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全球能源互聯(lián)網(wǎng)是指以國家電網(wǎng)為代表，側重全球電力互聯(lián)，利用電力網(wǎng)絡在空間上的擴 大，將不同區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，實現(xiàn)不同區(qū)域不同類型新能源跨區(qū)消納的能源互聯(lián)網(wǎng)。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道)、以輸送清潔能源為主導、全球互聯(lián)泛在的堅強智能電網(wǎng)，符合兩個替代(清潔替代和電能替代)的需求。全球能源互聯(lián)網(wǎng)由跨洲、跨國骨干網(wǎng)架和各國各電壓等級電網(wǎng)構成，連接“一極一道”(北極、赤道)等大型能源基地以 及各種分布式電源，能夠將水能、風能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶， 是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺，具有網(wǎng)架堅 強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動的特征。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展框架
全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展框架可以概括為一個總體布局、兩個基本原則、三個發(fā)展階段、四 個重要特征、五個主要功能。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將形成由跨州電網(wǎng)、跨國電網(wǎng)、國家泛在智 能電網(wǎng)組成，各層級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的總體布局，堅持清潔發(fā)展和全球配置兩個基本原則，經(jīng)過洲內互聯(lián)、跨洲互聯(lián)、全球互聯(lián)三個階段，具備網(wǎng)架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動四個重要特征，實現(xiàn)能源傳輸、資源配置、市場交易、產(chǎn)業(yè)帶動和公共服務五個主要功能。
能源互聯(lián)網(wǎng)是由數(shù)量眾多的分布式能源應用單元相互聯(lián)結而成。由大量分布式能源構成的 能源互聯(lián)網(wǎng)在拓撲結構上完全不同于現(xiàn)在的集中式供能系統(tǒng)。在分布式為主的能源互聯(lián)網(wǎng) 系統(tǒng)中，能源供應具有更大的柔性和開放性，能源網(wǎng)絡具有更強的自愈能力。能源互聯(lián)網(wǎng)最大的特點是大量接入可再生能源。能源互聯(lián)網(wǎng)通過儲能設施、能量管理系統(tǒng)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(lián)網(wǎng)利用可再生能源的方式主要是發(fā)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(lián)網(wǎng)應用的可再生能源有太陽能、風能、地熱和生物質。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術應用發(fā)展背景下的清潔、高效的能源利用方式，對于提高 資源利用效率以及資源整合重組具有重要意義，是能源供給側改革要著重解決能源供給結 構不合理、大量的煤炭消耗造成環(huán)境污染等問題的有效解決路徑。
緩解污染問題，增強資源利用效率。全球能源互聯(lián)網(wǎng)依托特高壓和智能電網(wǎng)，加快推進我國西南水電開發(fā)，大規(guī)模發(fā)展風電和太陽能發(fā)電，大力推進以電代煤、以電帶油，力爭提高清潔能源裝機及發(fā)電量，提高清潔能源占一次能源比重。構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，有利于推動能源清潔綠色發(fā)展，將具有時區(qū)差、季節(jié)差的各大洲電網(wǎng)聯(lián)接起來， 增強資源利用效率，減少資源浪費和產(chǎn)能過剩，使得要素有效投入，進而加強供給管理。
化解產(chǎn)能過剩，推進資源整合重組。電能是最清潔高效的能源，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構建便以電能為核心，未來的能源開發(fā)、轉換、配置、使用的基本平臺是電網(wǎng)，清潔主導、電為中心是能源發(fā)展的必然趨勢。這一理念有效促進了我國對煤炭等傳統(tǒng)行業(yè)進 行資源整合、企業(yè)重組，著力對其去產(chǎn)能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板，全力推動供給側結構性改革。
