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【能源互联网洞悉】美国能源互联网发展现状及

发布时间:2020-05-08 11:25来源: 网络整理

北极星太阳能光伏网讯:编者按:当前世界范围内能源转型加速,国家电网公司也提出建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业的战略目标。建设能源互联网是承接国家能源安全新战略,推动电网和发展高质量发展的关键。在新时代和新战略下,对能源互联网的认识也需要不断深化。国网能源研究院能源互联网研究所聚焦于能源互联网基础理论、综合能源系统规划优化与市场机制、能源电力转型发展、能源互联网新技术新元素、城市智慧能源系统等领域开展了深入研究。本专栏围绕能源互联网关键问题,从理论研究、模型方法和经验实践等方面展开,结合相关成果和研究思考与读者进行交流分享。

(来源:微信公众号“中国电力”ID:ELECTRIC-POWER)

文章导读:美国是发展能源互联网领域的先驱国家之一,其侧重于立足电网,借鉴互联网开放对等的理念和体系架构,对能源网络关键设备、功能形态、运行方式进行创新变革,形成能源系统互动融合、关联主体即插即用的新型能源网络。美国学者杰里米•里夫金指出,能源互联网(Energy Internet)应具有以可再生能源为主要一次能源、支持超大规模分布式发电系统与分布式储能系统接入、基于互联网技术实现广域能源共享、支持交通系统由燃油汽车向电动汽车转变四大特征。近年来,受经济发展、能源安全、环保减排等多重因素驱动,美国以智能电网为基础,不断推进能源领域技术进步和能源互联网发展。

美国能源互联网发展现状及经验启示

(一)发展基础

能源系统清洁化转型、能源信息加速融合以及健全的能源交易市场是能源互联网发展的重要基础性因素,以下从此三方面介绍美国的相关发展基础。

1)能源系统转型

美国能源资源丰富,石油、天然气探明储量位居世界前列,太阳能、风能开发潜力巨大。页岩气革命改变了美国石油、天然气对外依存度高的局面。2008年金融危机后,时任奥巴马政府大力推动“清洁能源国家战略”,将清洁能源产业作为应对经济危机的关键力量,使得清洁能源占比在这一时期得到了快速提升,促进了能源结构的多元化发展。

能源供应仍以化石能源为主,可再生能源占比逐步提升。如图1所示,截至2018年,美国一次能源供应结构中化石能源占比为84.3%,非水可再生能源占比占比4.5%,较上年增长0.2个百分点,2013—2018五年间累计增长1.9个百分点。

图1 美国2018年一次能源供应结构

数据来源:BP:Statistical Review of World Energy 2019。

能源消费以石油为主,天然气、电能并重,交通领域电气化水平快速提升。如图2所示,截至2017年,美国天然气和电能占终端能源消费的比例分别为22.8%和21.2%。得益于电动汽车保有量的快速增长,2013—2018年美国交通领域电能消费保持了11.3%的年均增速。如图3所示,截至2018年,美国电动汽车总量达112.3万辆,2018年全年新增36.1万辆,同比增长47.4%。

图2 美国2017年终端能源消费结构

数据来源:IEA:World Energy Balances 2019。

图3 美国2013—2018年电动汽车保有量变化

数据来源:IEA:Global EV Outlook 2019。

2)能源信息融合

美国在先进测量基础设施和现代信息通信技术支撑下,以智能电网为核心的能源信息融合发展处于世界领先水平。同时,大力支持投资能源数字化领域的初创公司,进一步促进能源信息融合技术的发展创新,这些都为能源互联网发展奠定了坚实的基础。

美国通过构建以智能电表为主的先进测量基础设施网络(Advanced Metering Infrastructure,AMI),全面提升电网感知能力。AMI包括智能电表、通信网络和信息管理系统,一方面为电网企业收集用户信息以制定针对性的服务模式,另一方面为电力客户提供信息以更有效地控制能源消费。截至2017年底,美国智能电表安装数量达到7890万只,同比增长11.4%,覆盖率达到51%。美国2012—2017年智能电表数量如图4所示。