當今的世界能源體系構建在以石油、天然氣等化石能源的基礎之上。油氣資源集中在中東沙特、伊朗，美洲委內瑞拉、美國，以及俄羅斯等主要的幾個能源供應國手中。這些國家在國際能源供應中具有較大的話語權，對眾多能源消費國的能源安全和經濟發展造成一定的威脅。隨著新興經濟體的崛起，全球能源消費重心加速向中國、印度等非經合組織經濟體轉移，現有的能源供應體系在產油國的操控和地緣政治的動蕩中，嚴重制約了新興經濟體乃至世界的經濟增長和穩定。

另外，化石能源消費的快速增長，由此導致的溫室效應極大威脅到人類的未來。世界能源消費結構向可再生能源發展是人類可持續發展的必由之路。在物聯網、云計算，可再生能源技術等新興技術的發展帶動下，能源網絡將與信息網絡高度融合，將形成能源互聯網這一新的能源供應體系。這一體系將化解化石能源體系帶來的種種經濟和環境問題。因此，能源互聯網已成為我國能源行業發展的重大戰略。

將全球的電力網絡變為能源共享網絡

杰里米•里夫在《第三次工業革命》中首先提出：通過互聯網技術與可再生能源相融合，將全球的電力網絡變為能源共享網絡，形成能源互聯網。結合國內外對能源互聯網的解釋，我們認為能源互聯網是第三次工業革命的代表性產物，是可再生能源借助先進的信息和通信技術，以分布式能源的方式融合到現有能源體系，構建成的去中心化的柔性網絡化能源供應與消費系統。

能源互聯網最大的特點是大量接入可再生能源。能源互聯網通過儲能設施、能量管理系統等先進技術，克服風、光等可再生能源受天氣和時間影響帶來的隨機性和波動性問題。

能源互聯網是由數量眾多的分布式能源應用單元相互聯結而成。由大量分布式能源構成的能源互聯網在拓撲結構上完全不同于現在的集中式供能系統。在分布式為主的能源互聯網系統中，能源供應具有更大的柔性和開放性，能源網絡具有更強的自愈能力。

能源互聯網的關鍵技術

支持能源互聯網發展的基礎性技術支撐包括可再生能源、分布式能源設施、儲能系統、基于互聯網的電網、電動汽車等。這五項基礎性技術相互聯系，共同發揮作用，在發展能源互聯網中必須同時存在。

能源互聯網利用可再生能源的方式主要是發電和熱能利用。主要的一次可再生能源包括太陽能、風能、水力、地熱、海洋能及生物質等。適合于能源互聯網應用的可再生能源有太陽能、風能、地熱和生物質。

太陽能發電是當前發展最快的可再生能源技術之一。當前太陽能發電主要分為光伏發電和光熱發電。光熱發電是通過集熱裝置將太陽能收集起來通過熱能轉化發電，光伏發電是利用光伏電池板將太陽能直接轉化為電能。太陽能資源分布廣泛，適合于靠近消費者布置，是能源互聯網應用的最佳可再生能源。目前，太陽能發電應用主要以光伏發電為主，已經廣泛應用于分布式能源項目，應用于屋頂、建筑外墻、農業大棚等。太陽能發電目前主要存在的問題是發電波動性太大，成本較高。隨著儲能技術和材料制造技術的快速提高，這兩個問題將會較快解決。

風力發電也是近年發展極為快速的可再生能源利用領域。世界范圍內風力資源充足，目前主要的風力發電應用為陸上風力發電和海上風力發電。風力渦輪發電機組的規模也較為靈活，從50千瓦以下規模到5兆瓦的機組都已經實現了商業化。其中，50千瓦風力渦輪機組適合于能源互聯網的分布式風電應用。風力發電的地點較為靈活，日發電時間也較長，但是其隨機性和波動性更大，難以預測，需要相應的儲能設施配合。

可供利用的地熱分布較廣。對于我國來說有利于發電的高溫地熱資源主要分布在滇、藏、川西和臺灣。華北、松遼和蘇北等地區低溫地熱較為豐富。若考慮利用熱泵技術，可利用的地熱就更為廣泛。其中，地源熱泵可以布置在用戶周圍，夏季可以給建筑供冷，冬季可以給建筑供熱，尤為適用于能源互聯網的應用。

生物質能的利用技術較多，主要有氣化、液化、熱解、固化和直接燃燒等方面。在能源互聯網的應用下主要應用包括生物質氣化，轉化為合成氣再進行發電，或者生物質發酵轉化為甲烷，再通過鍋爐燃燒產生蒸汽和電力。

分布式能源通常是布置在用戶所在地，耦合連接到區域電力系統的發電設施，包含可再生能源系統、熱電聯產系統、工業能量回收利用系統，并具有需求側管理功能。分布式能源已成功實現商業化利用，并且是綜合效率最高的一種利用方式，能效可達80%以上，且輸配電損耗顯著降低，能有效降低電網崩潰的幾率，提高供電可靠性。分布式能源技術主要包括往微型燃氣輪機、工業燃氣輪機、熱電聯產系統、光伏、風力渦輪系統、燃料電池等。其中燃料電池的發電效率將可能達到80%，是未來最具有發展價值的技術。這些技術將和智能控制與優化技術、綜合系統優化技術等集成起來，一起成為能源互聯網的核心技術。