優(yōu)化能源系統(tǒng)，拓寬改革思路。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的用戶思維就是指將“用戶至上”滲透到能源供給的各個環(huán)節(jié)，增強產(chǎn)品、服務以及用戶體驗。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構建將現(xiàn)有的由生產(chǎn)者控制的集中式能源系統(tǒng)轉變成為與消費者互動的集中式與分布式能源結合的網(wǎng)絡，重視用戶需求，解決用戶用能難題，提供系統(tǒng)的能源解決方案。在大 數(shù)據(jù)處理方面，利用先進的技術對能源種類、能源消費以及用戶習慣等進行數(shù)據(jù)采集、 分析，為能源的多方交易提供數(shù)據(jù)互動，提升能源的生產(chǎn)和使用效率。
分布式能源：能源互聯(lián)網(wǎng)的天然區(qū)塊鏈
分布式能源通常是布置在用戶所在地，耦合連接到區(qū)域電力系統(tǒng)的發(fā)電設施，包含可再生 能源系統(tǒng)、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)能量回收利用系統(tǒng)，并具有需求側管理功能。分布式能源 已成功實現(xiàn)商業(yè)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(wǎng)崩潰的概率，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(yè)燃氣輪機、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、光伏、風力渦輪系統(tǒng)、燃料電池等。 其中燃料電池的發(fā)電效率將可能達到 80%，是未來最具有發(fā)展價值的技術。這些技術將和智能控制與優(yōu)化技術、綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術等集成起來，一起成為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心技術。
目前，分布式能源在天然氣和光伏發(fā)電領域已經(jīng)取得快速發(fā)展。2015年天然氣分布式能源 在我國開始加速發(fā)展，共建成 127個項目，裝機 1405.5兆瓦。預計到 2020年，我國規(guī)模 以上城市均使用分布式能源系統(tǒng)，裝機容量達到 4000萬～5000萬千瓦。我國天然氣分布 式能源發(fā)展有進一步加速的趨勢。到 2020 年，我國燃氣輪機將實現(xiàn)自主研制及應用，系統(tǒng)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(wěn)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(tǒng)將得到大力發(fā)展。中國從 2010 年開始加大對可再生能源的投資和補貼力度，大力的政策支持使中國成為太陽能發(fā)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(guī)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(fā)展，兩者優(yōu)勢的互相結合 將形成我國分布式能源的新特征。
分布式發(fā)電是用清潔能源、生物質、新能源、可再生能源等為一次能源，將規(guī)模不一的發(fā)電、供熱等設備加以集成，以分散的方式布置在用戶附近的能源系統(tǒng)，相當于一個可獨立輸出熱、電等能源的多功能小電站。開展分布式發(fā)電市場交易需要遵循信息對等、共享、透明，交易分散等基本原則。而區(qū)塊鏈技術本身是一個特殊的數(shù)據(jù)庫結構，因為具備去中 心化、可以分散等特點，在分布式發(fā)電市場交易上將非常有效。
區(qū)塊鏈技術優(yōu)勢：去中心化的能源系統(tǒng)
能源行業(yè)應用區(qū)塊鏈技術的目標是提供一種完全去中心化的能源系統(tǒng)，能源供應合同可以 直接在生產(chǎn)者和消費者之間傳達。區(qū)塊鏈技術有助于加強個人消費者和生產(chǎn)者的市場影響 力，這也使消費者直接擁有購買和銷售能源的高度自主權。區(qū)塊鏈技術能源領域顯示出強 大的應用潛力，除了可以執(zhí)行能源供應交易外，區(qū)塊鏈技術還可以提供計量，計費和結算流程的基礎。
