智能電網(wǎng)與第三次工業(yè)革命
黨的十八屆三中全會(huì )對全面深化改革作出重大戰略部署，將進(jìn)一步解放和發(fā)展我國社會(huì )生產(chǎn)力和創(chuàng )造力，也將對能源和電力工業(yè)創(chuàng )新發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。貫徹落實(shí)三中全會(huì )精神，關(guān)鍵要把握時(shí)代特征，立足行業(yè)實(shí)際，以改革創(chuàng )新精神，推動(dòng)我國能源安全發(fā)展、清潔發(fā)展、環(huán)保發(fā)展、友好發(fā)展。當前，隨著(zhù)新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的創(chuàng )新突破，第三次工業(yè)革命正在孕育發(fā)展。在前兩次工業(yè)革命中，中華民族都落后了，追趕了二百多年。以全球視野和系統思維，深刻認識工業(yè)革命的內在規律和發(fā)展趨勢，對于我們深入貫徹落實(shí)三中全會(huì )精神，在新一輪工業(yè)革命中把握歷史機遇、搶占發(fā)展先機、贏(yíng)得競爭優(yōu)勢，推動(dòng)能源電力工業(yè)科學(xué)發(fā)展，全面建成小康社會(huì )，實(shí)現中華民族偉大復興的中國夢(mèng)，具有十分重要的意義。
智能電網(wǎng)承載并推動(dòng)第三次工業(yè)革命
能源是人類(lèi)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎。近二百多年來(lái)，人類(lèi)社會(huì )已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命�？v觀(guān)工業(yè)文明的發(fā)展歷程，有一個(gè)突出特征，就是能源變革對工業(yè)發(fā)展具有決定性、全局性影響，推動(dòng)著(zhù)工業(yè)文明不斷向更高層次和水平演進(jìn)。
1.能源變革是第三次工業(yè)革命的根本動(dòng)力
始于18世紀中期的第一次工業(yè)革命，由于蒸汽機的發(fā)明與廣泛應用，煤炭迅速取代柴薪，推動(dòng)了近代工業(yè)的建立和大發(fā)展。在這次變革中搶占先機的英國，從1770年到1860年的90年中，建立了世界上規模最大的煤炭工業(yè)，到19世紀中期，英國煤炭產(chǎn)量已占全球的2/3以上，并以此為基礎加快發(fā)展近代紡織、鋼鐵、機械、鐵路運輸等工業(yè)，率先在世界上建立近代工業(yè)體系。
始于19世紀中后期的第二次工業(yè)革命，由于電力的發(fā)明及廣泛應用，推動(dòng)了現代工業(yè)的建立和大發(fā)展，不僅產(chǎn)生了電力、電器、石油、化工、汽車(chē)、通訊、信息等新的工業(yè)部門(mén)，而且推動(dòng)了紡織、鋼鐵、機械、鐵路運輸等舊的工業(yè)部門(mén)升級。在這次變革中搶占先機的美國，從1910年到2010年的100年中，電力裝機、用電量、電網(wǎng)規模一直位居世界第一，美國也率先在世界上建立現代工業(yè)體系。如今電能已成為全球最重要的能源之一，從全球范圍看，以電為中心的能源開(kāi)發(fā)利用格局正在加快形成，并成為全球能源發(fā)展的戰略方向。1980年—2012年，全球電力消費增長(cháng)200%左右，而石油、天然氣、煤炭消費只分別增長(cháng)40%、130%、110%左右，全球一次能源用于發(fā)電的比重從30%提高到40%左右，電能占終端能源消費的比重從10%上升至20%左右。
從兩次工業(yè)革命可以看出：能源變革對工業(yè)發(fā)展具有決定性的影響，沒(méi)有蒸汽機技術(shù)的突破，就不會(huì )有近代工業(yè)，沒(méi)有電力的廣泛應用，現代工業(yè)也無(wú)從談起；同時(shí)能源變革對工業(yè)發(fā)展又具有全局性的影響，既推動(dòng)新的工業(yè)行業(yè)出現，也推動(dòng)舊的工業(yè)行業(yè)升級�？傊�，能源變革與工業(yè)革命有著(zhù)很強的內在聯(lián)系，是工業(yè)革命的根本動(dòng)力。
進(jìn)入新世紀后，大規模開(kāi)發(fā)利用化石能源帶來(lái)的能源危機、環(huán)境危機凸顯，建立在化石能源基礎上的工業(yè)文明逐步陷入困境，新一輪能源變革正在世界范圍內蓬勃興起。這一輪能源變革，是以電為中心、以新能源大規模開(kāi)發(fā)利用為特征的能源變革。2000年—2012年間，全球風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電裝機分別由1793萬(wàn)千瓦、140萬(wàn)千瓦增長(cháng)到2.8億千瓦、1億千瓦，分別增長(cháng)了15倍和71倍。隨著(zhù)新一輪能源變革的到來(lái)，新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)不斷突破，與智能電網(wǎng)全面融合，正在承載并推動(dòng)第三次工業(yè)革命。新一輪能源變革與新一輪工業(yè)革命再次相伴發(fā)生，這不是歷史的巧合，而是因為能源變革是工業(yè)革命和工業(yè)發(fā)展的根本動(dòng)力，誰(shuí)能牢牢把握能源變革這個(gè)根本，誰(shuí)就能在第三次工業(yè)革命中搶占先機。
2.發(fā)展智能電網(wǎng)是推動(dòng)能源變革和第三次工業(yè)革命的必由之路
從歷史進(jìn)程看，建立在化石能源傳統利用方式基礎上的工業(yè)文明已經(jīng)難以為繼，第三次工業(yè)革命應建立在可持續供應的能源基礎上。以電為中心轉變能源開(kāi)發(fā)利用方式，已成為全球能源發(fā)展的戰略方向，今后的能源變革都將圍繞更清潔更經(jīng)濟的發(fā)電、更安全更高效的配置、更便捷更可靠的用電展開(kāi)，由可再生能源轉換而來(lái)的電能全面取代化石能源只是時(shí)間問(wèn)題。
