能源論文發(fā)表中國油氣管網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景

　　摘要：未來較長一段時期.油氣仍是中國能源利用的主體，2030年之后在能源消費總量占比超過30%，能源主體地位進一步體現(xiàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)是未來能源發(fā)展的趨勢，歐美及日本已結(jié)合本國能源特征發(fā)展出不同的模式。隨著中國油氣地位的提高.油氣管網(wǎng)建設(shè)和運營規(guī)模不斷擴大。油氣管網(wǎng)將成為能源互聯(lián)網(wǎng)中消納可再生能源、建設(shè)智慧能源的重要參與者，并應(yīng)融入能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。加快油氣互聯(lián)網(wǎng)布局。梳理中國油氣管網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及前景.闡述能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢.探討中國油氣管網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展模式，給出推動中國油氣管網(wǎng)和能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的建議.

　　關(guān)鍵詞：油氣管網(wǎng);能源互聯(lián)網(wǎng);融合發(fā)展;智慧能源

　　中圖分類號：F423 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3370(2019)01-0001—06

　　《油氣儲運》(月刊)1977年創(chuàng)刊，本刊是經(jīng)國家科委和新聞出版署批準出版，由中國石油天然氣股份有限公司管道分公司主辦，向國內(nèi)外公開發(fā)行的科技期刊，主要刊載石油、天然氣、成品油以及其他介質(zhì)輸送和儲存工程等方面的科技文章。面向全國的石油、石化系統(tǒng)，國防、民航、鐵路、交通的油氣儲運部門;市政供排水、煤氣、熱力管網(wǎng)等單位以及有關(guān)設(shè)計，科研院所，大專院校。

　　美國學(xué)者Rifkin(2011)編著的《第三次工業(yè)革命》使能源互聯(lián)網(wǎng)的概念廣泛傳播，并在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了深遠影響【l】。發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)的目的，在于提高能源綜合利用效率，緩解能源供需壓力，減少污染物排放，推動能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和可持續(xù)發(fā)展。油氣作為當前階段維系國計民生和經(jīng)濟發(fā)展最重要的能源，油氣管網(wǎng)發(fā)揮著不可替代作用。當前中國正在推進能源生產(chǎn)與消費革命，推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合，油氣管網(wǎng)的發(fā)展迎來“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”新的發(fā)展契機。

　　一、中國油氣管網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及前景

　　(一)中國油氣管網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

　　油氣管道是油氣安全、環(huán)保、高效運輸最有效的手段，是能源輸送的重要組成部分。目前國內(nèi)已建成原油、成品油、天然氣三大管網(wǎng)輸送體系.形成了“北油南運”“西油東送”“西氣東輸”“海上登陸”的油氣供應(yīng)格局。特別是天然氣管道成為近年來建設(shè)的重點。截至2017年底。中國油氣長輸管道總里程達到12.99萬公里。

　　在全球油氣管道運輸體系中，北美地區(qū)的油氣管網(wǎng)系統(tǒng)最為發(fā)達。據(jù)統(tǒng)計，截至2017年3月，北美地區(qū)油氣管道里程合計84.5萬公里.占全球管道總里程的43%m。中國單位國土面積對應(yīng)的管網(wǎng)里程與發(fā)達國家相比。差距仍然較大。油氣管網(wǎng)建設(shè)仍有較大空間。

　　(二)油氣在中國能源革命中的地位

　　世界能源發(fā)展經(jīng)歷了三次能源轉(zhuǎn)型，目前已演變到“油氣時代”(占比60%左右)，正在向“低碳能源時代”轉(zhuǎn)變。當今世界正處于第三次能源革命初期。能源消費由總量的增長向集約化、高效化方向發(fā)展。主體能源結(jié)構(gòu)正向多元化、清潔化和低碳化方向轉(zhuǎn)型。其中新能源將逐步進入黃金發(fā)展期。但以分布式太陽能、風(fēng)能、第二代生物燃料為代表的新能源技術(shù)達到產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚需時日。

