能源論文發表中國油氣管網與能源互聯網發展前景

　　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。能源互聯網是未來能源發展的趨勢，歐美及日本已結合本國能源特征發展出不同的模式。隨著中國油氣地位的提高.油氣管網建設和運營規模不斷擴大。油氣管網將成為能源互聯網中消納可再生能源、建設智慧能源的重要參與者，并應融入能源互聯網發展。加快油氣互聯網布局。梳理中國油氣管網發展現狀及前景.闡述能源互聯網的發展趨勢.探討中國油氣管網與能源互聯網的融合發展模式，給出推動中國油氣管網和能源互聯網發展的建議.

　　關鍵詞：油氣管網;能源互聯網;融合發展;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年創刊，本刊是經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，向國內外公開發行的科技期刊，主要刊載石油、天然氣、成品油以及其他介質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，國防、民航、鐵路、交通的油氣儲運部門;市政供排水、煤氣、熱力管網等單位以及有關設計，科研院所，大專院校。

　　美國學者Rifkin(2011)編著的《第三次工業革命》使能源互聯網的概念廣泛傳播，并在世界范圍內產生了深遠影響【l】。發展能源互聯網的目的，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，推動能源產業轉型升級和可持續發展。油氣作為當前階段維系國計民生和經濟發展最重要的能源，油氣管網發揮著不可替代作用。當前中國正在推進能源生產與消費革命，推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，油氣管網的發展迎來“互聯網+智慧能源”新的發展契機。

　　一、中國油氣管網發展現狀及前景

　　(一)中國油氣管網發展現狀

　　油氣管道是油氣安全、環保、高效運輸最有效的手段，是能源輸送的重要組成部分。目前國內已建成原油、成品油、天然氣三大管網輸送體系.形成了“北油南運”“西油東送”“西氣東輸”“海上登陸”的油氣供應格局。特別是天然氣管道成為近年來建設的重點。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，北美地區的油氣管網系統最為發達。據統計，截至2017年3月，北美地區油氣管道里程合計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的管網里程與發達國家相比。差距仍然較大。油氣管網建設仍有較大空間。

　　(二)油氣在中國能源革命中的地位

　　世界能源發展經歷了三次能源轉型，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、高效化方向發展。主體能源結構正向多元化、清潔化和低碳化方向轉型。其中新能源將逐步進入黃金發展期。但以分布式太陽能、風能、第二代生物燃料為代表的新能源技術達到產業規模尚需時日。

　　中國能源消費結構仍以煤炭為主。與世界能源結構相比，中國能源發展落后一個“能源時代”。2017年，天然氣在中國能源消費結構中占比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容。是指導當前和今后一個時期能源領域發展改革的行動綱領.中國工程院提出了未來中國能源革命的“三步走”戰略，分別以“控制大氣質量 ‘控制碳排放”和“能源永續供應”為抓手，加快擴大天然氣利用，優化能源結構，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，未來中國能源結構調整中，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主要地位。

　　(三)中國油氣管網發展前景

　　油氣管網是保障油氣供應的主要基礎設施，是實現能源生產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的高峰期。依據國家發改委和國家能源局聯合印發的《中長期油氣管網規劃》f3l，未來中國將繼續完善東北、西北、西南和海上四大戰略通道以及國內骨干管網建設，建成“橫跨東西、縱貫南北、覆蓋全國、聯通海外、資源多元、調度靈活、安全可靠”的油氣運輸體系。油氣管網總里程將超過30萬公里，基本建成現代油氣管網體系，與北美、歐洲油氣管網系統共同構成世界三大油氣管網體系。

　　二、能源互聯網的發展趨勢

　　能源互聯網立足于能源發展的未來模式，具有支持多種能源融合發展、支持大規模分布式能源接入、支持多種儲能設備的接入、支持互聯網技術改造能源系統、支持向電氣化轉型等五大特征，深刻改變了原有的能源生產、運輸和利用方式，使之更加安全、清潔、高效、經濟和可持續。世界發達國家高度重視能源互聯網發展，提出了不同的發展模式。根據融合方式不同，對能源互聯網的發展模式進行分類。可分為側重信息互聯網、側重能源網絡結構以及革新性能源互聯網3種發展模式。