電力廣泛應用，必須依靠電網(wǎng)來(lái)實(shí)現。1886年，美國西屋公司建成了世界上第一個(gè)交流輸電系統，從此世界電網(wǎng)遵循電壓等級由低到高、聯(lián)網(wǎng)規模由小到大、配置能力由弱到強、自動(dòng)化程度越來(lái)越高的客觀(guān)規律快速發(fā)展，可劃分為三個(gè)階段。一是初級電網(wǎng)階段（從19世紀后期到20世紀中期），主要是基于早期控制技術(shù)、小機組發(fā)電技術(shù)，以低電壓、弱聯(lián)系為特征，以城市或局部區域電力配置為主的小型孤立電網(wǎng)。二是互聯(lián)電網(wǎng)階段（從20世紀中期到20世紀末），主要是基于現代控制技術(shù)、大機組穩定發(fā)電技術(shù)、大規模遠距離輸電技術(shù)，以高電壓、強互聯(lián)為特征，具有全國或跨國電力配置能力的大型同步電網(wǎng)。三是智能電網(wǎng)階段（從本世紀初開(kāi)始），基于新能源技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)、大規模儲能技術(shù)、超遠距離超大規模輸電技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，世界電網(wǎng)進(jìn)入智能電網(wǎng)發(fā)展階段。
未來(lái)的智能電網(wǎng)，是網(wǎng)架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開(kāi)放互動(dòng)的“能源互聯(lián)網(wǎng)”。網(wǎng)架堅強，是指電網(wǎng)規劃科學(xué)、結構合理、安全可靠、運行靈活，適應風(fēng)電、光伏發(fā)電、分布式電源大規模接入，適應供用電關(guān)系靈活轉換，具有強大的資源配置能力。主網(wǎng)架的電壓等級包括特高壓、超高壓、高壓等。廣泛互聯(lián)，是指互聯(lián)既跨地域，也跨行業(yè)。洲際骨干網(wǎng)架、國家骨干網(wǎng)架、地區電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展、緊密銜接，構成廣泛覆蓋的電力資源配置體系；電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等相互融合，構成功能強大的社會(huì )公共服務(wù)平臺�；ヂ�(lián)的廣泛性帶來(lái)了資源配置的廣泛性，既廣泛配置電力資源，也廣泛配置其他公共服務(wù)資源。高度智能，是指廣泛使用信息網(wǎng)絡(luò )、廣域測量、高速傳感、高性能計算、智能控制等技術(shù)，發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環(huán)節高度智能化、自動(dòng)化運行，自動(dòng)預判、識別大多數故障和風(fēng)險，具備故障自愈功能。開(kāi)放互動(dòng)，是指發(fā)揮電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )市場(chǎng)功能，構建開(kāi)放統一、競爭有序，在能源資源配置中起決定性作用的電力市場(chǎng)體系，促進(jìn)用戶(hù)與各類(lèi)用電設備廣泛交互、與電網(wǎng)雙向互動(dòng)，能源流在用戶(hù)、供應商之間雙向流動(dòng)。
智能電網(wǎng)是承載第三次工業(yè)革命的基礎平臺，對第三次工業(yè)革命具有全局性的推動(dòng)作用。
一是推動(dòng)能源開(kāi)發(fā)方式變革。地球的可再生能源資源十分豐富。世界能源理事會(huì )估算，全球陸地風(fēng)電資源超過(guò)1萬(wàn)億千瓦，太陽(yáng)能資源超過(guò)100萬(wàn)億千瓦，還有豐富的海洋風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、潮汐、地熱資源，都可以轉化為電能加以利用。智能電網(wǎng)基于新能源發(fā)電技術(shù)和大規模儲能技術(shù)，對間歇式、不穩定電源大規模接入的適應性更強，能支撐風(fēng)能、太陽(yáng)能大規模開(kāi)發(fā)，推動(dòng)能源開(kāi)發(fā)從化石能源向清潔能源轉變。同時(shí)，在智能電網(wǎng)中，千家萬(wàn)戶(hù)都可以開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能、太陽(yáng)能，能源生產(chǎn)模式從以集中生產(chǎn)為主，向集中生產(chǎn)與分布式生產(chǎn)并重轉變。
二是推動(dòng)能源配置方式變革。經(jīng)過(guò)上百年開(kāi)發(fā)，世界許多國家的能源基地與負荷中心的距離越來(lái)越遠，風(fēng)能、太陽(yáng)能資源也主要集中在遠離負荷中心的嚴寒、酷熱及沙漠、戈壁等地區。智能電網(wǎng)基于超遠距離超大規模輸電技術(shù)，能源配置范圍更廣、能力更強，只有通過(guò)智能電網(wǎng)才能實(shí)現這些能源基地的大規模開(kāi)發(fā)，實(shí)現能源從就地平衡向大范圍優(yōu)化配置、更大范圍統籌平衡轉變。
三是推動(dòng)能源消費方式變革。隨著(zhù)分布式電源加快發(fā)展，越來(lái)越多的用戶(hù)擁有能源供應商與消費者的雙重身份，發(fā)用電關(guān)系靈活轉換。智能家電廣泛普及后，用戶(hù)的智能用電和互動(dòng)服務(wù)需求越來(lái)越高。傳統電網(wǎng)的電力流只能從供應側向需求側單向傳輸，難以適應這些新的需求。只有基于信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和智能控制技術(shù)的智能電網(wǎng)，才能適應能源消費的新變化，推動(dòng)能源消費從單向接收、模式單一的用電方式，向互動(dòng)、靈活的智能化用電方式轉變。
