著名的冰球选手Wayne Gretzky被问到如何在冰上跑位时，他回答说：“我滑向球下一步的位置，而不是它现在的位置。” 在新一轮产业革命中，哪一个国家能迅速占领全球产业制高点，取决于对“新一代能源体系”如何设计，这需要准确把握全球“新一代能源体系”的发展趋势。

 

 

新一代能源体系应具备经济高效、能源替代、兼容利用和互动运转的特点。未来10~50年全球“新一代能源体系”将呈以下四大发展趋势。

 

从集中供给向分散供给转变（欧洲领先）。即以分布式能源网络再造能源对内利用体系。分布式能源系统是相对于能源集中生产（主要代表形式是大电厂加大电网）而言的。其特点是供电可以满足特殊场合的需求，弥补大电网安全稳定性不足的缺陷。

 

自上世纪70年代石油危机以来，美国、欧洲和日本就逐步发展和普及分布式能源系统。美国现在有6000多座区域能源站，日本区域能源站总装机容量达920万千瓦，其中50%以天然气作为燃料，英国区域能源站总装机容量已有500万千瓦，荷兰有40%的电力来自天然气冷热电三联供系统。据派克（Pike）研究公司于2010年12月发布的预测报告，可再生分布式能源发生市场到2015年将达1540亿美元。丹麦花费了近20年的时间才完成这种转变。丹麦通过推广应用分布式能源系统，不仅大幅提高了能源效率，而且实现了能源独立。

 

从洲际壁垒向洲际兼容转变（欧洲领先）。以洲际兼容网络再造能源对外利用体系。世界各地能源分布是不平衡的。能源储量在一端，而能源消费又在另一端，即处于不同的空间位置，一个国家如何最大限度利用全球能源，以实现国内能源的稳定性，完全取决于其洲际能源兼容网络的建设。欧洲洲际兼容网络不仅能充分利用洲际间的能源，而且维持了能源系统的稳定性和不平衡性：一是实现邻国之间能源网络对接。丹麦、瑞典、挪威、芬兰四国之间建立了北欧电力市场，进行电力的相互输送。在无风时，丹麦会从邻国挪威进口水电，而风力发电富余时，丹麦就会将风电通过北欧电力交易市场卖给其他国家。二是实现整个欧洲能源网络对接。欧盟为确保电力联网成为成员国的能源“公交系统”，决定在2014年以前通过立法、加强合作等手段建立一体化能源市场。三是努力实现欧盟与北非、中东等国家的能源兼容。目前英、法、意等都在加快推动智能电网与北非、中东等国家的对接。

 

从单向供给向双向互动转变（美国领先）。即以智能能源网再造能源运转体系。智能能源网的目标是将现有的电力、水务、热力、燃气等单向运转而且浪费巨大的能源网络改造为高效互动的创新网络。哪个国家能率先做到这一点，它就能优先于其他国家达到全球能源体系更高级别的顶端水平，同时在这个历史转型中把握和整合能源体系最新的国际标准。目前美国已经开始对其价值3万亿美元的电网系统实施智能电网技术和超导材料集成的升级改造，这将导致全球能源领域的重大变革。

 

从“小道”运送向“高速公路”转变（美国领先）。即以超导电网再造能源效率体系。超导电网是一场营建能源高速公路的革命。世界银行预测，2020年，高温超导电缆将取代80%的城市传统地下电缆，世界市场超导电缆销售额将达300亿美元。美国在“美国电网2030”规划中，提出了采用超导技术建设其骨干电网的建议。这也是美国能源部总计投资4700万美元的超导智能电网示范工程一揽子计划的一部分。如果美国借此发展智能电网产业，8~10年内这个产业规模将超过5万亿美元；如果美国借此全力发展超导电网产业，8~10年内这个产业规模将超过30万亿美元。

 

 

2020年前对于中国来说是个新能源布局的战略机遇期，中国能否迅速占领全球产业制高点，取决于对“新一代能源体系”的基础设计工作。未来10~50年，中国要从国家战略高度对新能源产业发展进行整体设计，从能源对内利用体系、对外利用体系、运转体系、效率体系四方面，加快构建分布式能源网络、洲际兼容网络、智能能源网络、超导电网“四张新网”，推动我国新能源产业健康发展。

