“互联网”理念促使能源互联网概念的产生
2002年,中国能源网与北京燃气集团合作成立“北京恩耐特分布能源技术有限公司”。基于因特网(internet)的启示,其中的“恩耐特”来自英文“Energy—Net”一词,意思就是“能源互联网”。[5]2004年3月,发表于《经济学人》的《建设能源互联网》(Building the Energy Internet)一文,提出了能源互联网的概念和结构特征。文中指出,能源互联网是一个“自愈”电网,拥有实时传感器和“即插即用”软件,可以让分布式电源或储能装置在它上面联通,是智能电网的升级版。[6]此概念是以美国电力研究院(Electric Power Research Institute)为代表的学界共同研讨的结果。2008年,学界对能源互联网的研究集中爆发,之后越来越热。当年,美国国家科学基金启动“未来可再生电力能源发电与管理系统”(The Future Renewable Electric Energy Delivery and Management System)项目,以支持能源互联网研究。[7]该项目旨在创建高效电力电网,将高度分布和可扩展的替代发电能源和存储装置与现有电力系统相结合,缓解以能源为基础的社会日益增长的能源危机,并减少碳排放对环境的影响。其使命是开发必要的基础和技术来展示自动化系统,促进电力和可再生能源行业的革命。[8]可见,“互联网”理念促生了能源互联网概念的产生,并推动学界越来越关注能源互联网所带来的能源变革。
能源互联网发展至今,电力行业、管理领域的不同学者对能源互联网的定义与理解并不完全相同。相似之处在于,诸多学者都是从互联网理念出发,将传统电力行业结合开放、互联、对等和分享的互联网理念,推动形成能量流与信息流双向流动的大型能源互联网络。例如,有学者认为,能源互联网使任何合法主体都能够像信息互联网中的信息一样自由接入和分享。[9]具体来讲,能源互联网以大电网为“主干网”,以微网、分布式能源、智能小区等为“局域网”,以能源一体化架构为“开放对等的信息”实现电力按需传输和动态平衡使用,最大限度地适应清洁能源的接入。[10]能源互联网运用自下而上、分散自治协同的管理模式,实现传统的集中式能源系统与分布式能源系统的有机结合。[11]还有学者认为,能源互联网是“互联网+”在能源领域的一次实践,将推动能源网络的换代升级。[12]2012年,美国著名经济学家杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)的《第三次工业革命》一书出版。他认为,第三次工业革命的五大支柱是可再生能源转型、建筑微型发电厂、储氢等储能技术、能源互联网和插电式交通。其中,能源互联网是基于“将每一大洲的建筑转化为微型发电厂,以便就地收集可再生能源”并“利用互联网技术将每一大洲的电力转化为能源共享网络”,这一共享网络的工作原理类似于互联网(成千上万的建筑物能够就地生产出少量的能源,这些能源多余的部分既可以被电网回收,也可以被各大洲之间通过联网而共享)。[13]可见,杰里米·里夫金将能源互联网视为第三次工业革命的重要标志之一,同时也将互联网理念融入未来可再生能源电力系统中。(https://www.daowen.com)
能源互联网的本质是互联电网。[14]互联电网,是指两个或两个以上的国家,或一个国家的两个或两个以上的电力市场,决定连接电力系统,以发展部分或全部电力市场,为了竞争、供应安全、便利贸易、环境或效率的原因。[15]《中国国家标准:电工术语——电力市场》中,电力系统互联(interconnection of electric power systems),是指通过电路和/或变压器使输电系统之间的电力和电量得以在这些系统中交换的一条或多条输电联结。当前,世界电力系统面临诸多挑战,如基础设施老化、需求持续增长、可再生能源资源整合、电力安全供应、碳减排等。智能电网技术不仅可以应对这些挑战,还可以开发更节能、更实惠和更可持续的清洁能源。[16]由此可见,能源互联网的建设促进互联电网升级换代,实现传统电力系统向更加智能的电力系统过渡,是未来能源互联网的发展方向。
全球能源互联网不仅仅是能源互联网的重要组成部分还是其发展的终极目标。有学者认为,“全球能源互联网”只是“能源互联网”的一部分。[17]这完全忽略了能源互联网基于互联网理念在范围上和空间上的广域性本质。事实上,全球每个国家都有自己的电网,总会有一些国家电力超额,另一些国家电力赤字。只要互联互通的输电线路之间相互兼容,电力的盈余就可以在国际电力市场中交易到电力赤字的国家,而无论其是否在邻国之间进行。[18]中国在地域上存在能源富集区和能源消费区的不平衡,全球范围内同样也存在此问题。赤道、北极等区域存在大量可利用的太阳能和风能,但当地无电力负荷区,因此,必须依靠全球能源互联网向外进行电能输送。2015年7月,国务院发布《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》,提出建设分布式能源网络,即建设以太阳能、风能等可再生能源为主体的多能源协调互补的能源互联网;突破分布式发电、储能、智能微网、主动配电网等关键技术,构建智能化电力运行监测、管理技术平台,使电力设备和用电终端基于互联网进行双向通信和智能调控,实现分布式电源的及时有效接入,逐步建成开放共享的能源网络。[19]随着新兴能源技术和信息技术的深度融合,能源企业也将与互联网加速整合,形成新型的能源产品和能源衍生品生产、运营、交易平台。[20]因此,能源互联网的概念虽然表述各有不同,但能源互联网与全球能源互联网、智能电网、智能微网、智慧能源、分布式能源等概念并不互相排斥,可再生能源、清洁能源以及新能源三个概念在能源互联网的研究视角下也不必拘泥于严格的区分,而是彼此之间互为其有机组成部分。全球能源互联网是绿色、低碳、清洁、可持续、安全和范围广泛的能源互联网发展的最终体现形式。