四是推動(dòng)生產(chǎn)生活方式改變。智能電網(wǎng)對未來(lái)社會(huì )影響的范圍之廣、程度之深，將遠遠超出我們的想象�；谥悄茈娋W(wǎng)的清潔能源大規模開(kāi)發(fā)利用，將推動(dòng)生產(chǎn)生活的低碳化；智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等深度融合后，將構成價(jià)值無(wú)法估量的社會(huì )公共平臺，能源供應、信息通訊、家政醫療、物流交通、遠程教育、電子商務(wù)等各方面的服務(wù)都可以基于這個(gè)平臺，實(shí)現公共服務(wù)集成化；智能電網(wǎng)將支撐智能家庭、智能樓宇、智能小區、智慧城市建設，推動(dòng)生產(chǎn)生活智慧化。
五是推動(dòng)戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。與傳統的互聯(lián)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)技術(shù)密集型特征更加突出，對新能源、新材料、智能裝備、電動(dòng)汽車(chē)、新一代信息產(chǎn)業(yè)，具有很強的帶動(dòng)作用。歐美發(fā)達國家已將發(fā)展智能電網(wǎng)納入國家戰略，歐盟將發(fā)展智能電網(wǎng)作為新興經(jīng)濟的重要支柱，估算未來(lái)20年的建設投資規模將達到5000億歐元；美國將智能電網(wǎng)作為實(shí)現經(jīng)濟復蘇的戰略性基礎設施，估算未來(lái)20年的建設投資規模達到1.5萬(wàn)億美元。我國規劃確定的20項戰略性新興產(chǎn)業(yè)重大工程，絕大多數與智能電網(wǎng)密切相關(guān)。
把握戰略機遇，推動(dòng)我國智能電網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展
從英、美兩國在第一、二次工業(yè)革命中的成功經(jīng)驗看，誰(shuí)能在能源變革中搶占先機，確立競爭優(yōu)勢，誰(shuí)就能立于不敗之地。面向第三次工業(yè)革命，能源電力行業(yè)應當深入貫徹落實(shí)黨的十八屆三中全會(huì )精神，以全面深化改革為契機，順應發(fā)展潮流，把握歷史機遇，加快建設智能電網(wǎng)，牢牢占據新一輪能源變革的制高點(diǎn)，推動(dòng)我國能源安全發(fā)展、清潔發(fā)展、環(huán)保發(fā)展、友好發(fā)展，在全面建成小康社會(huì )、實(shí)現中華民族偉大復興中國夢(mèng)的進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。
1.發(fā)展智能電網(wǎng)要凝聚共識、共同推動(dòng)
智能電網(wǎng)不僅是保障國家能源供應的重要基礎設施，而且聯(lián)接多種網(wǎng)絡(luò )和基礎設施，對于促進(jìn)我國基礎設施的跨越式發(fā)展具有關(guān)鍵作用。同時(shí)，智能電網(wǎng)集成了第三次工業(yè)革命最為關(guān)鍵的新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，對于促進(jìn)我國戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟轉型升級具有廣泛的帶動(dòng)作用，發(fā)展智能電網(wǎng)的意義十分重大。近年來(lái)，我國企業(yè)在智能電網(wǎng)的理論研究、技術(shù)創(chuàng )新、設備研制、標準制定、工程建設、實(shí)驗能力建設等方面開(kāi)展了卓有成效的工作，取得了一系列重大突破，總體處于世界先進(jìn)水平。已經(jīng)建成投運多項特高壓交直流輸電工程，建成中新天津生態(tài)城、張北風(fēng)光儲輸等一批智能電網(wǎng)綜合示范工程，形成了功能齊全、具有世界領(lǐng)先水平的試驗研究體系，智能電網(wǎng)標準制定工作走在世界前列。我國全面建設智能電網(wǎng)的基礎和條件已經(jīng)具備。要遵循電網(wǎng)電壓等級越來(lái)越高、聯(lián)網(wǎng)規模越來(lái)越大、配置能力越來(lái)越強的發(fā)展規律，把智能電網(wǎng)作為第三次工業(yè)革命的先導產(chǎn)業(yè)，放在突出重要的位置優(yōu)先發(fā)展。一要研究制定財稅、價(jià)格、投資、金融等配套政策，大力支持智能電網(wǎng)建設。二要強化企業(yè)在技術(shù)創(chuàng )新中的主體地位，發(fā)揮大型企業(yè)創(chuàng )新骨干作用，集中力量攻克新能源發(fā)電、大規模儲能、多網(wǎng)融合、智能裝備關(guān)鍵技術(shù)。三要積極參與智能電網(wǎng)國際標準制定，將我國企業(yè)已經(jīng)形成的標準推向世界，為我國智能電網(wǎng)的技術(shù)和產(chǎn)品參與全球競爭打好基礎。
2.發(fā)展智能電網(wǎng)要戰略引領(lǐng)、科學(xué)規劃
要將智能電網(wǎng)納入經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展總體布局，堅持戰略引領(lǐng)、重點(diǎn)突破，明確智能電網(wǎng)發(fā)展的戰略重點(diǎn)。加快推進(jìn)“一特四大”戰略，在能源資源富集地區，規劃建設一批大型煤電、大型水電、大型核電、大型可再生能源發(fā)電基地，通過(guò)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅強智能電網(wǎng)，向東中部負荷中心地區大規模、遠距離輸電，在全國范圍優(yōu)化配置能源和電力資源。全面實(shí)施電能替代戰略，落實(shí)大氣污染防治計劃，解決東中部地區日益突出的霧霾污染。加大向東中部地區跨區送電力度；把工業(yè)鍋爐、工業(yè)煤窯爐、居民取暖廚炊等用煤改為用電，大幅減少直燃煤污染；大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)、電氣化軌道交通等，減少燃油排放，實(shí)施“以電代煤、以電代油、電從遠方來(lái)”為主要內容的電能替代戰略。