儲能系統是能源互聯網中可再生能源大規模接入分布式發電系統必不可少的組成部分。隨著儲能技術的發展，必將推動可再生能源發電的普及應用，提高能源互聯網的靈活性和穩定性，提高電力設備運行效率、降低供電成本，有助于需求側管理、消除峰谷差、平滑負荷。在推動可再生能源發電普及應用方面，儲能系統能夠平滑可再生能源發電功率輸出波動，提高可調度性，降低可再生能源發電對電力系統的沖擊力度，提高跟蹤計劃出力的能力。可再生能源克服發電的隨機性和間歇性缺點，就能大幅度提高可再生能源設備的使用率。目前的儲能技術主要分為機械儲能、電化學儲能、儲熱、化學儲能（氫儲能）等幾類。在眾多儲能技術中，電化學儲能技術進步最快，在電力系統中的應用快速增長。電化學儲能具有使用方便、環境污染少，不受地域限制，在能量轉換上不受卡諾循環限制、轉化效率高、比能量和比功率高等優點。以鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池為主導的電化學儲能技術在安全性、能量轉換效率和經濟性等方面取得了重大突破，極具產業化應用前景。

能源互聯網四大發展趨勢

目前，我國能源互聯網發展處于初級階段，分布式能源、微網、儲能、智能電網、電動汽車等產業方興未艾，既處于快速發展時期，又面臨著較大的技術、經濟障礙。能源互聯網未來發展趨勢主要有以下幾個特征。

天然氣分布式能源快速發展。分布式能源供應是能源互聯網的一個主要特點。目前最廣泛利用的分布式能源供應方式是天然氣分布式。分布式能源是現在綜合能源利用效率最高的能源轉化方式，能效可達90%以上，且輸配電損耗低，供電可靠性高。天然氣分布式在我國開始于1998年。隨著我國天然氣分布式能源相關鼓勵政策的出臺，內燃機、余熱鍋爐、溴化鋰制冷機等裝備技術的提高，以及電網接入技術的成熟，天然氣分布式能源發展逐漸加快。2015年天然氣分布式能源在我國開始加速發展，共建成127個項目，裝機1405.5兆瓦。預計到2020年，我國規模以上城市均使用分布式能源系統，裝機容量達到4000——5000萬千瓦。我國天然氣分布式能源發展有進一步加速的趨勢。到2020年，我國燃氣輪機將實現自主研制及應用，系統集成能力也得到大幅度提升。由于天然氣分布式調峰能力強，運行穩定，與太陽能光伏、太陽能光熱、地源熱泵等互補的分布式能源系統將得到大力發展。

光伏發電快速滲透到分布式能源。太陽能發電是能源互聯網應用的最佳可再生能源。目前，太陽能發電應用主要以光伏發電為主，已經廣泛應用于屋頂、建筑外墻、農業大棚等分布式能源項目。太陽能發電目前主要存在的問題是發電波動性大，成本較高。隨著儲能技術和材料制造技術的水平快速提升，這兩個問題將會較快解決。由于太陽能光伏發電技術進步迅速，成本下降迅速。照此發展趨勢，2020年，資源較好地區的光伏發電就可平價上網。中國從2010年開始加大對可再生能源的投資和補貼，大力的政策支持使中國成為太陽能發電增長最快的國家。2015年我國已為裝機容量世界第一的國家。在最新的“十三五”能源規劃中，分布式光伏成為國家未來幾年扶持的重點。結合天然氣分布式能源的發展看，兩者優勢的互相結合將形成我國分布式能源的新特征。

能源大數據應用興起。2017年3月5日政府工作報告中，李克強總理提到：“推動‘互聯網+’深入發展、促進數字經濟加快成長，讓企業廣泛受益、群眾普遍受惠”。這是“數字經濟”第一次被公開寫入政府工作報告中，是我國把數字經濟作為現在以及未來發展戰略重點的重要表現。能源互聯網是數字經濟發展的重要方向之一。能源互聯網中的各節點每時每刻都在產生海量數據，這些大數據通過數據集成、數據挖掘和業務應用將為人們帶來巨大的價值，能源互聯網大數據將成為重要資產。我國能源互聯網大數據應用已經初具規模，部分電網企業、電氣制造服務商、軟件商都紛紛基于大數據智能化應用開發出產品和服務。未來在數字經濟的發展下，能源互聯網大數據應用會逐漸豐富起來，為能源供應商/貿易商、設施運營商、用戶等帶來巨大的商業價值。

純電動汽車快速融入能源互聯網。全球汽車行業的發展方向已經開始轉向電動汽車。我國新能源汽車產業也進入快速發展階段，已經成為世界上最大的新能源汽車市場。中國汽車工業協會數據顯示，2015年我國市場新能源汽車銷量達到33萬輛，2016年超過50萬輛。隨著電動汽車技術的不斷發展，尤其是鋰離子電池成本下降，石墨烯電池將大幅縮短充電時間和提高電動汽車行駛半徑，解決了制約行業發展最大的瓶頸。同時，充電樁、充電站的建設將在今后幾年遍布城市和社區。能源互聯網的開放性支持電動汽車即插即拔，電動汽車作為儲能裝置支持能源互聯網提高可再生能源滲透率。電動汽車的普及應用將意味著純電動汽車融入能源互聯網。

減輕對化石能源的依賴

由于能源互聯網的發展，人們減輕了對化石能源的依賴。一方面，能源互聯網的發展更多地利用了可再生能源。同時，能源互聯網帶來更加高度的電氣化，包括汽車、采暖等方面的需求都更多依賴電力。特別是在汽車領域，2017年上海車展已經體現出未來汽車朝著電動化、智能化方向發展。傳統的交通燃料市場必然會受到較大影響。另一方面，傳統集中式能源利用能源模式下，消耗大量的能源用于一次能源的運輸。而在能源互聯網體系下，能源就地利用減少了化石能源的消耗。

能源互聯網的技術進步離不開新材料的支持。未來第三代光伏技術、風力發電技術、石墨烯相關儲能技術、電動汽車制造材料等的發展都是極具潛力的石化材料新興市場。

原題：以能源互聯網破解傳統石油石化行業發展難題