區(qū)塊鏈技術同能源互聯(lián)網(wǎng)概念有較強的內在一致性，智能合約得以實現(xiàn)無人化智能能源互 聯(lián)網(wǎng)。從本質上來看，能源互聯(lián)網(wǎng)同區(qū)塊鏈技術都必須構建于普遍的智能設備物聯(lián)網(wǎng)之上， 設備的普遍智能化和互聯(lián)化將和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展互為表里。而區(qū)塊鏈技術同樣強調價值 網(wǎng)絡參與主體的物聯(lián)化和智能化，基于區(qū)塊鏈的智能合約，其作用并不是僅僅如其字面所 顯示的，只能實現(xiàn)實體或者數(shù)字資產(chǎn)交換功能，其實智能合約的真正作用在于基于區(qū)塊鏈 的不可篡改和集體共識特征，預先寫入的代碼可以在無人干預或者少人干預的情況，直接 調用區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)，執(zhí)行所有可以計算的邏輯功能并輸出和執(zhí)行結果，因此，智能合約的真正意義其實是為區(qū)塊鏈上各主體間的互動提供了智能化的規(guī)則，并且可以在無人參與的情況下，實現(xiàn)各種復雜邏輯功能，這種特征稱之為圖靈完備。從這個角度上來看，能源互聯(lián)網(wǎng)的智能設備網(wǎng)絡如果要實現(xiàn)完全的無人化智能，恐怕不可能離開區(qū)塊鏈技術的幫助，尤其是布置在區(qū)塊鏈上的智能合約技術。
區(qū)塊鏈對能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)
在能源互聯(lián)網(wǎng)的應用上，區(qū)塊鏈主要具有以下技術優(yōu)勢：
分布式能源交易和供應體系。金融領域的獲得的區(qū)塊鏈技術應用經(jīng)驗可以應用于能源領域。區(qū)塊鏈技術能夠支持去中心化的能源供應系統(tǒng)。這將有助于簡化多層系統(tǒng)，其中電力生產(chǎn)商、配電系統(tǒng)運營商、傳輸系統(tǒng)運營商和供應商，通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡直接將生產(chǎn)者與消費者聯(lián)系在各個層次上進行交易。
能源管理部門的區(qū)塊鏈智能合約。在區(qū)塊鏈技術和智能合約的幫助下，可以有效地控制能源網(wǎng)絡。智能合約將向系統(tǒng)發(fā)出信號，制定如何啟動交易的規(guī)則。此類流程將基于智能合約的預定義規(guī)則，可以確保所有的能量和存儲流都是自動控制的。這有助于平衡供給和需求。例如，當產(chǎn)生比需求更多的能量時，智能合約可以確保這些多余的 能量被自動地傳送到存儲器中。
能源流的安全儲存。將所有能源交易數(shù)據(jù)分散的存儲在一個區(qū)塊鏈上將有可能保持所有能量流和業(yè)務活動的分布式和安全記錄。由智能合約控制的能量和交易流可以以防 篡改的方式記錄在區(qū)塊鏈上。因此，分布式能源市場的逐步數(shù)字化，為區(qū)塊鏈技術提 供了創(chuàng)新開發(fā)和新商業(yè)模式的難得的機遇。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道)、以輸送清潔能源為主導、全球互聯(lián)泛在的堅強智能電網(wǎng)，符合兩個替代(清潔替代和電能替代)的需求。全球能源互聯(lián)網(wǎng)由跨洲、跨國骨干網(wǎng)架和各國各電壓等級電網(wǎng)構成，連接“一極一道”(北極、赤道)等大型能源基地以 及各種分布式電源，能夠將水能、風能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶， 是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺，具有網(wǎng)架堅 強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動的特征。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展框架
全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展框架可以概括為一個總體布局、兩個基本原則、三個發(fā)展階段、四 個重要特征、五個主要功能。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將形成由跨州電網(wǎng)、跨國電網(wǎng)、國家泛在智 能電網(wǎng)組成，各層級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展的總體布局，堅持清潔發(fā)展和全球配置兩個基本原則，經(jīng)過洲內互聯(lián)、跨洲互聯(lián)、全球互聯(lián)三個階段，具備網(wǎng)架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動四個重要特征，實現(xiàn)能源傳輸、資源配置、市場交易、產(chǎn)業(yè)帶動和公共服務五個主要功能。