要將智能電網(wǎng)納入經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展總體規劃，制定國家級智能電網(wǎng)發(fā)展規劃，統籌推進(jìn)�！秶窠�(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展“十二五”規劃綱要》和《“十二五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》對發(fā)展智能電網(wǎng)作出了部署，但目前還沒(méi)有制定國家層面的智能電網(wǎng)發(fā)展規劃，戰略部署難以落地。應抓緊制定國家級智能電網(wǎng)發(fā)展規劃，統籌智能電網(wǎng)與新能源發(fā)展，統籌智能電網(wǎng)與戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，統籌智能電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)建設。
3.發(fā)展智能電網(wǎng)要立足于能源安全、清潔、環(huán)保、友好發(fā)展
我國能源發(fā)展面臨四大問(wèn)題。一是總量供應問(wèn)題。2012年我國能源消費總量達到36.4億噸標準煤，石油、天然氣對外依存度分別達到59%、32%左右。要滿(mǎn)足經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的需求，今后較長(cháng)時(shí)期能源供應都面臨較大壓力。二是資源配置問(wèn)題。我國能源資源與生產(chǎn)力分布不均衡，全國70%以上的煤炭、水電、風(fēng)能、太陽(yáng)能資源都集中在西部、北部地區，距離東中部負荷中心，一般都在1000公里以上，依靠現有電網(wǎng)，難以實(shí)現這些能源基地的大規模開(kāi)發(fā)。三是能源效率問(wèn)題。我國能源在開(kāi)發(fā)環(huán)節，集約化程度偏低；在傳輸環(huán)節，過(guò)度依賴(lài)輸煤，消耗高品質(zhì)能源來(lái)傳輸低品質(zhì)能源；在使用環(huán)節，大量煤炭仍然直接燃燒，整體能效偏低。能源開(kāi)發(fā)利用全過(guò)程效率都需要提高。四是生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。我國能源結構以煤為主，能源發(fā)展長(cháng)期追求就地平衡，帶來(lái)土壤、水質(zhì)、大氣突出污染問(wèn)題。特別是近年來(lái)以PM2.5為主要特征的大氣污染，本質(zhì)上是我國能源資源稟賦的“先天不足”、能源發(fā)展方式的“后天失調”這一對矛盾的長(cháng)期積累和集中暴露。
發(fā)展智能電網(wǎng)，能夠有效解決我國能源發(fā)展面臨的四大問(wèn)題，實(shí)現我國能源安全發(fā)展、清潔發(fā)展、環(huán)保發(fā)展、友好發(fā)展。安全發(fā)展，就是以智能電網(wǎng)為市場(chǎng)載體和配置平臺，統籌利用國際國內資源，促進(jìn)能源大規模集約開(kāi)發(fā)、大范圍優(yōu)化配置、高效率充分利用，增加供應總量，降低能源強度，減少能源損耗，防止供需失衡，保證能源供應穩定性和可靠性。清潔發(fā)展，就是通過(guò)智能電網(wǎng)促進(jìn)新能源和分布式電源發(fā)展，改善能源結構，保護自然生態(tài)，最大限度降低對化石能源的依賴(lài)。環(huán)保發(fā)展，就是充分發(fā)揮智能電網(wǎng)作用，統籌利用全國環(huán)境容量，實(shí)現以電代煤、以電代油、電從遠方來(lái)，提高電氣化水平，有效解決東中部地區大氣（霧霾）、水質(zhì)、土壤污染問(wèn)題。友好發(fā)展，就是基于智能電網(wǎng)開(kāi)放互動(dòng)優(yōu)勢，靈活適應各類(lèi)電源發(fā)電上網(wǎng)和客戶(hù)多樣化用電需求，使能源開(kāi)發(fā)和消費方便快捷，讓生活更加舒適、經(jīng)濟。
4.發(fā)展智能電網(wǎng)要加快推進(jìn)關(guān)鍵環(huán)節突破
一是加快建設特高壓網(wǎng)架。以構建華北—華東—華中特高壓同步電網(wǎng)為重點(diǎn)，力爭到2020年建成“五縱五橫”特高壓交流網(wǎng)架和27回特高壓直流工程，具備4.5億千瓦電力大范圍配置能力，滿(mǎn)足5.5億千瓦清潔能源送出和消納的需要。二是加快配電網(wǎng)建設改造。建設技術(shù)領(lǐng)先、結構優(yōu)化、布局合理、高效靈活，具備故障自愈能力的智能配電網(wǎng)，適應分布式電源、微電網(wǎng)加快發(fā)展的需要。三是加快提升電網(wǎng)互動(dòng)能力。建設智能用戶(hù)管理與雙向互動(dòng)平臺，讓普通家庭能夠通過(guò)智能電網(wǎng)實(shí)現用戶(hù)能源管理、移動(dòng)終端購電、水電氣多表集抄、綜合信息服務(wù)、遠程家電控制等，全面提高百姓生活智能化水平。四是加快構建全國電力市場(chǎng)體系。黨的十八屆三中全會(huì )明確要求發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用，加快完善現代市場(chǎng)體系。要以智能電網(wǎng)為載體，構建集能源輸送、資源配置、市場(chǎng)交易、客戶(hù)服務(wù)于一體，統一開(kāi)放、競爭有序的全國電力市場(chǎng)體系。
