王寧　郭水文

摘要：智慧能源系統(tǒng)是具有智慧特征的能源系統(tǒng)。智慧能源系統(tǒng)的出現(xiàn)主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的能源系統(tǒng)難以更好地滿足人類社會(huì)的需求，以及信息和通信技術(shù)的快速發(fā)展，及由此帶來(lái)清潔能源技術(shù)和應(yīng)用的成本下降。在理論方面，學(xué)術(shù)界關(guān)于智慧能源系統(tǒng)的構(gòu)想出現(xiàn)了兩種代表性的理論建構(gòu);在應(yīng)用方面，一些先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)提出了向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的目標(biāo)，并且在實(shí)踐方面取得了一定的成效。

關(guān)鍵詞：智慧能源;系統(tǒng);信息技術(shù);清潔能源;環(huán)境保護(hù)中圖分類號(hào)：C34文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-5831（2019）05-0123-11

一、研究背景及提出問(wèn)題

來(lái)自世界銀行的數(shù)據(jù)顯示，最近10年全球燃煤發(fā)電量占總發(fā)電量的比重約為40%左右，由此顯示出很多國(guó)家的能源系統(tǒng)依然以燃煤發(fā)電為主[1]。近年來(lái)，為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，各國(guó)都在積極尋求新型可持續(xù)的電力供應(yīng)技術(shù)，以替代傳統(tǒng)發(fā)電方式。一些學(xué)者（魯宗相[2]、鄭漳華和艾芊[3]、肖世杰[4]、楊德昌[5]、JoeriNaus[6]，等等）相繼提出了微電網(wǎng)技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)，促使傳統(tǒng)電網(wǎng)逐步向智能電網(wǎng)過(guò)渡。然而，智能電網(wǎng)依然建立在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，能量在智能電網(wǎng)中只能以電能這種單一形式傳輸和使用，其他能源形式如石油、天然氣、熱能等均采用各自獨(dú)立的傳輸網(wǎng)絡(luò)。從能耗角度看，雖然風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源接入電網(wǎng)能夠減少燃煤發(fā)電在總發(fā)電量中的比重，但用戶對(duì)于除了電能以外的其他能源形式的巨量需求（如熱能等）卻依然消耗著大量的化石能源，因此單純依靠風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源不能完全滿足目前的能源需求。

在此背景之下，近年來(lái)不少國(guó)內(nèi)學(xué)者相繼提出了綜合能源系統(tǒng)和多能源系統(tǒng)的構(gòu)想。如：賈宏杰等[7]認(rèn)為，綜合能源系統(tǒng)是對(duì)各類能源的產(chǎn)生、傳輸與分配（能源供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)）、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)協(xié)調(diào)與優(yōu)化后而形成的社會(huì)綜合能源產(chǎn)供銷一體化系統(tǒng)，其中智能電網(wǎng)是綜合能源系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵;楊經(jīng)緯等[8]認(rèn)為，多能源系統(tǒng)是指煤炭、天然氣、石油、核能、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等多種形式的能源在流轉(zhuǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)存在復(fù)雜的耦合關(guān)系，進(jìn)而形成相互關(guān)聯(lián)的有機(jī)整體;吳建中[9]以歐洲為對(duì)象，分析了歐洲綜合能源系統(tǒng)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，并從工業(yè)界和學(xué)術(shù)界兩方面介紹了歐洲在綜合能源系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。

然而，綜合能源系統(tǒng)或者多能源系統(tǒng)的概念并不能全面反映當(dāng)前能源系統(tǒng)發(fā)生的深刻變化。近年來(lái)，國(guó)外不少學(xué)者提出了智慧能源系統(tǒng)（smartenergysystem）的概念。相比而言，智慧能源系統(tǒng)的概念更能夠全面準(zhǔn)確地反映出當(dāng)今世界很多國(guó)家特別是一些發(fā)達(dá)國(guó)家能源系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)和所發(fā)生的深層次變革。為此，本文謹(jǐn)從經(jīng)濟(jì)技術(shù)的角度對(duì)智慧能源系統(tǒng)的概念、發(fā)展動(dòng)因、理論構(gòu)想以及部分國(guó)家的典型實(shí)踐進(jìn)行系統(tǒng)梳理和分析，以期為中國(guó)能源轉(zhuǎn)型提供借鑒和參考。

二、智慧能源及智慧能源系統(tǒng)研究的學(xué)術(shù)進(jìn)展

（一）智慧能源的學(xué)術(shù)成就及其局限性

根據(jù)學(xué)者Lund等[10]的考證，智慧能源（smartenergy）的概念逐漸出現(xiàn)于2009年以后的學(xué)術(shù)期刊中。但是，學(xué)術(shù)界對(duì)智慧能源的概念及內(nèi)涵沒(méi)有形成一致的認(rèn)同。

一部分學(xué)者著重強(qiáng)調(diào)“智慧能源”的技術(shù)特征。例如，謝秉正[11]認(rèn)為，智慧能源是建立在集成的、高速雙向通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的傳感和測(cè)量技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備技術(shù)、先進(jìn)的控制方法以及先進(jìn)的決策支持系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)供電的可靠、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好和使用安全;馮慶東[12]認(rèn)為，智慧能源將先進(jìn)信息和通信技術(shù)、智能控制和優(yōu)化技術(shù)與現(xiàn)代能源供應(yīng)、儲(chǔ)運(yùn)、消費(fèi)技術(shù)深度融合，具有數(shù)字化、自動(dòng)化、信息化、互動(dòng)化、智能化、精確計(jì)量、廣泛交互、自律控制等功能，可以實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化決策及廣域協(xié)調(diào);Loske[13]認(rèn)為，智慧能源包括所有的關(guān)于能源生產(chǎn)、能源儲(chǔ)存、能源傳輸分配、能源消費(fèi)和控制的智能技術(shù)，它涉及到從能源生產(chǎn)到能源消費(fèi)的整個(gè)價(jià)值鏈，等等。