能源互聯(lián)網(wǎng)是由數(shù)量眾多的分布式能源應用單元相互聯(lián)結而成。由大量分布式能源構成的 能源互聯(lián)網(wǎng)在拓撲結構上完全不同于現(xiàn)在的集中式供能系統(tǒng)。在分布式為主的能源互聯(lián)網(wǎng) 系統(tǒng)中，能源供應具有更大的柔性和開放性，能源網(wǎng)絡具有更強的自愈能力。能源互聯(lián)網(wǎng)最大的特點是大量接入可再生能源。能源互聯(lián)網(wǎng)通過儲能設施、能量管理系統(tǒng)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(lián)網(wǎng)利用可再生能源的方式主要是發(fā)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(lián)網(wǎng)應用的可再生能源有太陽能、風能、地熱和生物質。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)基于互聯(lián)網(wǎng)技術應用發(fā)展背景下的清潔、高效的能源利用方式，對于提高 資源利用效率以及資源整合重組具有重要意義，是能源供給側改革要著重解決能源供給結 構不合理、大量的煤炭消耗造成環(huán)境污染等問題的有效解決路徑。
緩解污染問題，增強資源利用效率。全球能源互聯(lián)網(wǎng)依托特高壓和智能電網(wǎng)，加快推進我國西南水電開發(fā)，大規(guī)模發(fā)展風電和太陽能發(fā)電，大力推進以電代煤、以電帶油，力爭提高清潔能源裝機及發(fā)電量，提高清潔能源占一次能源比重。構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，有利于推動能源清潔綠色發(fā)展，將具有時區(qū)差、季節(jié)差的各大洲電網(wǎng)聯(lián)接起來， 增強資源利用效率，減少資源浪費和產(chǎn)能過剩，使得要素有效投入，進而加強供給管理。
化解產(chǎn)能過剩，推進資源整合重組。電能是最清潔高效的能源，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構建便以電能為核心，未來的能源開發(fā)、轉換、配置、使用的基本平臺是電網(wǎng)，清潔主導、電為中心是能源發(fā)展的必然趨勢。這一理念有效促進了我國對煤炭等傳統(tǒng)行業(yè)進 行資源整合、企業(yè)重組，著力對其去產(chǎn)能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板，全力推動供給側結構性改革。
優(yōu)化能源系統(tǒng)，拓寬改革思路。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的用戶思維就是指將“用戶至上”滲透到能源供給的各個環(huán)節(jié)，增強產(chǎn)品、服務以及用戶體驗。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構建將現(xiàn)有的由生產(chǎn)者控制的集中式能源系統(tǒng)轉變成為與消費者互動的集中式與分布式能源結合的網(wǎng)絡，重視用戶需求，解決用戶用能難題，提供系統(tǒng)的能源解決方案。在大 數(shù)據(jù)處理方面，利用先進的技術對能源種類、能源消費以及用戶習慣等進行數(shù)據(jù)采集、 分析，為能源的多方交易提供數(shù)據(jù)互動，提升能源的生產(chǎn)和使用效率。
分布式能源：能源互聯(lián)網(wǎng)的天然區(qū)塊鏈
分布式能源通常是布置在用戶所在地，耦合連接到區(qū)域電力系統(tǒng)的發(fā)電設施，包含可再生 能源系統(tǒng)、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、工業(yè)能量回收利用系統(tǒng)，并具有需求側管理功能。分布式能源 已成功實現(xiàn)商業(yè)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(wǎng)崩潰的概率，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(yè)燃氣輪機、熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、光伏、風力渦輪系統(tǒng)、燃料電池等。 其中燃料電池的發(fā)電效率將可能達到 80%，是未來最具有發(fā)展價值的技術。這些技術將和智能控制與優(yōu)化技術、綜合系統(tǒng)優(yōu)化技術等集成起來，一起成為能源互聯(lián)網(wǎng)的核心技術。