能否牢牢把握第三次工業(yè)革命的歷史機遇，將很大程度上決定我國在未來(lái)全球競爭中的地位。與前兩次工業(yè)革命不同的是，中華民族已經(jīng)走上偉大的復興之路，我國新能源、智能電網(wǎng)發(fā)展均走在世界前列，在新一輪能源變革中處于有利地位，具備了在第三次工業(yè)革命中勇立潮頭、引領(lǐng)發(fā)展的條件。歷史不應重演，機遇稍縱即逝。能源電力行業(yè)要自覺(jué)承擔起歷史重托，加快發(fā)展智能電網(wǎng)，鞏固和擴大我國在智能電網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)形成的優(yōu)勢，為實(shí)現中華民族偉大復興的中國夢(mèng)作出積極貢獻。
智能電網(wǎng)承載并推動(dòng)第三次工業(yè)革命
能源是人類(lèi)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎。近二百多年來(lái)，人類(lèi)社會(huì )已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命�？v觀(guān)工業(yè)文明的發(fā)展歷程，有一個(gè)突出特征，就是能源變革對工業(yè)發(fā)展具有決定性、全局性影響，推動(dòng)著(zhù)工業(yè)文明不斷向更高層次和水平演進(jìn)。
1.能源變革是第三次工業(yè)革命的根本動(dòng)力
始于18世紀中期的第一次工業(yè)革命，由于蒸汽機的發(fā)明與廣泛應用，煤炭迅速取代柴薪，推動(dòng)了近代工業(yè)的建立和大發(fā)展。在這次變革中搶占先機的英國，從1770年到1860年的90年中，建立了世界上規模最大的煤炭工業(yè)，到19世紀中期，英國煤炭產(chǎn)量已占全球的2/3以上，并以此為基礎加快發(fā)展近代紡織、鋼鐵、機械、鐵路運輸等工業(yè)，率先在世界上建立近代工業(yè)體系。
始于19世紀中后期的第二次工業(yè)革命，由于電力的發(fā)明及廣泛應用，推動(dòng)了現代工業(yè)的建立和大發(fā)展，不僅產(chǎn)生了電力、電器、石油、化工、汽車(chē)、通訊、信息等新的工業(yè)部門(mén)，而且推動(dòng)了紡織、鋼鐵、機械、鐵路運輸等舊的工業(yè)部門(mén)升級。在這次變革中搶占先機的美國，從1910年到2010年的100年中，電力裝機、用電量、電網(wǎng)規模一直位居世界第一，美國也率先在世界上建立現代工業(yè)體系。如今電能已成為全球最重要的能源之一，從全球范圍看，以電為中心的能源開(kāi)發(fā)利用格局正在加快形成，并成為全球能源發(fā)展的戰略方向。1980年—2012年，全球電力消費增長(cháng)200%左右，而石油、天然氣、煤炭消費只分別增長(cháng)40%、130%、110%左右，全球一次能源用于發(fā)電的比重從30%提高到40%左右，電能占終端能源消費的比重從10%上升至20%左右。
從兩次工業(yè)革命可以看出：能源變革對工業(yè)發(fā)展具有決定性的影響，沒(méi)有蒸汽機技術(shù)的突破，就不會(huì )有近代工業(yè)，沒(méi)有電力的廣泛應用，現代工業(yè)也無(wú)從談起；同時(shí)能源變革對工業(yè)發(fā)展又具有全局性的影響，既推動(dòng)新的工業(yè)行業(yè)出現，也推動(dòng)舊的工業(yè)行業(yè)升級�？傊�，能源變革與工業(yè)革命有著(zhù)很強的內在聯(lián)系，是工業(yè)革命的根本動(dòng)力。
進(jìn)入新世紀后，大規模開(kāi)發(fā)利用化石能源帶來(lái)的能源危機、環(huán)境危機凸顯，建立在化石能源基礎上的工業(yè)文明逐步陷入困境，新一輪能源變革正在世界范圍內蓬勃興起。這一輪能源變革，是以電為中心、以新能源大規模開(kāi)發(fā)利用為特征的能源變革。2000年—2012年間，全球風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電裝機分別由1793萬(wàn)千瓦、140萬(wàn)千瓦增長(cháng)到2.8億千瓦、1億千瓦，分別增長(cháng)了15倍和71倍。隨著(zhù)新一輪能源變革的到來(lái)，新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)不斷突破，與智能電網(wǎng)全面融合，正在承載并推動(dòng)第三次工業(yè)革命。新一輪能源變革與新一輪工業(yè)革命再次相伴發(fā)生，這不是歷史的巧合，而是因為能源變革是工業(yè)革命和工業(yè)發(fā)展的根本動(dòng)力，誰(shuí)能牢牢把握能源變革這個(gè)根本，誰(shuí)就能在第三次工業(yè)革命中搶占先機。
2.發(fā)展智能電網(wǎng)是推動(dòng)能源變革和第三次工業(yè)革命的必由之路
從歷史進(jìn)程看，建立在化石能源傳統利用方式基礎上的工業(yè)文明已經(jīng)難以為繼，第三次工業(yè)革命應建立在可持續供應的能源基礎上。以電為中心轉變能源開(kāi)發(fā)利用方式，已成為全球能源發(fā)展的戰略方向，今后的能源變革都將圍繞更清潔更經(jīng)濟的發(fā)電、更安全更高效的配置、更便捷更可靠的用電展開(kāi)，由可再生能源轉換而來(lái)的電能全面取代化石能源只是時(shí)間問(wèn)題。
