德国电改启示：能源互联网 配电网前途无量

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德国电改启示：能源互联网 配电网前途无量

  • 2016/05/09
  • 北极星配售电网
      一、 什么是能源互联网

      新一代能源革命将重构能源交易体系。承压能源供给短缺和环境承载能力见顶，第三次工业革命结合了互联网技术和可再生能源系统催生能源互联网。现有能源交易体系中，发供需电之间信息传递模式相对静态造成浪费和低效，能源互联网将重构能源交易体系，大幅提升能源的生产和使用的效率，实现能源信息的交易融合。

      二、为什么要构建能源互联网

      在现有能源交易体系中，供需信息的传递模式是相对静态的，发、供、用电各个端口的信息缺乏有效的交流机制。由于电力是发、供、用同时完成，单向的信息传递容易导致供需信息不对称，造成能源浪费或供应不足。目前我国的电力供需系统是在发电端制定发电计划，再由输配电网向用电方进行配售。发、供、用电在现有的能源体系中主要面临以下错位问题：

      1、发电端V.S输配端：水、风、光电等可再生能源具有间歇性和波动性，大规模接入对电网的稳定性产生冲击。

      2、发电端V.S用电端：1、能源供给与需求的地理分布存在差异;2、供电、用电存在季节性、时间性不对等。

      3、输配端V.S 用电端：用户电价水平和供电成本不匹配，各类用户电价间存在交叉补贴，缺乏合理的补偿机制。
我们认为未来随着新能源、智能电网、智慧城市、分布式能源、物联网、电动汽车、储能的快速发展，从发电到电网以及终端用电都将呈现多样性、变化大、发展快的新趋势，能源体系将面临更多问题和挑战。

      三、能源互联网三大推力：电改、新能源、碳市场

      1、电改是推动能源互联网的必要条件：此轮电改“网售分开”是重要内容，未来将引入六类售电主体，在售电端植入竞争机制。售电业务上游承载发电、输配电、分布式等多维供给，下游承接工商业、居民、园区等多维度客户，无疑将成为未来整个能源交易体系中的数据中心，所以我们认为电改放开售电市场是能源互联网的必要条件，打开了互联网应用的大门，真正实现能源流、信息流、业务流的融合。

      2、新能源的快速发展需求将推动能源互联：

      新能源未来比重有望大幅提高，电网稳定性挑战需要能源互联网解决。《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》明确了2020年我国能源发展的总体目标，到2020年，非化石能源占一次能源消费比重预计达到15%。其中，风电和光伏发电装机预计将是“十二五”目标的一倍和五倍。新能源发电大规模进入电网，尤其是在配电网侧接入，将对电网稳定性带来较大挑战需要能源互联网来解决。

      分布式光伏为代表的新能源，具备可扩展的特性，可以灵活地接入配电网，因此被认为具备能源互联网的基因。美国学者杰里米˙里夫金在他的著作《第三次工业革命》中提出“能源互联网”，里夫金认为能源互联网应具有以下四大特征：以可再生能源为主要一次能源、支持超大规模分布式发电系统与分布式储能系统接入、基于互联网技术实现广域能源共享、支持交通系统的电气化，即由燃油汽车向电动汽车转变。

      新能源和微网的出现将推动能源“互联”的实现。当波动性较强的新能源电力越来越多地进入目前电网体系，电网安全成了各个国家电力系统面对的最大挑战;同时，出力调节困难的火电和核电，也面临单体规模不断扩大的问题。因此微网与大电网的混合，是未来的发展趋势，也是能源互联网技术的市场需求所在。分布式与集中式发电混合、微网与大电网混合是未来趋势，将成为推动能源互联网发展的又一重要因素。
 

      新能源汽车为代表的“移动式新能源终端”是能源互联网的重要补充和推动力。新能源汽车的出现，实现了新能源和互联网的完美结合，新能源汽车不仅是交通工具，更是人们移动生活的信息终端，还是电力存储再利用的载体。韩国产业通商资源部已经于2015年3月12日宣布，允许电动车车主在电费价格便宜的深夜充电，并在白天转卖出去，并称之为“小规模可再生能源发电电力交易”。电动车不仅仅是消费电力的商品，在其电池内储存的电力可以逆向传送到配电网，未来V2G(车辆到电网)的应用将大行其道。