 

第一张网：以分布式能源网络再造能源对内利用体系——对国内能源“吃光用尽”。在欧美基本不再建设大型电源设施时，我国却将眼光更多放在能源集中生产上。尽管2010年国家能源局明确提出分布式能源系统发展的具体目标，但我国分布式能源发展仍然踌躇不前。“十二五”时期，我国要大力发展分布式电网，以解决拥有13亿人口的企业和家庭用电问题，关键是要解决三大难题。

 

一是突破体制障碍。在现行体制下，电网企业是电量的唯一买家，而电网更是被两家规模巨大的电网公司所垄断。由于没有足够的电网通道把电送出自治区，目前蒙西电网约三分之一的火电机组被迫停机，超过42%的风电机组弃风。一面是越来越紧俏但却不能变现的煤和电，一面是国家电网的铜墙铁壁。尽管早在2002年我国就明确了电力体制改革的方向，即坚持政企分开、厂网分开、主辅分开、输配分开，打破垄断，引入竞争。然而，9年过去了，我国虽然基本实现了“政企分开”与“厂网分开”，但“主辅分开”与“输配分开”的目标仍没有实现。为了推动分布式能源网络建设，建议参照丹麦国家电网的做法，在“厂网分开”的基础上，将输电与配电拆开，输电可由国家电网公司负责，不以营利为目的；配电可由民营公司运营，以满足用户的选择权。

 

二是突破法律障碍。政策法规的滞后是分布式能源难以获得快速发展的最根本原因。我国《中华人民共和国电力法》规定，只有拥有电力管理部门颁发的供电许可证的企业才能成为合法的供电主体，分布式电源将多余电量供给其他用电主体有悖于现行的法律规定。为此，“十二五”期间需要完善法律法规和制度，大力支持分布式能源系统的发展并清晰其法律定位，并尽快制定分布式能源系统的相关技术标准和规范，为顺利推广分布式能源网络铺平道路。

 

三是突破激励机制障碍。由于分布式能源系统有一特点，即消费者不仅可以从电网上购电，而且可以向电网售电，这对现有的企业利益分配模式是一个很大的冲击，即企业利润的多寡与售电量无关。为了鼓励电网企业支持分布式能源系统，“十二五”期间需要进一步确立电网企业在分布式能源系统发展上的责任和义务，制定相应的税收减免等优惠措施，采取分布式能源建设方与电网组建合资公司方式，形成利益共享和共赢机制。

 

现阶段，我国最适宜发展应用分布式能源系统的地区主要有三类：第一类是在经济较发达和人口集中的东中部地区。由于分布式能源系统初始投资大,要用好燃料；要有比较稳定的冷、热、电用户,主要是第三产业和住宅用户；要求具有环保性能较好的特点等。从地域来看,珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地区具备这些条件。第二类是总体科技文化水平和素养较高的地区。分布式能源系统是分散式运行管理,这就要求使用区域的用户总体科技文化水平和素养较高。第三类是在天然气产地附近、天然气价格特别便宜的地区，如新疆、鄂尔多斯、川渝和青海四大天然气区就可以率先发展分布式能源系统,取得经验后再向其他地方发展。

 

第二张网：以洲际兼容网络再造能源对外利用体系——对全球能源“充分利用”。洲际兼容能源网络也应成为中国能源网改革模式。“十二五”时期，我国洲际兼容能源网络建设可以采取三步走的方针：第一步是打破国内电网的省际间壁垒。在欧洲作出加强联网“同步电网，越大越好”的市场一体化选择的同时，我国一直还存在着国家、区域、省级电力市场之间是“水火不容”还是“彼此开放”之争。中国要占领全球产业制高点，首先要实现国内市场的联网。第二步是实现中国能源网络与周边国家能源网络的对接。我们的邻国中，俄罗斯、哈萨克斯坦、蒙古都有丰富的油气资源，这些国家的油气资源对于解决我国“能源安全”具有得天独厚的优势。俄罗斯、哈萨克斯坦、蒙古的石油运送能够采用管道运送的方式，从而突破了海运的限制，应该是中国未来的“加油站”。“十二五”时期我国应加速建设与这些周边国家的跨国管网、中央干线管道、联络支线管网和LNG管道互联互通的多层次的输配网络。第三步是设计好与能源进口合作伙伴的能源网络的对接。目前，印尼、中东、拉美和北非是我国石油开发最重要的合作伙伴，但这些地区的石油都要经过海路运输，“十二五”时期，我国要重点关注与这些国家的能源运输安全的网络设计。