電力廣泛應用，必須依靠電網(wǎng)來(lái)實(shí)現。1886年，美國西屋公司建成了世界上第一個(gè)交流輸電系統，從此世界電網(wǎng)遵循電壓等級由低到高、聯(lián)網(wǎng)規模由小到大、配置能力由弱到強、自動(dòng)化程度越來(lái)越高的客觀(guān)規律快速發(fā)展，可劃分為三個(gè)階段。一是初級電網(wǎng)階段（從19世紀后期到20世紀中期），主要是基于早期控制技術(shù)、小機組發(fā)電技術(shù)，以低電壓、弱聯(lián)系為特征，以城市或局部區域電力配置為主的小型孤立電網(wǎng)。二是互聯(lián)電網(wǎng)階段（從20世紀中期到20世紀末），主要是基于現代控制技術(shù)、大機組穩定發(fā)電技術(shù)、大規模遠距離輸電技術(shù)，以高電壓、強互聯(lián)為特征，具有全國或跨國電力配置能力的大型同步電網(wǎng)。三是智能電網(wǎng)階段（從本世紀初開(kāi)始），基于新能源技術(shù)、分布式發(fā)電技術(shù)、大規模儲能技術(shù)、超遠距離超大規模輸電技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和智能控制技術(shù)的快速發(fā)展，世界電網(wǎng)進(jìn)入智能電網(wǎng)發(fā)展階段。
未來(lái)的智能電網(wǎng)，是網(wǎng)架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開(kāi)放互動(dòng)的“能源互聯(lián)網(wǎng)”。網(wǎng)架堅強，是指電網(wǎng)規劃科學(xué)、結構合理、安全可靠、運行靈活，適應風(fēng)電、光伏發(fā)電、分布式電源大規模接入，適應供用電關(guān)系靈活轉換，具有強大的資源配置能力。主網(wǎng)架的電壓等級包括特高壓、超高壓、高壓等。廣泛互聯(lián)，是指互聯(lián)既跨地域，也跨行業(yè)。洲際骨干網(wǎng)架、國家骨干網(wǎng)架、地區電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展、緊密銜接，構成廣泛覆蓋的電力資源配置體系；電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等相互融合，構成功能強大的社會(huì )公共服務(wù)平臺�；ヂ�(lián)的廣泛性帶來(lái)了資源配置的廣泛性，既廣泛配置電力資源，也廣泛配置其他公共服務(wù)資源。高度智能，是指廣泛使用信息網(wǎng)絡(luò )、廣域測量、高速傳感、高性能計算、智能控制等技術(shù)，發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調度六大環(huán)節高度智能化、自動(dòng)化運行，自動(dòng)預判、識別大多數故障和風(fēng)險，具備故障自愈功能。開(kāi)放互動(dòng)，是指發(fā)揮電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )市場(chǎng)功能，構建開(kāi)放統一、競爭有序，在能源資源配置中起決定性作用的電力市場(chǎng)體系，促進(jìn)用戶(hù)與各類(lèi)用電設備廣泛交互、與電網(wǎng)雙向互動(dòng)，能源流在用戶(hù)、供應商之間雙向流動(dòng)。
智能電網(wǎng)是承載第三次工業(yè)革命的基礎平臺，對第三次工業(yè)革命具有全局性的推動(dòng)作用。
一是推動(dòng)能源開(kāi)發(fā)方式變革。地球的可再生能源資源十分豐富。世界能源理事會(huì )估算，全球陸地風(fēng)電資源超過(guò)1萬(wàn)億千瓦，太陽(yáng)能資源超過(guò)100萬(wàn)億千瓦，還有豐富的海洋風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、潮汐、地熱資源，都可以轉化為電能加以利用。智能電網(wǎng)基于新能源發(fā)電技術(shù)和大規模儲能技術(shù)，對間歇式、不穩定電源大規模接入的適應性更強，能支撐風(fēng)能、太陽(yáng)能大規模開(kāi)發(fā)，推動(dòng)能源開(kāi)發(fā)從化石能源向清潔能源轉變。同時(shí)，在智能電網(wǎng)中，千家萬(wàn)戶(hù)都可以開(kāi)發(fā)利用風(fēng)能、太陽(yáng)能，能源生產(chǎn)模式從以集中生產(chǎn)為主，向集中生產(chǎn)與分布式生產(chǎn)并重轉變。
二是推動(dòng)能源配置方式變革。經(jīng)過(guò)上百年開(kāi)發(fā)，世界許多國家的能源基地與負荷中心的距離越來(lái)越遠，風(fēng)能、太陽(yáng)能資源也主要集中在遠離負荷中心的嚴寒、酷熱及沙漠、戈壁等地區。智能電網(wǎng)基于超遠距離超大規模輸電技術(shù)，能源配置范圍更廣、能力更強，只有通過(guò)智能電網(wǎng)才能實(shí)現這些能源基地的大規模開(kāi)發(fā)，實(shí)現能源從就地平衡向大范圍優(yōu)化配置、更大范圍統籌平衡轉變。
三是推動(dòng)能源消費方式變革。隨著(zhù)分布式電源加快發(fā)展，越來(lái)越多的用戶(hù)擁有能源供應商與消費者的雙重身份，發(fā)用電關(guān)系靈活轉換。智能家電廣泛普及后，用戶(hù)的智能用電和互動(dòng)服務(wù)需求越來(lái)越高。傳統電網(wǎng)的電力流只能從供應側向需求側單向傳輸，難以適應這些新的需求。只有基于信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和智能控制技術(shù)的智能電網(wǎng)，才能適應能源消費的新變化，推動(dòng)能源消費從單向接收、模式單一的用電方式，向互動(dòng)、靈活的智能化用電方式轉變。
四是推動(dòng)生產(chǎn)生活方式改變。智能電網(wǎng)對未來(lái)社會(huì )影響的范圍之廣、程度之深，將遠遠超出我們的想象�；谥悄茈娋W(wǎng)的清潔能源大規模開(kāi)發(fā)利用，將推動(dòng)生產(chǎn)生活的低碳化；智能電網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等深度融合后，將構成價(jià)值無(wú)法估量的社會(huì )公共平臺，能源供應、信息通訊、家政醫療、物流交通、遠程教育、電子商務(wù)等各方面的服務(wù)都可以基于這個(gè)平臺，實(shí)現公共服務(wù)集成化；智能電網(wǎng)將支撐智能家庭、智能樓宇、智能小區、智慧城市建設，推動(dòng)生產(chǎn)生活智慧化。