另一部分學(xué)者則著重強(qiáng)調(diào)“智慧能源”的商業(yè)特征。例如，劉建平等[14]認(rèn)為，智慧能源就是擁有自組織、自檢查、自平衡、自優(yōu)化等人類大腦功能，滿足系統(tǒng)、安全、清潔、經(jīng)濟(jì)要求的能源形式;Abella[15]認(rèn)為，智慧能源是一組技術(shù)、應(yīng)用和服務(wù)，這些技術(shù)、應(yīng)用和服務(wù)使產(chǎn)銷者（prosumer）能夠發(fā)揮更積極的作用，并推動(dòng)電力工業(yè)向更智能的發(fā)電和消費(fèi)模式發(fā)展;吳文輝[16]認(rèn)為，智慧能源就是充分開(kāi)發(fā)人類的智力和能力，通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和制度變革，在能源開(kāi)發(fā)利用、生產(chǎn)消費(fèi)的全過(guò)程和各環(huán)節(jié)集中人類獨(dú)有的智慧，建立和完善符合生態(tài)文明和可持續(xù)發(fā)展要求的能源技術(shù)及能源制度體系，從而呈現(xiàn)出的一種全新的能源形式。

筆者以為，兩類學(xué)者的觀點(diǎn)都存在一定的局限性，應(yīng)該更加全面地理解智慧能源的學(xué)術(shù)蘊(yùn)涵。首先，智慧能源并非是一種新的能源形態(tài)，它依然建立在化石能源以及非化石能源基礎(chǔ)之上;其次，智慧能源的發(fā)展動(dòng)力是智能化技術(shù)，包括先進(jìn)的信息和通信技術(shù)、智能控制以及優(yōu)化技術(shù)等;再次，智慧能源是智慧的能源技術(shù)、應(yīng)用和服務(wù)等形成的集合，是一種商業(yè)模式的創(chuàng)新;最后，智慧能源的關(guān)鍵在于智慧性，它不僅融入能源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的創(chuàng)新過(guò)程中，還表現(xiàn)在能源生產(chǎn)和能源消費(fèi)制度變革等方面。

（二）智慧能源系統(tǒng)的學(xué)術(shù)研究及思路拓展

能源系統(tǒng)通常是指將自然界的能源資源轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惿鐣?huì)生產(chǎn)和生活所需要的特定能量服務(wù)形式（有效能）的體系。近年來(lái)，隨著智能技術(shù)在能源行業(yè)中的應(yīng)用和推廣以及“智慧能源”概念的出現(xiàn)，一些學(xué)者陸續(xù)提出了“智慧能源系統(tǒng)”的概念，以區(qū)分當(dāng)前以化石能源為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)能源系統(tǒng)。

由于信息和通信技術(shù)最早在電力系統(tǒng)中取得了重大突破和廣泛應(yīng)用，因此不少學(xué)者將智能電網(wǎng)、智慧電力與智慧能源系統(tǒng)聯(lián)系在一起。如：Loske[13]認(rèn)為，智慧能源系統(tǒng)通常是指電力或電子系統(tǒng)，是構(gòu)成系統(tǒng)的組件之間的互聯(lián)以及將系統(tǒng)組件有效結(jié)合在一起的高級(jí)控制策略。也有一些學(xué)者將智慧能源系統(tǒng)拓展到電力部門(mén)之外，認(rèn)為智慧技術(shù)使得能源系統(tǒng)不再局限于單一的電力能源部門(mén)，而是包括所有的能源部門(mén)在內(nèi)。如：朱良楹[17]認(rèn)為，智慧能源系統(tǒng)的基本理念是依托燃?xì)饣蛉济旱睦錈犭姺植际侥茉醇夹g(shù)、小水電、余熱利用、蓄能、熱泵、太陽(yáng)能、風(fēng)能等新型能源技術(shù)和可再生能源技術(shù)，與傳統(tǒng)能源供應(yīng)體系相結(jié)合形成互補(bǔ)體系，在保證安全可靠供能的基礎(chǔ)上盡可能降低化石能源的比例。Connolly等[18]認(rèn)為，智慧能源系統(tǒng)是指通過(guò)將當(dāng)前能源系統(tǒng)中各個(gè)獨(dú)立的能源供應(yīng)部門(mén)整合在一起，從而創(chuàng)造新的更具有靈活性的能源供應(yīng)體系。Lund等[10]認(rèn)為，智慧能源系統(tǒng)建立在三大網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之上，即智能電網(wǎng)、智能熱網(wǎng)（集中供熱和制冷）以及智能燃?xì)饩W(wǎng)。還有一些學(xué)者將智慧能源系統(tǒng)等同于能源互聯(lián)網(wǎng)，如：馮慶東[12]認(rèn)為，能源互聯(lián)網(wǎng)就是采用先進(jìn)信息和通信技術(shù)，通過(guò)分布式能源管理系統(tǒng)（EMS），對(duì)分布式能源設(shè)備實(shí)施廣域協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)冷、熱、汽、水、電等多種能源互補(bǔ)，提高能源利用效率的智慧能源系統(tǒng)。

在上述眾多研究成果的基礎(chǔ)上，一些學(xué)者總結(jié)了智慧能源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。如：Dincer[19]認(rèn)為，智慧能源系統(tǒng)具有非常健全、非常安全、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)可行、商業(yè)可行、社會(huì)認(rèn)可、可集成、可靠等八大優(yōu)點(diǎn);智能科技與產(chǎn)業(yè)研究課題組[20]認(rèn)為，智慧能源系統(tǒng)核心體系主要由能源物聯(lián)網(wǎng)、共享型能源流數(shù)據(jù)庫(kù)與移動(dòng)能源網(wǎng)、低排放能源等構(gòu)成，它以能源物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以動(dòng)態(tài)定價(jià)與智能商務(wù)為支柱，以推動(dòng)共享式能源流數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展為重點(diǎn)，以產(chǎn)銷者為中心，以實(shí)現(xiàn)低排放經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)。