 

第三张网：以智能能源网再造能源运转体系——解决能源“短缺”问题。国家电网公司公布的三个阶段的“坚强智能电网”建设规划，意味着中国已正式确立了建设智能电网的路线图，中国智能电网有望升格为智能能源网。未来中国新能源网络不仅要实现不同能源之间的互动，而且要实现生产端与消费端之间的互动。一方面，智能能源网能够将新型可替代能源接入电网。如农村使用太阳能，如果天气不好，能源就会自动切换到煤气或电力系统，而不至于因没有太阳而洗不成澡。另一方面，智能能源网能够实现双向互动的智能传输数据，实行动态的浮动电价制度。以往只有生产端主动向消费端提供能源，而消费端却无法主动向生产端发出需求，正是由于缺乏互动电网系统，以致经常出现区域性、季节性的“气荒”、“电荒”等短缺现象。

 

当前，中国智能能源网不仅在理论框架上日趋成熟，在实际应用中也取得了一些进展。为此提出以下两个建议：一是中国领先制定智能能源网络国际标准，以推动全球能源网的共同转型，从而达到中国能源变革事半功倍的目的。二是选择上海浦东新区和河北唐山率先试点。作为智能能源网规划与实施的示范区，上海浦东新区和河北唐山已参与了智能能源网示范项目的子课题研究，目前已经初见成效，如果智能能源网在这两个地区试点成功，意味着该项目为智能能源网的大范围推广积累了产业基础，具有在全国推广的价值。

 

第四张网：以超导电网再造能源效率体系——修建能源“高速公路”。我国进行能源效率体系的革命，就是要修建能源高速公路，跑得快。它是解决一个国家或地区大容量、低损耗输电的最佳途径，尤其适应中国这样幅员广大的区域。比如，从内蒙到上海通过传统输电方式输电至少需要500千伏的电压，但是通过超导电缆可使用220伏的电压输送。在我国城区和郊区等人口密集区域，10公里以内的110kV~220kV输电线路适合建造超导电网，低温设备的维护也非常方便。为了做强做大我国超导电力技术，建议“十二五”期间进一步做好超导技术消化吸收再创新，把甘肃白银市首座超导变电站建成全国超导电力产业发展的种子工程、示范项目，为全国超导电力产业发展探索道路；同时以此为契机，加快产业链配套发展，力争把我国建成全球超导电力产业基地。

 

绘制“清晰的”低碳路线图。大力发展清洁能源背后实际上蕴藏的是未来技术选择，必须要有清晰的低碳路线图。低碳路线图应包括减排目标时间路线图、行业和地区分解路线图，以及技术开发路线图。

 

2011年3月份发布的《欧盟2050低碳经济路线图》提出，欧盟2030年将达到温室气体减排40%，2040年减排60%。根据路线图要求，以1990年排放值为基准，2020年之前，年减排目标应每年递增1%，2020年至2030年，年减排目标应每年递增1.5%，而从2030年至2050年，年减排目标应每年递增2%。该路线图将减排目标细分到了行业，其中电力部门承担了最重的减排任务，到2030年电力行业需减排34%~40%，而到2050年则需实现减排93%~99%。住宅与服务业至2030年需减排37%~53%，2050年减排88%~91%。工业到2030年减排 34%~40%，2050年减排83%~87%。各个行业中，压力最轻的是农业的非二氧化碳温室气体减排，其目标为2030年实现减排36%~37%，2050年达到42%~49%。根据路线图的预计，若全面实施此计划，欧盟委员会预计未来10年将至少需要增加500亿欧元的研发和示范资金。（作者系国家行政学院教授）

 

《中国科学报》 (2012-01-31 A3 观察)