目前，分布式能源在天然氣和光伏發(fā)電領域已經(jīng)取得快速發(fā)展。2015年天然氣分布式能源 在我國開始加速發(fā)展，共建成 127個項目，裝機 1405.5兆瓦。預計到 2020年，我國規(guī)模 以上城市均使用分布式能源系統(tǒng)，裝機容量達到 4000萬～5000萬千瓦。我國天然氣分布 式能源發(fā)展有進一步加速的趨勢。到 2020 年，我國燃氣輪機將實現(xiàn)自主研制及應用，系統(tǒng)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(wěn)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(tǒng)將得到大力發(fā)展。中國從 2010 年開始加大對可再生能源的投資和補貼力度，大力的政策支持使中國成為太陽能發(fā)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(guī)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(fā)展，兩者優(yōu)勢的互相結合 將形成我國分布式能源的新特征。
分布式發(fā)電是用清潔能源、生物質、新能源、可再生能源等為一次能源，將規(guī)模不一的發(fā)電、供熱等設備加以集成，以分散的方式布置在用戶附近的能源系統(tǒng)，相當于一個可獨立輸出熱、電等能源的多功能小電站。開展分布式發(fā)電市場交易需要遵循信息對等、共享、透明，交易分散等基本原則。而區(qū)塊鏈技術本身是一個特殊的數(shù)據(jù)庫結構，因為具備去中 心化、可以分散等特點，在分布式發(fā)電市場交易上將非常有效。
區(qū)塊鏈技術優(yōu)勢：去中心化的能源系統(tǒng)
能源行業(yè)應用區(qū)塊鏈技術的目標是提供一種完全去中心化的能源系統(tǒng)，能源供應合同可以 直接在生產(chǎn)者和消費者之間傳達。區(qū)塊鏈技術有助于加強個人消費者和生產(chǎn)者的市場影響 力，這也使消費者直接擁有購買和銷售能源的高度自主權。區(qū)塊鏈技術能源領域顯示出強 大的應用潛力，除了可以執(zhí)行能源供應交易外，區(qū)塊鏈技術還可以提供計量，計費和結算流程的基礎。
區(qū)塊鏈技術同能源互聯(lián)網(wǎng)概念有較強的內在一致性，智能合約得以實現(xiàn)無人化智能能源互 聯(lián)網(wǎng)。從本質上來看，能源互聯(lián)網(wǎng)同區(qū)塊鏈技術都必須構建于普遍的智能設備物聯(lián)網(wǎng)之上， 設備的普遍智能化和互聯(lián)化將和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展互為表里。而區(qū)塊鏈技術同樣強調價值 網(wǎng)絡參與主體的物聯(lián)化和智能化，基于區(qū)塊鏈的智能合約，其作用并不是僅僅如其字面所 顯示的，只能實現(xiàn)實體或者數(shù)字資產(chǎn)交換功能，其實智能合約的真正作用在于基于區(qū)塊鏈 的不可篡改和集體共識特征，預先寫入的代碼可以在無人干預或者少人干預的情況，直接 調用區(qū)塊鏈上數(shù)據(jù)，執(zhí)行所有可以計算的邏輯功能并輸出和執(zhí)行結果，因此，智能合約的真正意義其實是為區(qū)塊鏈上各主體間的互動提供了智能化的規(guī)則，并且可以在無人參與的情況下，實現(xiàn)各種復雜邏輯功能，這種特征稱之為圖靈完備。從這個角度上來看，能源互聯(lián)網(wǎng)的智能設備網(wǎng)絡如果要實現(xiàn)完全的無人化智能，恐怕不可能離開區(qū)塊鏈技術的幫助，尤其是布置在區(qū)塊鏈上的智能合約技術。
區(qū)塊鏈對能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)
在能源互聯(lián)網(wǎng)的應用上，區(qū)塊鏈主要具有以下技術優(yōu)勢：
分布式能源交易和供應體系。金融領域的獲得的區(qū)塊鏈技術應用經(jīng)驗可以應用于能源領域。區(qū)塊鏈技術能夠支持去中心化的能源供應系統(tǒng)。這將有助于簡化多層系統(tǒng)，其中電力生產(chǎn)商、配電系統(tǒng)運營商、傳輸系統(tǒng)運營商和供應商，通過區(qū)塊鏈網(wǎng)絡直接將生產(chǎn)者與消費者聯(lián)系在各個層次上進行交易。
能源管理部門的區(qū)塊鏈智能合約。在區(qū)塊鏈技術和智能合約的幫助下，可以有效地控制能源網(wǎng)絡。智能合約將向系統(tǒng)發(fā)出信號，制定如何啟動交易的規(guī)則。此類流程將基于智能合約的預定義規(guī)則，可以確保所有的能量和存儲流都是自動控制的。這有助于平衡供給和需求。例如，當產(chǎn)生比需求更多的能量時，智能合約可以確保這些多余的 能量被自動地傳送到存儲器中。
能源流的安全儲存。將所有能源交易數(shù)據(jù)分散的存儲在一個區(qū)塊鏈上將有可能保持所有能量流和業(yè)務活動的分布式和安全記錄。由智能合約控制的能量和交易流可以以防 篡改的方式記錄在區(qū)塊鏈上。因此，分布式能源市場的逐步數(shù)字化，為區(qū)塊鏈技術提 供了創(chuàng)新開發(fā)和新商業(yè)模式的難得的機遇。
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