綜合已有研究，筆者認(rèn)為，對(duì)智慧能源系統(tǒng)的理解應(yīng)立足于以下四個(gè)方面：第一，智慧能源系統(tǒng)借助于信息和通信技術(shù)能夠使能源的生產(chǎn)、傳輸、儲(chǔ)存和消費(fèi)高度定制化、自動(dòng)化和智能化，因而具有智慧的特征;第二，智慧能源系統(tǒng)是建立在各種能源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的完整體系，而不僅僅局限于某一個(gè)能源分支部門(mén)的內(nèi)部，能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭、石油、天然氣、太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿纫淮文茉春碗娏?、汽油等二次能源的多能互補(bǔ)，以及各種能源網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通，還能夠?qū)崿F(xiàn)能源的生產(chǎn)、加工轉(zhuǎn)化、傳輸配送、存儲(chǔ)、終端消費(fèi)、回收利用各環(huán)節(jié)的優(yōu)化管理，因而是一個(gè)完整的系統(tǒng);第三，智慧能源系統(tǒng)能夠提高能源利用效率，推動(dòng)傳統(tǒng)能源的清潔高效利用和可再生能源的穩(wěn)定充分利用，優(yōu)化調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，因而具有低碳化乃至零排放的特征;第四，在智慧能源系統(tǒng)中，消費(fèi)者角色發(fā)生了轉(zhuǎn)變，不再是被動(dòng)的能源使用者，而是與能源系統(tǒng)進(jìn)行良性互動(dòng)，根據(jù)能源供應(yīng)的波動(dòng)性主動(dòng)地參與能源的生產(chǎn)和消費(fèi)，并成為產(chǎn)銷者。

三、發(fā)展智慧能源系統(tǒng)的社會(huì)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)動(dòng)因

（一）傳統(tǒng)能源系統(tǒng)難以更好地滿足人類社會(huì)的需求

傳統(tǒng)的以化石能源為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)形成于19世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)期。隨著人類社會(huì)的變遷和經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化，傳統(tǒng)的垂直控制和各分支部門(mén)彼此孤立的能源系統(tǒng)逐漸產(chǎn)生一系列突出問(wèn)題和弊端，難以更好地滿足人類社會(huì)的需求。總體而論，傳統(tǒng)能源系統(tǒng)面臨著以下三大挑戰(zhàn)。

1.在保證經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的前提下面臨碳減排的壓力

在當(dāng)前能源系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，通常需要消耗大量的化石能源，因而一個(gè)經(jīng)濟(jì)體的碳排放量與其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出水平之間呈正相關(guān)。然而，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放之間的關(guān)系還要受到能源強(qiáng)度和能源碳密度兩大因素的影響。能源強(qiáng)度是指單位GDP所需的能源量，能源碳密度是指消耗一個(gè)單位能源所釋放出的二氧化碳量。因此碳排放的總量受經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、能源強(qiáng)度以及能源碳密度三者的共同影響。對(duì)于世界各國(guó)來(lái)說(shuō)，在保證經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的前提下要減少碳排放，就必須降低能源強(qiáng)度以及使用碳密度較低的能源來(lái)替代碳密度較高的能源，這無(wú)疑形成了巨大的壓力。

2.保證可負(fù)擔(dān)、穩(wěn)定且具有普惠性的能源供給的壓力

按照不同的能源類型，當(dāng)前的能源系統(tǒng)由彼此孤立的多個(gè)分支部門(mén)構(gòu)成，例如石油、煤炭、天然氣等分支部門(mén)的規(guī)劃、建設(shè)、投資和運(yùn)營(yíng)都是相互獨(dú)立的，主要取決于本部門(mén)能源的供需平衡。這種能源系統(tǒng)沒(méi)有考慮到不同種類能源的互補(bǔ)，而不同種類能源的特性存在差異，相互間互補(bǔ)協(xié)調(diào)技術(shù)發(fā)展滯后，難以在能源生產(chǎn)、運(yùn)輸和使用等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和有效協(xié)調(diào);不同能源分支部門(mén)都自成體系、獨(dú)立運(yùn)行，不僅在體制方面對(duì)彼此關(guān)聯(lián)、互為補(bǔ)充存在障礙，而且在市場(chǎng)方面由于缺乏價(jià)值轉(zhuǎn)換的中介和機(jī)制，而形成了一系列互補(bǔ)的壁壘。在這種情況下，能源綜合利用效率較低，能源資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重?？紤]到化石能源資源分布的差異性和儲(chǔ)量的有限性，以及可再生能源資源未來(lái)面臨的空間限制，可負(fù)擔(dān)、穩(wěn)定且具有普惠性的能源供給將是人類可持續(xù)發(fā)展面臨的一大挑戰(zhàn)。

3.應(yīng)對(duì)全球氣候變暖以及生態(tài)環(huán)境破壞等問(wèn)題的壓力

根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)第五次評(píng)估報(bào)告，隨著人類大量使用化石能源，全球溫度從1880年到2012年升高了約0.85攝氏度[21]。氣候變暖給地球環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，例如南北極的冰川融化造成海平面上升，導(dǎo)致不少地方發(fā)生洪澇災(zāi)害;極端天氣如暴雨雪、干旱、高溫等頻繁出現(xiàn)，導(dǎo)致農(nóng)作物歉收、植物生長(zhǎng)周期改變、部分昆蟲(chóng)品種消失等。此外，化石能源的燃燒除了釋放二氧化碳外，還會(huì)產(chǎn)生其他對(duì)人體呼吸系統(tǒng)有害的氣體和懸浮粒子。上述問(wèn)題的存在要求傳統(tǒng)的能源系統(tǒng)必須進(jìn)行轉(zhuǎn)型，以更好地滿足人類社會(huì)對(duì)于環(huán)境友好的要求。

（二）信息和通信技術(shù)的發(fā)展為智慧能源系統(tǒng)奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)

20世紀(jì)60年代以來(lái)，以計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的信息和通信技術(shù)飛速發(fā)展，并且逐漸滲透到能源生產(chǎn)領(lǐng)域。20世紀(jì)70年代，電力公司最先嘗試?yán)眯畔⒑屯ㄐ偶夹g(shù)降低運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本，提高發(fā)電機(jī)組和電網(wǎng)的生產(chǎn)效率，減少意外停電次數(shù)和故障時(shí)間，延長(zhǎng)資產(chǎn)的使用壽命;石油和天然氣公司則使用數(shù)字技術(shù)對(duì)勘探和效益預(yù)測(cè)進(jìn)行建模;煤炭企業(yè)越來(lái)越多地利用信息和通信技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)建模、流程優(yōu)化、自動(dòng)化、預(yù)測(cè)性維護(hù)以及改善礦工的健康和安全。