五是推動(dòng)戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。與傳統的互聯(lián)電網(wǎng)相比，智能電網(wǎng)技術(shù)密集型特征更加突出，對新能源、新材料、智能裝備、電動(dòng)汽車(chē)、新一代信息產(chǎn)業(yè)，具有很強的帶動(dòng)作用。歐美發(fā)達國家已將發(fā)展智能電網(wǎng)納入國家戰略，歐盟將發(fā)展智能電網(wǎng)作為新興經(jīng)濟的重要支柱，估算未來(lái)20年的建設投資規模將達到5000億歐元；美國將智能電網(wǎng)作為實(shí)現經(jīng)濟復蘇的戰略性基礎設施，估算未來(lái)20年的建設投資規模達到1.5萬(wàn)億美元。我國規劃確定的20項戰略性新興產(chǎn)業(yè)重大工程，絕大多數與智能電網(wǎng)密切相關(guān)。
把握戰略機遇，推動(dòng)我國智能電網(wǎng)創(chuàng )新發(fā)展
從英、美兩國在第一、二次工業(yè)革命中的成功經(jīng)驗看，誰(shuí)能在能源變革中搶占先機，確立競爭優(yōu)勢，誰(shuí)就能立于不敗之地。面向第三次工業(yè)革命，能源電力行業(yè)應當深入貫徹落實(shí)黨的十八屆三中全會(huì )精神，以全面深化改革為契機，順應發(fā)展潮流，把握歷史機遇，加快建設智能電網(wǎng)，牢牢占據新一輪能源變革的制高點(diǎn)，推動(dòng)我國能源安全發(fā)展、清潔發(fā)展、環(huán)保發(fā)展、友好發(fā)展，在全面建成小康社會(huì )、實(shí)現中華民族偉大復興中國夢(mèng)的進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。
1.發(fā)展智能電網(wǎng)要凝聚共識、共同推動(dòng)
智能電網(wǎng)不僅是保障國家能源供應的重要基礎設施，而且聯(lián)接多種網(wǎng)絡(luò )和基礎設施，對于促進(jìn)我國基礎設施的跨越式發(fā)展具有關(guān)鍵作用。同時(shí)，智能電網(wǎng)集成了第三次工業(yè)革命最為關(guān)鍵的新能源技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，對于促進(jìn)我國戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟轉型升級具有廣泛的帶動(dòng)作用，發(fā)展智能電網(wǎng)的意義十分重大。近年來(lái)，我國企業(yè)在智能電網(wǎng)的理論研究、技術(shù)創(chuàng )新、設備研制、標準制定、工程建設、實(shí)驗能力建設等方面開(kāi)展了卓有成效的工作，取得了一系列重大突破，總體處于世界先進(jìn)水平。已經(jīng)建成投運多項特高壓交直流輸電工程，建成中新天津生態(tài)城、張北風(fēng)光儲輸等一批智能電網(wǎng)綜合示范工程，形成了功能齊全、具有世界領(lǐng)先水平的試驗研究體系，智能電網(wǎng)標準制定工作走在世界前列。我國全面建設智能電網(wǎng)的基礎和條件已經(jīng)具備。要遵循電網(wǎng)電壓等級越來(lái)越高、聯(lián)網(wǎng)規模越來(lái)越大、配置能力越來(lái)越強的發(fā)展規律，把智能電網(wǎng)作為第三次工業(yè)革命的先導產(chǎn)業(yè)，放在突出重要的位置優(yōu)先發(fā)展。一要研究制定財稅、價(jià)格、投資、金融等配套政策，大力支持智能電網(wǎng)建設。二要強化企業(yè)在技術(shù)創(chuàng )新中的主體地位，發(fā)揮大型企業(yè)創(chuàng )新骨干作用，集中力量攻克新能源發(fā)電、大規模儲能、多網(wǎng)融合、智能裝備關(guān)鍵技術(shù)。三要積極參與智能電網(wǎng)國際標準制定，將我國企業(yè)已經(jīng)形成的標準推向世界，為我國智能電網(wǎng)的技術(shù)和產(chǎn)品參與全球競爭打好基礎。
2.發(fā)展智能電網(wǎng)要戰略引領(lǐng)、科學(xué)規劃
要將智能電網(wǎng)納入經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展總體布局，堅持戰略引領(lǐng)、重點(diǎn)突破，明確智能電網(wǎng)發(fā)展的戰略重點(diǎn)。加快推進(jìn)“一特四大”戰略，在能源資源富集地區，規劃建設一批大型煤電、大型水電、大型核電、大型可再生能源發(fā)電基地，通過(guò)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅強智能電網(wǎng)，向東中部負荷中心地區大規模、遠距離輸電，在全國范圍優(yōu)化配置能源和電力資源。全面實(shí)施電能替代戰略，落實(shí)大氣污染防治計劃，解決東中部地區日益突出的霧霾污染。加大向東中部地區跨區送電力度；把工業(yè)鍋爐、工業(yè)煤窯爐、居民取暖廚炊等用煤改為用電，大幅減少直燃煤污染；大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)、電氣化軌道交通等，減少燃油排放，實(shí)施“以電代煤、以電代油、電從遠方來(lái)”為主要內容的電能替代戰略。