　　(一)德國——E—energy項目

　　以信息通信技術為基礎構建未來能源系統，德國聯邦政府發起E—energy項目。致力于能源的生產、輸送、消費和儲能各環節之間的智能化【4】，包括智能發電、智能電網、智能消費和智能儲能4個方面，成為實踐能源互聯網最早的國家。其本質與當前的“智能電網”模式類似.借助互聯網收集能源相關信息，經分析決策后指導能源網的調度運行。E-energy項目計劃實現了用戶側與需求側的直接互聯.構建了新型的能源體系架構。實現了多類型分布式能源和大型負荷的集中管理，整合儲能設備和可再生能源設備、智能家居組成虛擬電站，直接參與電力市場交易，構建了能源互聯網雛形。

　　(二)美國——FREED項目

　　美國能源互聯網發展模式側重能源網絡結構。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能源的供需平衡，其本質為分布式的能源網絡。美國FREED項目對能源互聯網的描述為，綜合運用先進的電力電子技術、信息和智能管理技術，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成的新型電力網絡節點互聯，實現能量雙向流動的能量對等交換和共享網絡【5】。

　　(三)El本——數字電網、電力路由器

　　日本能源互聯網發展模式屬于革新性能源互聯網，以日本的數字電網、電力路由器為典型代表。2010年，日本開展能源和智能電網領域研究工作，并于次年推廣“數字電網”計劃，構建一種基于各種電網設備的IP來實現信息和能量傳遞的新型能源網，其特點是實現了互聯網技術和能源網絡的深度融合[61。能源互聯網是在現有的能源供給系統基礎上，通過新能源技術與互聯網技術的深度融合.將大量分布式能量的采集、轉換、輸送、調配、儲存、交易、使用等裝置互聯耦合起來。

　　三、油氣管網與能源互聯網融合發展前景

　　(一)中國能源互聯網發展前景

　　2016年，國家制定了“互聯網+”行動計劃，隨后國家能源局發布《關于組織實施“互聯網+智慧能源”(能源互聯網)示范項目的通知》，推出了包括化石能源互聯網化交易運營、綠色能源多樣化利用等56個能源互聯網示范項目。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。

　　能源互聯網要求設備智能、多能協同、信息對稱、供需分散、系統扁平、交易開放同。設備智能即能源互聯網能夠對不同能源的生產設備、供應渠道、能源用戶提供統一的接人端15。實現能源流、信息流無差別交流互換。多能協同強調以各類能源生產、儲存、輸送和消費特點為依據，通過互聯網技術充分挖掘產業信息，實現傳統化石能源、可再生能源以及核能等多種能源形式，電網、油氣管網、熱力管網甚至煤炭車船運輸網等多種能源輸送網絡的互聯協調，實現電、氣、油、煤、熱等多種能源和服務的優勢互補與優化配置。信息對稱充分發揮互聯網技術本身高度開放的屬性.實現信息的高速傳導和海量數據的存儲。實時高效的雙向數據交互技術和數據存儲分析技術.實現能源供應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、儲能裝置和需求點通過能源互聯網相互聯接，將形成一個“形散而神不散”緊密聯系的生態圈。系統扁平，通過功能強大的互聯網技術和管理分析軟件.將眾多類型的用戶和能源經銷商反饋的大量信息進行快速處理。減少中間層級，實現能源供應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。

　　未來較長一段時期.化石能源仍是中國能源利用的主體.因此化石能源是構建能源互聯網重要的組成部分之一。能源互聯網在推進能源生產和消費革命過程中，應立足于整個能源系統的升級。將互聯網技術與化石能源及可再生能源的生產、運輸、存儲、銷售及貿易深度融合。油氣管網與電網、互聯網一樣具有靈活、可靠的網絡化結構和實時互動的技術特征.相似的運行方式表現出來的相仿的組織模式和市場特點.使得油氣管網更易融入能源互聯網的發展。因此，現階段構建的能源互聯網應以中國能源結構為基礎，融合現有的電網和油氣管網，與互聯網共同構建“能源廣域網”，融合城市配氣網、配電網、微電網、城市熱網等構建“能源局域網”，采用分散自治協同模式。達到能源按需傳輸和動態平衡，實現多種能源縱向優化配置和橫向多能互補，構建能源產業發展的新業態。

　　參考文獻：

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　　MacMillan，201 1.

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　　(2016—03-01)【2018—06—16].http：llwww.gov.cn/xinwen/2016-03/01/content_5047633.htm(1).