進(jìn)入21世紀(jì)，科技的進(jìn)步以及無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)正在創(chuàng)造能源消費(fèi)的新模式。例如，隨著潛在的變革性技術(shù)如自動(dòng)駕駛汽車、智能家居系統(tǒng)和機(jī)器學(xué)習(xí)等的廣泛應(yīng)用，信息和通信技術(shù)已被大范圍推廣應(yīng)用到能源終端使用領(lǐng)域。高級(jí)計(jì)量設(shè)施、智能家電或雙向智能電表等設(shè)備不僅為消費(fèi)者提供先進(jìn)的用能管理，而且還促使其在能源系統(tǒng)中發(fā)揮更加積極主動(dòng)的角色。在建筑領(lǐng)域，智能恒溫控制器通過(guò)收集整理分析建筑物的取暖和制冷數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)住戶的行為，并使用實(shí)時(shí)天氣預(yù)報(bào)來(lái)更好地預(yù)測(cè)供暖和制冷需求;智能照明技術(shù)可以隨時(shí)隨地提供照明，在發(fā)光二極管（LED）中還可以設(shè)置連接到其他系統(tǒng)的傳感器用以幫助定制供暖和制冷服務(wù)。

信息和通信技術(shù)的發(fā)展為能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)提供了更高效的溝通和反饋機(jī)制，改變了以往能源利用單純追求規(guī)模擴(kuò)大的定勢(shì)，更多地將人的智慧融入其中，通過(guò)提高非物質(zhì)性的信息輸入，降低能源和資源消耗，使人類由被動(dòng)使用能源變?yōu)橹鲃?dòng)管理能源，進(jìn)而極大提高能源利用效率，為傳統(tǒng)能源系統(tǒng)向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

（三）清潔能源技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)應(yīng)用成本下降為智慧能源系統(tǒng)創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)可行性

人類最初對(duì)能源的利用是分布式的自給自足，當(dāng)電力和電站出現(xiàn)后，傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)得到發(fā)展，能量通過(guò)集中大規(guī)模生產(chǎn)和長(zhǎng)距離輸送，大范圍地提供給不同區(qū)域的用戶。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大，電網(wǎng)輸電電壓的不斷提高，能量長(zhǎng)距離輸送帶來(lái)了一系列問(wèn)題，如輸電損耗不斷增加、大設(shè)備維護(hù)成本日益上漲、峰谷能差造成設(shè)備利用率偏低等。然而，納米技術(shù)、生物技術(shù)和材料科學(xué)的進(jìn)步極大提高了人類在能源利用方面的生產(chǎn)力，使得清潔能源技術(shù)的應(yīng)用成本不斷下降，為智慧能源系統(tǒng)的構(gòu)建創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)方面的可行性。

根據(jù)國(guó)際可再生能源研究機(jī)構(gòu)Irena2017年發(fā)布的報(bào)告[22]，自2010年以來(lái)，陸上風(fēng)電發(fā)電成本下降了大約25%，太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本下降了73%，預(yù)計(jì)在未來(lái)2年內(nèi)，光伏發(fā)電成本還將減半。目前，化石燃料的發(fā)電成本在5～17美分/千瓦時(shí)之間。而到2020年，商業(yè)形式的可再生能源發(fā)電成本將下降到3～10美分/千瓦時(shí)之間，所有可再生能源發(fā)電將比傳統(tǒng)化石燃料發(fā)電更具競(jìng)爭(zhēng)力。

以美國(guó)為例，國(guó)際知名投行Lazard公司的研究表明[23]，美國(guó)市場(chǎng)的風(fēng)能和太陽(yáng)能的平準(zhǔn)化能源成本（LCOE）在過(guò)去8年分別下降了67%和86%，如圖1和圖2所示。在美國(guó)能源結(jié)構(gòu)中，包括風(fēng)能和太陽(yáng)能在內(nèi)的可再生能源占比已經(jīng)從1980年的6%上升到2016年的10%。

近年來(lái)，中國(guó)的可再生能源生產(chǎn)成本也逐漸快速下降。來(lái)自工信部的數(shù)據(jù)顯示[24]，2017年，太陽(yáng)能光伏發(fā)電成本降至0.5～0.7元/千瓦時(shí)，平均度電成本比2010年下降約78%;陸上風(fēng)電發(fā)電成本約為0.43元/千瓦時(shí)，平均度電成本比2010年下降7%，已經(jīng)非常接近火電的上網(wǎng)電價(jià)。

綜上所述，隨著未來(lái)可再生能源規(guī)模的不斷擴(kuò)大和清潔能源技術(shù)的不斷進(jìn)步，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)將更加顯現(xiàn)，新技術(shù)的應(yīng)用成本將不斷下降，將為智慧能源系統(tǒng)的不斷完善創(chuàng)造更良好的經(jīng)濟(jì)條件。

四、智慧能源系統(tǒng)的理論構(gòu)想及比較分析

（一）Connolly等的理論構(gòu)想

Connolly等[18]認(rèn)為，當(dāng)前全球能源系統(tǒng)具有三大主要特征：第一，過(guò)去150多年來(lái)，豐富而廉價(jià)的化石能源一直作為全球能源系統(tǒng)的主要來(lái)源，當(dāng)前的能源基礎(chǔ)設(shè)施也完全建立在化石能源基礎(chǔ)之上，石油、天然氣和煤炭能夠很方便地以液體、氣體和固體的形式儲(chǔ)存起來(lái);第二，當(dāng)前能源系統(tǒng)由彼此孤立的能源分支部門(mén)構(gòu)成，例如發(fā)電、移動(dòng)能源、熱力等部門(mén)之間并沒(méi)有太多的相互作用，造成能源利用效率低下;第三，在當(dāng)前能源系統(tǒng)中，化石能源的地位是無(wú)法替代的，雖然可以用生物質(zhì)能替代部分化石能源，但是生物質(zhì)能也面臨供應(yīng)不足的問(wèn)題。如圖3所示。