　　中國能源消費結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主。與世界能源結(jié)構(gòu)相比，中國能源發(fā)展落后一個“能源時代”。2017年，天然氣在中國能源消費結(jié)構(gòu)中占比7.3%。遠低于世界天然氣消費平均水平(24.3%);新能源消費占比13.7%，略低于世界平均水平(14.8%)。推動能源革命已成為中國能源方針和政策的核心內(nèi)容。是指導(dǎo)當前和今后一個時期能源領(lǐng)域發(fā)展改革的行動綱領(lǐng).中國工程院提出了未來中國能源革命的“三步走”戰(zhàn)略，分別以“控制大氣質(zhì)量 ‘控制碳排放”和“能源永續(xù)供應(yīng)”為抓手，加快擴大天然氣利用，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，增加清潔能源比重。從當前至2035年，油氣消費占比將由26%增長至30%，隨后將逐漸趨于穩(wěn)定;非化石能源消費比重將逐年提升，至2050年將增長至能源消費總量的近1/3。因此，未來中國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整中，在可再生能源替代化石能源成為主體能源以前，以油氣為主的化石能源將長期占據(jù)主要地位。

　　(三)中國油氣管網(wǎng)發(fā)展前景

　　油氣管網(wǎng)是保障油氣供應(yīng)的主要基礎(chǔ)設(shè)施，是實現(xiàn)能源生產(chǎn)與消費革命的重要支撐.今后10～15年仍將是中國油氣管道建設(shè)的高峰期。依據(jù)國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《中長期油氣管網(wǎng)規(guī)劃》f3l，未來中國將繼續(xù)完善東北、西北、西南和海上四大戰(zhàn)略通道以及國內(nèi)骨干管網(wǎng)建設(shè)，建成“橫跨東西、縱貫?zāi)媳薄⒏采w全國、聯(lián)通海外、資源多元、調(diào)度靈活、安全可靠”的油氣運輸體系。油氣管網(wǎng)總里程將超過30萬公里，基本建成現(xiàn)代油氣管網(wǎng)體系，與北美、歐洲油氣管網(wǎng)系統(tǒng)共同構(gòu)成世界三大油氣管網(wǎng)體系。

　　二、能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢

　　能源互聯(lián)網(wǎng)立足于能源發(fā)展的未來模式，具有支持多種能源融合發(fā)展、支持大規(guī)模分布式能源接入、支持多種儲能設(shè)備的接入、支持互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造能源系統(tǒng)、支持向電氣化轉(zhuǎn)型等五大特征，深刻改變了原有的能源生產(chǎn)、運輸和利用方式，使之更加安全、清潔、高效、經(jīng)濟和可持續(xù)。世界發(fā)達國家高度重視能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，提出了不同的發(fā)展模式。根據(jù)融合方式不同，對能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展模式進行分類。可分為側(cè)重信息互聯(lián)網(wǎng)、側(cè)重能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及革新性能源互聯(lián)網(wǎng)3種發(fā)展模式。

　　(一)德國——E—energy項目

　　以信息通信技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)建未來能源系統(tǒng)，德國聯(lián)邦政府發(fā)起E—energy項目。致力于能源的生產(chǎn)、輸送、消費和儲能各環(huán)節(jié)之間的智能化【4】，包括智能發(fā)電、智能電網(wǎng)、智能消費和智能儲能4個方面，成為實踐能源互聯(lián)網(wǎng)最早的國家。其本質(zhì)與當前的“智能電網(wǎng)”模式類似.借助互聯(lián)網(wǎng)收集能源相關(guān)信息，經(jīng)分析決策后指導(dǎo)能源網(wǎng)的調(diào)度運行。E-energy項目計劃實現(xiàn)了用戶側(cè)與需求側(cè)的直接互聯(lián).構(gòu)建了新型的能源體系架構(gòu)。實現(xiàn)了多類型分布式能源和大型負荷的集中管理，整合儲能設(shè)備和可再生能源設(shè)備、智能家居組成虛擬電站，直接參與電力市場交易，構(gòu)建了能源互聯(lián)網(wǎng)雛形。

　　(二)美國——FREED項目

　　美國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式側(cè)重能源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以FREED項目為代表.其主要特點為通過自治或中心控制的方法實現(xiàn)能源的供需平衡，其本質(zhì)為分布式的能源網(wǎng)絡(luò)。美國FREED項目對能源互聯(lián)網(wǎng)的描述為，綜合運用先進的電力電子技術(shù)、信息和智能管理技術(shù)，將大量由分布式能量采集裝置、儲存裝置和各種類型負載構(gòu)成的新型電力網(wǎng)絡(luò)節(jié)點互聯(lián)，實現(xiàn)能量雙向流動的能量對等交換和共享網(wǎng)絡(luò)【5】。