要將智能電網(wǎng)納入經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展總體規劃，制定國家級智能電網(wǎng)發(fā)展規劃，統籌推進(jìn)�！秶窠�(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展“十二五”規劃綱要》和《“十二五”國家戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃》對發(fā)展智能電網(wǎng)作出了部署，但目前還沒(méi)有制定國家層面的智能電網(wǎng)發(fā)展規劃，戰略部署難以落地。應抓緊制定國家級智能電網(wǎng)發(fā)展規劃，統籌智能電網(wǎng)與新能源發(fā)展，統籌智能電網(wǎng)與戰略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，統籌智能電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)建設。
3.發(fā)展智能電網(wǎng)要立足于能源安全、清潔、環(huán)保、友好發(fā)展
我國能源發(fā)展面臨四大問(wèn)題。一是總量供應問(wèn)題。2012年我國能源消費總量達到36.4億噸標準煤，石油、天然氣對外依存度分別達到59%、32%左右。要滿(mǎn)足經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的需求，今后較長(cháng)時(shí)期能源供應都面臨較大壓力。二是資源配置問(wèn)題。我國能源資源與生產(chǎn)力分布不均衡，全國70%以上的煤炭、水電、風(fēng)能、太陽(yáng)能資源都集中在西部、北部地區，距離東中部負荷中心，一般都在1000公里以上，依靠現有電網(wǎng)，難以實(shí)現這些能源基地的大規模開(kāi)發(fā)。三是能源效率問(wèn)題。我國能源在開(kāi)發(fā)環(huán)節，集約化程度偏低；在傳輸環(huán)節，過(guò)度依賴(lài)輸煤，消耗高品質(zhì)能源來(lái)傳輸低品質(zhì)能源；在使用環(huán)節，大量煤炭仍然直接燃燒，整體能效偏低。能源開(kāi)發(fā)利用全過(guò)程效率都需要提高。四是生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。我國能源結構以煤為主，能源發(fā)展長(cháng)期追求就地平衡，帶來(lái)土壤、水質(zhì)、大氣突出污染問(wèn)題。特別是近年來(lái)以PM2.5為主要特征的大氣污染，本質(zhì)上是我國能源資源稟賦的“先天不足”、能源發(fā)展方式的“后天失調”這一對矛盾的長(cháng)期積累和集中暴露。
發(fā)展智能電網(wǎng)，能夠有效解決我國能源發(fā)展面臨的四大問(wèn)題，實(shí)現我國能源安全發(fā)展、清潔發(fā)展、環(huán)保發(fā)展、友好發(fā)展。安全發(fā)展，就是以智能電網(wǎng)為市場(chǎng)載體和配置平臺，統籌利用國際國內資源，促進(jìn)能源大規模集約開(kāi)發(fā)、大范圍優(yōu)化配置、高效率充分利用，增加供應總量，降低能源強度，減少能源損耗，防止供需失衡，保證能源供應穩定性和可靠性。清潔發(fā)展，就是通過(guò)智能電網(wǎng)促進(jìn)新能源和分布式電源發(fā)展，改善能源結構，保護自然生態(tài)，最大限度降低對化石能源的依賴(lài)。環(huán)保發(fā)展，就是充分發(fā)揮智能電網(wǎng)作用，統籌利用全國環(huán)境容量，實(shí)現以電代煤、以電代油、電從遠方來(lái)，提高電氣化水平，有效解決東中部地區大氣（霧霾）、水質(zhì)、土壤污染問(wèn)題。友好發(fā)展，就是基于智能電網(wǎng)開(kāi)放互動(dòng)優(yōu)勢，靈活適應各類(lèi)電源發(fā)電上網(wǎng)和客戶(hù)多樣化用電需求，使能源開(kāi)發(fā)和消費方便快捷，讓生活更加舒適、經(jīng)濟。
4.發(fā)展智能電網(wǎng)要加快推進(jìn)關(guān)鍵環(huán)節突破
一是加快建設特高壓網(wǎng)架。以構建華北—華東—華中特高壓同步電網(wǎng)為重點(diǎn)，力爭到2020年建成“五縱五橫”特高壓交流網(wǎng)架和27回特高壓直流工程，具備4.5億千瓦電力大范圍配置能力，滿(mǎn)足5.5億千瓦清潔能源送出和消納的需要。二是加快配電網(wǎng)建設改造。建設技術(shù)領(lǐng)先、結構優(yōu)化、布局合理、高效靈活，具備故障自愈能力的智能配電網(wǎng)，適應分布式電源、微電網(wǎng)加快發(fā)展的需要。三是加快提升電網(wǎng)互動(dòng)能力。建設智能用戶(hù)管理與雙向互動(dòng)平臺，讓普通家庭能夠通過(guò)智能電網(wǎng)實(shí)現用戶(hù)能源管理、移動(dòng)終端購電、水電氣多表集抄、綜合信息服務(wù)、遠程家電控制等，全面提高百姓生活智能化水平。四是加快構建全國電力市場(chǎng)體系。黨的十八屆三中全會(huì )明確要求發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用，加快完善現代市場(chǎng)體系。要以智能電網(wǎng)為載體，構建集能源輸送、資源配置、市場(chǎng)交易、客戶(hù)服務(wù)于一體，統一開(kāi)放、競爭有序的全國電力市場(chǎng)體系。
能否牢牢把握第三次工業(yè)革命的歷史機遇，將很大程度上決定我國在未來(lái)全球競爭中的地位。與前兩次工業(yè)革命不同的是，中華民族已經(jīng)走上偉大的復興之路，我國新能源、智能電網(wǎng)發(fā)展均走在世界前列，在新一輪能源變革中處于有利地位，具備了在第三次工業(yè)革命中勇立潮頭、引領(lǐng)發(fā)展的條件。歷史不應重演，機遇稍縱即逝。能源電力行業(yè)要自覺(jué)承擔起歷史重托，加快發(fā)展智能電網(wǎng)，鞏固和擴大我國在智能電網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)形成的優(yōu)勢，為實(shí)現中華民族偉大復興的中國夢(mèng)作出積極貢獻。
| 【上一個(gè)】 電網(wǎng)情深 | 【下一個(gè)】 江蘇電網(wǎng)嚴密監控污染源點(diǎn) |
| ^ 智能電網(wǎng)與第三次工業(yè)革命 |