Connolly等[18]針對(duì)歐盟提出的未來(lái)能源供應(yīng)將100%依靠可再生能源的目標(biāo)，基于智慧能源系統(tǒng)的概念提出了一個(gè)分析模型。他們認(rèn)為，智慧能源系統(tǒng)與當(dāng)前的能源系統(tǒng)存在很多技術(shù)方面的差異。智慧能源系統(tǒng)類似于智能電網(wǎng)，但是與智能電網(wǎng)不同的是，智能電網(wǎng)僅存在于電力部門(mén)，而智慧能源系統(tǒng)是將所有能源分支部門(mén)連接在一起，包括電力、供熱/制冷以及運(yùn)輸部門(mén)等。他們通過(guò)模擬計(jì)算表明，一旦歐盟成功構(gòu)建了智慧能源系統(tǒng)，將不再使用化石燃料，也不需要進(jìn)口能源，只使用可再生能源就可以滿足所有的能源需求，并且不會(huì)產(chǎn)生碳排放（低于1%）（圖4）。構(gòu)建智慧能源系統(tǒng)的核心技術(shù)在于：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)、電動(dòng)汽車技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、熱泵技術(shù)、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)、燃料儲(chǔ)存技術(shù)等。

（二）Loske的理論構(gòu)想

Loske[13]認(rèn)為，當(dāng)今社會(huì)正面臨著嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，需要更多地使用可再生能源，以滿足由于全電氣化社會(huì)的到來(lái)，以及不斷增長(zhǎng)的世界人口而產(chǎn)生的不斷增長(zhǎng)的能源需求。傳統(tǒng)能源系統(tǒng)面臨如下挑戰(zhàn)（圖5）：（1）由于能源的間歇性供給、富余以及生產(chǎn)不足，從而導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定，有功無(wú)功功率波動(dòng)，由補(bǔ)償電容器組、濾波器等引起的共振以及不斷上升的故障率水平等，從而給能源網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)挑戰(zhàn);（2）由非線性負(fù)載（例如電力電子轉(zhuǎn)換器）引起的諧波以及不斷增加的對(duì)于能源效率的需要給小型和局部的能源系統(tǒng)和設(shè)備帶來(lái)了挑戰(zhàn);（3）不斷增加的能源效率需求也給移動(dòng)的可自我維持的應(yīng)用程序和設(shè)備帶來(lái)挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)能源系統(tǒng)必須向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。

Loske[13]認(rèn)為，智慧能源系統(tǒng)與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)之間的區(qū)別在于：（1）系統(tǒng)組件之間的互聯(lián);（2）應(yīng)用過(guò)程的動(dòng)態(tài)和廣泛的可控性;（3）與消費(fèi)者和用戶（需求響應(yīng)、能源市場(chǎng)等）之間的互動(dòng)。他認(rèn)為，所有的智慧能源系統(tǒng)可以用圖6來(lái)表示。

在圖6中，智慧能源系統(tǒng)的主要目標(biāo)是通過(guò)利用信息與通信技術(shù)（ICT），開(kāi)展靈活和先進(jìn)的能源管理，有效地平衡動(dòng)態(tài)需求和波動(dòng)的能源生產(chǎn);為了使整個(gè)能源系統(tǒng)變得更加智慧，能源供應(yīng)鏈上的發(fā)電、存儲(chǔ)、傳輸和分配以及消費(fèi)都必須變得更加智慧。在智慧發(fā)電領(lǐng)域，多能智慧電網(wǎng)將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，一方面可以將城市、農(nóng)村以及區(qū)域性能源系統(tǒng)融合在一起，從而彌補(bǔ)可再生能源與化石能源之間的鴻溝;另一方面可以將電力網(wǎng)絡(luò)、天然氣網(wǎng)絡(luò)以及熱力網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，使得不同能源分支部門(mén)之間產(chǎn)生互動(dòng)。在智慧存儲(chǔ)領(lǐng)域，能源存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)于分布式的智慧能源系統(tǒng)具有非常重要的作用，小型固定電池系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)區(qū)域建筑物能源需求的波動(dòng)，中型能源存儲(chǔ)系統(tǒng)則能夠調(diào)節(jié)城市工業(yè)生產(chǎn)的負(fù)荷峰值。在智慧傳輸和分配領(lǐng)域，采用電力電子設(shè)備管理的高壓輸配電系統(tǒng)有助于智慧能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的能源輸送。在能源消費(fèi)領(lǐng)域，以傳感器網(wǎng)絡(luò)以及可穿戴和移動(dòng)設(shè)備等為代表的能量收集系統(tǒng)方興未艾;隨著電動(dòng)汽車的普及，半導(dǎo)體技術(shù)在能源系統(tǒng)中將得到更加廣泛的應(yīng)用。

（三）兩種理論構(gòu)想的比較

比較Connolly等和Loske的構(gòu)想不難發(fā)現(xiàn)，他們對(duì)于傳統(tǒng)能源系統(tǒng)向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的必要性認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)一致。兩者都認(rèn)為，傳統(tǒng)能源系統(tǒng)中，不同的能源分支部門(mén)都是孤立發(fā)展的，沒(méi)有形成太多的相互作用。因此他們都強(qiáng)調(diào)智慧能源系統(tǒng)的整合性和整體性，就是要將不同能源分支部門(mén)有效連接在一起，形成互動(dòng)，彼此互補(bǔ)，提升能源綜合利用效率。同時(shí)，他們認(rèn)為能源技術(shù)創(chuàng)新與變革至關(guān)重要，特別是信息與通信技術(shù)在能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、消費(fèi)、存儲(chǔ)等各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用，使得整個(gè)系統(tǒng)變得更加智能、安全和高效。

當(dāng)然，他們的構(gòu)想也存在差異。在Connolly等的模型中，智慧能源系統(tǒng)建立在可再生能源基礎(chǔ)之上的，完全放棄了化石能源;而在Loske的模型中，智慧能源系統(tǒng)建立在多能智慧電網(wǎng)的基礎(chǔ)之上，并沒(méi)有完全摒棄化石能源，而且強(qiáng)調(diào)能源的多元化和互補(bǔ)性。

