足，能源对外依赖性还会增大。 4．石油运输困难重重 　　我国运输石油的进口路线缺少选择性，85%以上需要经过印度洋-马六甲海峡-南中国海航线，极易遭到封锁和控制。当前中东、非洲等世界石油主要产地局势不稳，马六甲海峡海盗经常出没，并且马六甲海峡是极具战略地位的海上咽喉要道之一。二战后，马六甲海峡归马来西亚、印尼和新加坡共同管理，而有些**却一直染指并试图控制该地区的航运通道，试图遏制住中国的能源通道。如果马六甲海峡这条黄金通道存在问题，中国的石油进口就会*到严重威胁。除此之外，石油的长距离运输还要承担高额的运输成本，运送大量燃料也对人员的安全带来了巨大的风险，而且后勤组织的复杂性和成本也越来越高。由此可见，过度依赖海外进口其风险十分巨大。 5．石油储备量少 　　战略石油储备的真正意义是为了应付突发事件，保障**、社会与企业的石油安全 供应。 　　建立完善的石油储备也是确保**石油安全，尤其是应对因战争等因素影响石油进口的途径之一。**经验表明，战略石油储备是石油安全战略的核心内容，建立必要的战略石油储备，不仅可以防止石油供应中断时对国民经济造成的损失，还可以在油价暴涨的情况下，起到稳定市场的作用。美国战略石油储备库从1977年开始注入石油，其质量上高于市场上一般的原油，而且成本*低。即使**石油供应全部中断，美国战略石油储备也可供全国消费一百天以上。*本从1978年开始推进**石油储备，其目前的石油储备量可供其消费169天，居世界**。对于我国这样一个能源消费大国，石油战略储备是十分重要的，而我国目前的石油储备还处于生产性储备阶段，常规储备量不到美国、*本等**储备量的二十分之一，难以承担补充**石油储备和调节油价的作用。低储备量严重影响我国的石油安全及经济安全。 　　由此可见，能源安全对中国的经济发展和**安全有着不容忽视的影响。为了保障**能源安全，解决现阶段存在的主要问题，应推进能源互联网的建设。 　　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。在**新一轮科技革命和产业变革中，互联网理念、**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，对保障**能源安全，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，提升能源**合作水平具有重要意义。 　　《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》中明确提出“多能协同”，其为能源互联网划清了产业边界。从煤、油、气管网智能化到冷、热、电多能融合，均在能源互联网产业发展规划中，而不仅仅局限于电力。从系统运行的角度来看，包含多种能源相互补充、互为备用的能源互联网体系，可以有效提升能源系统运行的安全性和可靠性；从 能源互联网企业的角度来看，意味着市场规模份额的扩大，由于能源智慧化技术在基础 技术架构层面是相似的，因此能源互联网企业就有了跨界的可能，从而有了*广阔的发展空间。 能源安全是非传统安全中的一种，是指为保障一国经济社会和国防安全，使能源特别是石油可靠而合理供应，规避对本国生存与发展构成重大威胁的*事、政治、外交和其他非传统安全事件所引起的能源供需风险状态。能源安全是**安全的重要组成内容，能源安全直接关系到经济的平稳快速发展，国防的巩固和**的稳定。保证我国的能源安全，对于维护**安全，经济安全，提高人民物质和精神生活水平，促进社会发展，构建*****社会具有十分重要的现实意义。