　　(三)El本——數(shù)字電網(wǎng)、電力路由器

　　日本能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式屬于革新性能源互聯(lián)網(wǎng)，以日本的數(shù)字電網(wǎng)、電力路由器為典型代表。2010年，日本開展能源和智能電網(wǎng)領(lǐng)域研究工作，并于次年推廣“數(shù)字電網(wǎng)”計劃，構(gòu)建一種基于各種電網(wǎng)設(shè)備的IP來實現(xiàn)信息和能量傳遞的新型能源網(wǎng)，其特點是實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和能源網(wǎng)絡(luò)的深度融合[61。能源互聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有的能源供給系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過新能源技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合.將大量分布式能量的采集、轉(zhuǎn)換、輸送、調(diào)配、儲存、交易、使用等裝置互聯(lián)耦合起來。

　　三、油氣管網(wǎng)與能源互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展前景

　　(一)中國能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景

　　2016年，國家制定了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，隨后國家能源局發(fā)布《關(guān)于組織實施“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”(能源互聯(lián)網(wǎng))示范項目的通知》，推出了包括化石能源互聯(lián)網(wǎng)化交易運營、綠色能源多樣化利用等56個能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目。截至2018年10月.已有2個項目實施完畢并完成交付，另有10余個項目在2018年底具備驗收條件。

　　能源互聯(lián)網(wǎng)要求設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開放同。設(shè)備智能即能源互聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)Σ煌茉吹纳a(chǎn)設(shè)備、供應(yīng)渠道、能源用戶提供統(tǒng)一的接人端15。實現(xiàn)能源流、信息流無差別交流互換。多能協(xié)同強調(diào)以各類能源生產(chǎn)、儲存、輸送和消費特點為依據(jù)，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)充分挖掘產(chǎn)業(yè)信息，實現(xiàn)傳統(tǒng)化石能源、可再生能源以及核能等多種能源形式，電網(wǎng)、油氣管網(wǎng)、熱力管網(wǎng)甚至煤炭車船運輸網(wǎng)等多種能源輸送網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)協(xié)調(diào)，實現(xiàn)電、氣、油、煤、熱等多種能源和服務(wù)的優(yōu)勢互補與優(yōu)化配置。信息對稱充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身高度開放的屬性.實現(xiàn)信息的高速傳導(dǎo)和海量數(shù)據(jù)的存儲。實時高效的雙向數(shù)據(jù)交互技術(shù)和數(shù)據(jù)存儲分析技術(shù).實現(xiàn)能源供應(yīng)商與各個階層用戶之間的信息實時共享與公平開放。供需分散即在未來能源系統(tǒng)中，能效高、啟停方便的分布式能源所占比例越來越大，眾多分散式的能源生產(chǎn)、儲能裝置和需求點通過能源互聯(lián)網(wǎng)相互聯(lián)接，將形成一個“形散而神不散”緊密聯(lián)系的生態(tài)圈。系統(tǒng)扁平，通過功能強大的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和管理分析軟件.將眾多類型的用戶和能源經(jīng)銷商反饋的大量信息進行快速處理。減少中間層級，實現(xiàn)能源供應(yīng)渠道直營化和短寬化。交易開放.未來每個參與主體的定位將變得模糊。可能既是能源的“生產(chǎn)者”。又是“消費者”，或者隨著時間和場景的變化不斷變換“身份”，這也意味著參與主體之間始終保持開放的交易狀態(tài)。

　　未來較長一段時期.化石能源仍是中國能源利用的主體.因此化石能源是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)重要的組成部分之一。能源互聯(lián)網(wǎng)在推進能源生產(chǎn)和消費革命過程中，應(yīng)立足于整個能源系統(tǒng)的升級。將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與化石能源及可再生能源的生產(chǎn)、運輸、存儲、銷售及貿(mào)易深度融合。油氣管網(wǎng)與電網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)一樣具有靈活、可靠的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)和實時互動的技術(shù)特征.相似的運行方式表現(xiàn)出來的相仿的組織模式和市場特點.使得油氣管網(wǎng)更易融入能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。因此，現(xiàn)階段構(gòu)建的能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)以中國能源結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，融合現(xiàn)有的電網(wǎng)和油氣管網(wǎng)，與互聯(lián)網(wǎng)共同構(gòu)建“能源廣域網(wǎng)”，融合城市配氣網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)、城市熱網(wǎng)等構(gòu)建“能源局域網(wǎng)”，采用分散自治協(xié)同模式。達到能源按需傳輸和動態(tài)平衡，實現(xiàn)多種能源縱向優(yōu)化配置和橫向多能互補，構(gòu)建能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)。

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