五、智慧能源系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)展及其共性與差異性分析

（一）應(yīng)用進(jìn)展

1.歐盟國(guó)家向智慧能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型

歐盟各國(guó)向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型主要迫于氣候變化和環(huán)保壓力。2009年，歐盟通過(guò)《2020氣候和能源一攬子計(jì)劃》，提出“20-20-20”目標(biāo)，即到2020年歐盟的溫室氣體排放至少比1990年減少20%;20%的能源消費(fèi)來(lái)自于可再生能源;能效至少提高20%。2014年10月，歐盟在此基礎(chǔ)上通過(guò)了《2030氣候和能源框架》，提出“40-27-27”目標(biāo)，即到2030年，溫室氣體排放至少比1990年減少40%;可再生能源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重至少達(dá)到27%;能效至少提高27%。2018年6月，歐盟對(duì)這一目標(biāo)進(jìn)行了修訂，將可再生能源的比重從27%提高到32%。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，歐盟各經(jīng)濟(jì)體紛紛提出技術(shù)和制度創(chuàng)新計(jì)劃，升級(jí)本國(guó)的能源系統(tǒng)，努力向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。

作為歐盟的主要經(jīng)濟(jì)體，德國(guó)在2008年提出了“E-Energy”計(jì)劃，主要目標(biāo)是將信息和通信技術(shù)充分應(yīng)用于智能發(fā)電、智能電網(wǎng)、智能消費(fèi)和智能儲(chǔ)能中，研究開(kāi)發(fā)信息和通信技術(shù)與能源系統(tǒng)深度耦合的路徑，以尋求能源系統(tǒng)的高效和優(yōu)化運(yùn)行的最佳模式。E-Energy計(jì)劃選出6個(gè)示范項(xiàng)目，分別圍繞高密度供電的大都市、低密度供電的鄉(xiāng)村地區(qū)、異質(zhì)性局域網(wǎng)絡(luò)供電來(lái)源、最低限度的排放量、未來(lái)的能源市場(chǎng)、促進(jìn)能源平衡等內(nèi)容進(jìn)行實(shí)證研究。在4年的時(shí)間里，不僅研究解決了許多涉及智能電網(wǎng)建設(shè)、多源互補(bǔ)、分布式能源、需求側(cè)響應(yīng)等方面的技術(shù)問(wèn)題，而且圍繞未來(lái)智慧能源系統(tǒng)的整體架構(gòu)、商業(yè)模式、配套法規(guī)等進(jìn)行了有益的探索。目前該項(xiàng)目已經(jīng)結(jié)束，其創(chuàng)新成果為其他企業(yè)和地區(qū)構(gòu)建智慧能源系統(tǒng)提供了很好的技術(shù)支撐和示范作用，也成為政府制定能源和經(jīng)濟(jì)政策的重要參考。在E-Energy項(xiàng)目結(jié)束后，德國(guó)繼續(xù)探索需求側(cè)管理（DemandSideManagement）、主動(dòng)配電網(wǎng)、虛擬電廠、產(chǎn)能式主動(dòng)房等智能應(yīng)用，一方面把不同類型的發(fā)電機(jī)組和儲(chǔ)能設(shè)備集合起來(lái)，通過(guò)需求側(cè)負(fù)荷管理，實(shí)現(xiàn)供需平衡;另一方面通過(guò)信息和通信技術(shù)優(yōu)化能源供應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度和智能控制，從發(fā)電到輸配電實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化、智能化和信息化管理。此外，英國(guó)于2009年發(fā)布“低碳轉(zhuǎn)型計(jì)劃”，將智能電網(wǎng)列為發(fā)展重點(diǎn)，并于2010年制定了“2050年智能電網(wǎng)線路圖”，為輸配電運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行智能電網(wǎng)研發(fā)與開(kāi)展示范項(xiàng)目提供了指導(dǎo)性意見(jiàn)。其路線圖提出，從2010到2050年，可再生能源與核能的有效整合、供熱與運(yùn)輸電氣化、分布式發(fā)電將作為智能電網(wǎng)發(fā)展的三大重點(diǎn)。2017年10月，英國(guó)發(fā)布《清潔增長(zhǎng)策略》，提出為在2050年實(shí)現(xiàn)碳減排與改善氣候的目標(biāo)，將投資9億英鎊建設(shè)智慧能源系統(tǒng)，包括發(fā)展核能和可再生能源技術(shù)。

2.美日向智慧能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型

由于電力系統(tǒng)復(fù)雜化與老化，美國(guó)歷史上多次出現(xiàn)大規(guī)模停電事故，帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。2001年，美國(guó)電力研究院（EPRI）提出“智能電網(wǎng)”（IntelliGrid）的概念。2003年，美國(guó)能源部（DOE）發(fā)布“Grid2030”報(bào)告，提出電力系統(tǒng)的百年愿景，即未來(lái)電力系統(tǒng)將利用信息和通信技術(shù)提升其運(yùn)行的穩(wěn)定性及控制效率，構(gòu)建有效、可靠的電力網(wǎng)絡(luò)。2009年，美國(guó)政府提出“復(fù)蘇與再投資法案”（ARRA），其中計(jì)劃對(duì)智能電網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備投資45億美元，對(duì)象包括智能電表安裝、智能電網(wǎng)區(qū)域?qū)嵶C研究以及儲(chǔ)能實(shí)證研究等[25]。