      3、碳减排目标清晰，碳金融倒逼能源互联网加速

      中国碳减排中长期目标逐步清晰。根据《能源发展“十二五”规划》，我国在2015年非化石能源消费比重目标是11.4%;根据《国家应对气候变化规划(2014-2020年)》，我国到2020年非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右;根据《中美气候变化联合声明》，中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。可见国家对于未来中长期的能源规划非常清晰。

      碳交易市场需要能源互联网平台实现交易。在能源互联网下，由电网功能的支撑角色转变为源、网、荷、人之间交互的综合性平台。未来能源互联网上将出现开放性的能源交易平台，为各个参与方提供开放共享的交易环境，支持能源交易、碳交易等多种交易类型。而碳交易市场由于买卖双方存在严重的信息不对称，所以需要一个能源互联网平台，实现交易的撮合。根据欧洲市场的经验，碳交易的场外市场占比超过40%，这为撮合交易以及相关衍生品的发展带来了重要机遇。
 

      新能源汽车为代表的“移动式新能源终端”是能源互联网的重要补充和推动力。新能源汽车的出现，实现了新能源和互联网的完美结合，新能源汽车不仅是交通工具，更是人们移动生活的信息终端，还是电力存储再利用的载体。韩国产业通商资源部已经于2015年3月12日宣布，允许电动车车主在电费价格便宜的深夜充电，并在白天转卖出去，并称之为“小规模可再生能源发电电力交易”。电动车不仅仅是消费电力的商品，在其电池内储存的电力可以逆向传送到配电网，未来V2G(车辆到电网)的应用将大行其道。

      3、碳减排目标清晰，碳金融倒逼能源互联网加速
     
      中国碳减排中长期目标逐步清晰。根据《能源发展“十二五”规划》，我国在2015年非化石能源消费比重目标是11.4%;根据《国家应对气候变化规划(2014-2020年)》，我国到2020年非化石能源占一次能源消费的比重达到15%左右;根据《中美气候变化联合声明》，中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。可见国家对于未来中长期的能源规划非常清晰。

      碳交易市场需要能源互联网平台实现交易。在能源互联网下，由电网功能的支撑角色转变为源、网、荷、人之间交互的综合性平台。未来能源互联网上将出现开放性的能源交易平台，为各个参与方提供开放共享的交易环境，支持能源交易、碳交易等多种交易类型。而碳交易市场由于买卖双方存在严重的信息不对称，所以需要一个能源互联网平台，实现交易的撮合。根据欧洲市场的经验，碳交易的场外市场占比超过40%，这为撮合交易以及相关衍生品的发展带来了重要机遇。
 

      可再生能源法案允许分布式能源余电上网、参与电能交易，进一步放开电力市场。2000年德国颁布可再生能源法案，为光伏、风能等新能源提供高额的上网电价，鼓励分布式能源的发展。分布式能源的崛起，诞生了大量新兴的发电、供电体。破除供电体的垄断性、架空输电网的交易属性后，用户可以自由选择供电商或直接与发电企业在OTC市场交易。进而，除了电价外，供电商的可靠性、附加服务等因素也成为用户选择供电方的参考标准。

      参照德国的电改路径，我们认为破除售电主体的垄断性后，供电企业的竞争能力将不仅体现在电价低廉、供电稳定这两个方面，需求侧管理、节能服务，个性化解决方案等都将是影响供电企业能否实现异地扩张，稳定客户资源的重要因素。

      2、德国电改后市场：能源互联网示范项目E-energy

      德国联邦经济和技术部及德国环境部从2008年开始推动一项为期四年、名为“E-Energy”的技术创新促进计划，是世界上最早实践能源互联网的国家，“E-Energy”旨在以新型的ICT(Information & Communication Technologies)通讯设备和系统为基础，在六个城市试点不同侧重点的智能电网示范项目，通过先进的调控手段来管理日益增多的分布式发电端和各种负责的终端负荷。德国总理Merkel对“E-Energy”的评价是，“E-Energy为能量生产和消耗提供智能IT支持——包括从电站中的发电设施一直到客户的各个环节”。

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