日本在2010年啟動(dòng)了“智慧能源共同體”示范項(xiàng)目，開(kāi)展能源和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的研究，提出了需求側(cè)響應(yīng)能源系統(tǒng)，在系統(tǒng)中創(chuàng)造性地引入了智慧熱能供應(yīng)鏈，借以實(shí)現(xiàn)各建筑間的熱能共享。該項(xiàng)目選取了橫濱、東京、京都、北九州四地作為示范區(qū)域，采用城市與大型技術(shù)企業(yè)結(jié)對(duì)的方式，各有側(cè)重地開(kāi)展了對(duì)智慧能源系統(tǒng)的研究。從整個(gè)項(xiàng)目看，日本沒(méi)有提出明確的智慧能源系統(tǒng)建設(shè)的構(gòu)想，而是鼓勵(lì)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在此方面進(jìn)行創(chuàng)新，并圍繞智慧能源消費(fèi)開(kāi)展了“智慧社區(qū)”試點(diǎn)項(xiàng)目。2011年，日本開(kāi)始推廣“數(shù)字電網(wǎng)”計(jì)劃，該計(jì)劃是受到互聯(lián)網(wǎng)的啟發(fā)，構(gòu)建一種基于各種電網(wǎng)設(shè)備的IP地址來(lái)實(shí)現(xiàn)信息和能量傳遞的新型能源網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)提供異步連接、協(xié)調(diào)局域網(wǎng)內(nèi)部和不同局域網(wǎng)之間的數(shù)字電網(wǎng)路由器，將其與現(xiàn)有電網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相連，通過(guò)相當(dāng)于互聯(lián)網(wǎng)地址的“IP地址”來(lái)識(shí)別發(fā)電設(shè)備以及包括用電設(shè)備在內(nèi)的各個(gè)裝置，由此進(jìn)行統(tǒng)籌管理與能量調(diào)度[13]。2018年，日本發(fā)布“第5次能源基本計(jì)劃”，首次提出到2050年可再生能源將成為日本電力市場(chǎng)的主力電源，為此要大力發(fā)展蓄電池等儲(chǔ)能技術(shù)、分布式能源的虛擬電廠技術(shù)（VPP）、電轉(zhuǎn)氣技術(shù)（P2G）等[26]。隨著可再生能源發(fā)電規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大和智慧能源技術(shù)的不斷進(jìn)步，需求響應(yīng)（DR）和虛擬電廠（VPP）成為日本向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的創(chuàng)新應(yīng)用。

3.中國(guó)向智慧能源系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型

近年來(lái)，為了順應(yīng)世界能源轉(zhuǎn)型的大方向，緊跟歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的步伐，同時(shí)也為了應(yīng)對(duì)國(guó)內(nèi)能源發(fā)展面臨的諸多挑戰(zhàn)，中國(guó)也正積極向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。早在2008年，以天地互連、中國(guó)電信等中國(guó)企業(yè)為代表的眾多企業(yè)就聯(lián)合發(fā)起成立了IEEE1888工作組，并于2011年正式發(fā)布了編號(hào)為1888的“泛在綠色社區(qū)網(wǎng)絡(luò)”國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，成為能源互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。2013年11月，“智慧能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”成立，目的在于將IEEE1888標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為適合在中國(guó)推廣應(yīng)用的聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)。

2015年7月，中國(guó)政府發(fā)布《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確提出“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的新型戰(zhàn)略，計(jì)劃通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)促進(jìn)能源系統(tǒng)扁平化，推進(jìn)能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命。2017年，國(guó)家能源局發(fā)布《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出將積極推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展，構(gòu)建能源生產(chǎn)、輸送、使用和儲(chǔ)能體系協(xié)調(diào)發(fā)展、集成互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)。同年，首批55個(gè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源（能源互聯(lián)網(wǎng)）示范項(xiàng)目正式開(kāi)始啟動(dòng)，包括城市能源互聯(lián)網(wǎng)綜合示范項(xiàng)目、跨地區(qū)多能協(xié)同示范項(xiàng)目、基于電動(dòng)汽車的示范項(xiàng)目、基于綠色能源靈活交易的示范項(xiàng)目等，標(biāo)志著中國(guó)向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型邁出了重要一步。顯然，這些不同類型、不同規(guī)模的項(xiàng)目計(jì)劃在兩年內(nèi)建成，將帶動(dòng)技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新，形成一系列技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，探索可推廣、可復(fù)制、可持續(xù)的發(fā)展模式。

（二）共性與差異性分析

綜合分析歐盟以及美日向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，他們都非常重視智能電網(wǎng)建設(shè)，特別是通過(guò)信息和通信技術(shù)的應(yīng)用提升電網(wǎng)的安全性、靈活性和智能化，以適應(yīng)可再生能源發(fā)電間隙性和波動(dòng)性的特點(diǎn)以及不斷擴(kuò)大的發(fā)電規(guī)模。他們都在大力推動(dòng)綜合能源系統(tǒng)建設(shè)，特別是熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電三聯(lián)產(chǎn)和小型分布式能源，提升能源的綜合利用效率;積極探索需求側(cè)響應(yīng)機(jī)制的建設(shè)，通過(guò)智能電表、終端用電智能管理等手段，加強(qiáng)對(duì)能源消費(fèi)行為的分析、預(yù)測(cè)和引導(dǎo);通過(guò)建立示范項(xiàng)目，鼓勵(lì)技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新，使其能夠充分發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，為更大范圍的推廣和下一步的體制和技術(shù)革新奠定基礎(chǔ)。在實(shí)踐中，他們也遇到不少問(wèn)題。例如超高壓電網(wǎng)建設(shè)、熱泵等儲(chǔ)能設(shè)備的大規(guī)模安裝等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和改造需要大量的資金支持，如何調(diào)動(dòng)投資者和相關(guān)企業(yè)的投資積極性成為一大挑戰(zhàn)。公眾參與是推動(dòng)轉(zhuǎn)型不可或缺的重要因素，如何獲得公民理解、支持和參與，使轉(zhuǎn)型與社會(huì)參與形成良性互動(dòng)，已經(jīng)成為歐盟、美日向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的另一大挑戰(zhàn)。

與歐盟和美國(guó)、日本相比，中國(guó)開(kāi)展智慧能源系統(tǒng)方面的研究和示范項(xiàng)目時(shí)間并不太晚，在標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)和商業(yè)模式創(chuàng)新等方面積累了一定經(jīng)驗(yàn)。但是中國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)仍然是以煤炭為主導(dǎo)，電力市場(chǎng)化機(jī)制尚未形成，能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)尚未脫鉤，能源利用效率仍然偏低，在這種背景下，中國(guó)向智慧能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型將面臨更多挑戰(zhàn)，但也更具緊迫性和重要性，因?yàn)橹腔勰茉聪到y(tǒng)的發(fā)展將推動(dòng)中國(guó)加快構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，順利實(shí)現(xiàn)從以化石能源為主導(dǎo)的高碳能源時(shí)代向以可再生能源為主導(dǎo)的低碳能源時(shí)代的轉(zhuǎn)型。

六、結(jié)論

筆者在系統(tǒng)梳理已有文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)智慧能源以及智慧能源系統(tǒng)的學(xué)術(shù)蘊(yùn)涵進(jìn)行了闡述，強(qiáng)調(diào)應(yīng)該從智慧性、整合性、低碳化和產(chǎn)銷者四個(gè)方面來(lái)理解和把握智慧能源系統(tǒng)的內(nèi)涵;在此基礎(chǔ)上，筆者從需求、技術(shù)和成本三方面論述了智慧能源系統(tǒng)出現(xiàn)的三大動(dòng)因，并分別從理論和實(shí)踐的角度歸納分析了智慧能源系統(tǒng)研究的學(xué)術(shù)進(jìn)展和世界各國(guó)的應(yīng)用情況。

習(xí)近平同志在黨的十九大報(bào)告中首次提出要建設(shè)智慧社會(huì)，而智慧社會(huì)強(qiáng)調(diào)更多以新網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、新數(shù)據(jù)環(huán)境、新理念模式和新技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)推進(jìn)以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新。顯然，智慧社會(huì)的建設(shè)離不開(kāi)智慧能源系統(tǒng)的發(fā)展，后者代表了高效、安全、低碳、經(jīng)濟(jì)、共享、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系。在這個(gè)體系中，能源流將如信息流一樣多元、雙向、順暢和自由，由信息配置能源，由能源創(chuàng)造價(jià)值，最終實(shí)現(xiàn)能源的安全、可負(fù)擔(dān)和可持續(xù)，增強(qiáng)人民的獲得感和幸福感。我們相信，智慧能源系統(tǒng)將為中國(guó)解決能源發(fā)展問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供更廣闊的思路和路徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]世界銀行數(shù)據(jù)庫(kù)[EB/OL].[2018-08-10].http：//data.worldbank.org.cn.

[2]魯宗相，王彩霞，閔勇，等.微電網(wǎng)研究綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007（19）：100-107.

[3]鄭漳華，艾芊.微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及在我國(guó)的應(yīng)用前景[J].電網(wǎng)技術(shù)，2008（16）：27-31，58.

[4]肖世杰.構(gòu)建中國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)思考[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009（9）：1-4.

[5]楊德昌，李勇，C.Rehtanz，等.中國(guó)式智能電網(wǎng)的構(gòu)成和發(fā)展規(guī)劃研究[J].電網(wǎng)技術(shù)，2009（20）：13-20.

[6]NAUSJ，SPAARGARENG，VANVLIETBJM，etal.Smartgrids，informationflowsandemergingdomesticenergypractices[J].EnergyPolicy，2014，68：436-446.

[7]賈宏杰，穆云飛，余曉丹，等.對(duì)我國(guó)綜合能源系統(tǒng)發(fā)展的思考[J].電力建設(shè)，2015（1）：16-25.

[8]楊經(jīng)緯，張寧，王毅，等.面向可再生能源消納的多能源系統(tǒng)：述評(píng)與展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2018（4）：11-24.

[9]吳建中.歐洲綜合能源系統(tǒng)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)與現(xiàn)狀[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2016（5）：1-7.

[10]LUNDH，ALBERGP，CONNOLLYD，etal.Smartenergyandsmartenergysystems[J].Energy，2017，137：556.

[11]謝秉正.中國(guó)智慧城市建設(shè)縱論[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

[12]馮慶東.能源互聯(lián)網(wǎng)與智慧能源[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.

[13]LOSKEM.SmartEnergy[M]//LOSKEM.eds.Nanoelectronics.Weinheim，Germany：Wiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA，2017：471-488.

[14]劉建平.智慧能源我們這一萬(wàn)年[M].北京：中國(guó)電力出版社，2013.

[15]ABELLAA，LVAREZE，ARGESOJ，etal.Smartenergy：newapplicationsandbusinessmodels[EB/OL].[2018-05-16].http：//www.orkestra.deusto.es/images/investigacion/publicaciones/smart_energy_en_15072015.pdf.

[16]吳文輝.互聯(lián)網(wǎng)+商業(yè)頂層設(shè)計(jì)[M].北京：中華工商聯(lián)合出版社，2015.

[17]朱良楹.智慧能源[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[18]CONNOLLYD，LUNDH，MATHIESENBV.SmartEnergyEurope：Thetechnicalandeconomicimpactofonepotential100%renewableenergyscenariofortheEuropeanUnion[J].RenewableandSustainableEnergyReviews，2016，60：1634-1653.

[19]DINCERI，ACARC.Smartenergysystemsforasustainablefuture[J].AppliedEnergy，2017，194：225-235.

[20]智能科技與產(chǎn)業(yè)研究課題組.智慧能源創(chuàng)新[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2016.

[21]聯(lián)合國(guó).氣候變化[EB/OL].[2018-08-18].http：//www.un.org/zh/sections/issues-depth/climate-change/index.html.

[22]國(guó)際可再生能源署.StateofGreen.：陸上風(fēng)電價(jià)格降低[EB/OL].[2018-07-28].http：//stateofgreen.cn.

[23]星展銀行.2030年能源結(jié)構(gòu)：主要區(qū)域趨勢(shì)化石燃料無(wú)淘汰之憂[EB/OL].[2018-06-28].http：//www.dbs.com/aics/pdfController.page？pdfpath=/content/article/pdf/AIO/082018/20180704-01-SECTOR-66-REPORT_ENERGY_CH.pdf.

[24]劉滿平.新能源產(chǎn)業(yè)新時(shí)代的趨勢(shì)及特點(diǎn)[N].中國(guó)能源報(bào)，2018-07-16（18）.

[25]王喜文.美歐智能電網(wǎng)建設(shè)動(dòng)機(jī)分析[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012（3）：8-10.

[26]周杰.日本能源發(fā)展規(guī)劃六大新看點(diǎn)[J].經(jīng)濟(jì)，2018（16）：72-74.

（責(zé)任編輯 彭建國(guó)）