双循环新发展格局下电力能源互联网发展策略研究

李燕燕,熊 毅

(1.福建电力学院 供用电系,福建省泉州市丰泽区博东路329号 362000;2.泉州经贸学院 教务处,福建省泉州市鲤城区南环路1129号 362000)

电力能源发展事关国计民生、事关经济稳定大局和发展大局。构建全球电力能源互联网对实现我国经济社会环境协调发展具有重大而深远的意义。早在2015年9月,习近平总书记就在联大发展峰会上倡议:探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。加快形成“双循环”相互促进的新发展格局是我国历史大变局下的战略选择。国家电网应主动融入,促进全球产业链协同发展,构建能源互联网产业链,推动“一带一路”电网基础设施互联互通,进而带动中国电力技术装备、管理标准和运营资金走向世界。当前能源互联网正处于快速演进升级中,持续开放、融合和创新将成为常态。电能在当今世界日益发挥着能源纽带作用,加快电能替代、清洁替代既是推进发展清洁能源,助力绿色发展,践行绿水青山就是金山银山理念的主要方式,同时也顺应时代能源发展的基本趋势与治理新架构[1]。新形势下我国电力能源互联网发展面临多重风险与挑战,如何通过打造电力物联网将人力、物力、财力、信息等多种资源全域全时连接,通畅电力基础设施以融入全球产业链协同发展,构建全球电力能源互联网实现全球电力互济共享,依托科技革命支撑“一带一路”能源电力互联互通,促成合作开放互利共享的能源综合利用,推动能源互联网和双循环新发展格局战略协同,构成了一个全新的时代命题。

1 双循环新发展格局下电力能源互联网发展现状

1.1 双循环新发展格局提出的背景和内容

新发展格局是以国内大循环为主体,国内国际相互促进的“双循环”,也是打破联通内外循环制度性壁垒的“双循环”。该理念最早由2020年5月中央政治局常委会会议首次提出,此后,被作为重大战略部署写入我国“十四五”规划和2035年远景目标纲要中。这为当前和未来一段时期内如何进一步把握新型国际关系的建设方向,推动我国电力能源互联网发展实践指明了路径。在新发展格局中,国内循环与国际循环之间是相互依存、相互促进的辩证统一关系[2]。

从世界范围来看,物联网、云计算、人工智能、通信网络、区块链等新一代信息技术的创新应用、融合发展和进一步产业变革,正成为变革社会的重要途径。2008年全球金融危机,特别是2020年新冠疫情发生以来,经济全球化在曲折中遭遇逆流,全球产业链、供应链面临重塑与挑战,并对世界经济产生巨大冲击和风险,全球经济治理体系变革迫在眉睫。在全球经济秩序的岔路口,我国双循环新发展格局注重强化国内大循环和国内市场,摆脱对外技术依赖,同时加强国际合作、重构全球治理体系,努力构建以扩大内需为主、对外充分开放、内外联动的新发展格局[3]。就“双循环”新发展格局和全球能源互联网相互关系看,前者不但对后者在国内布局和国际发展、产业核心能力提升,以及关键技术创新发展等方面都发挥着政策引导作用,而且有助于全面提升国内能源产业供给质量,并大大提高国际互联互通效率。同时,从经济效益和社会效益的视角看,后者也同样符合前者的基本原则与核心逻辑[4]。为推动形成“双循环”新发展格局就要锚定经济全球化扩大高水平开放,建设内外双循环相互促进的新体制;推进外贸高质量发展,开启面向全球化的外贸发展新格局;提升外资质量和水平,充分发挥外资在经济高质量发展中的利好效应;主动参与国际经贸治理,努力创设双循环相互促进的国际能源电力合作新机遇[5]。

1.2 国内电力能源互联网大循环现状

《能源蓝皮书:中国能源发展前沿报告(2021)》提出,“十四五”时期我国电力行业发展的重点是多措并举提升系统综合调节能力,有效控制能源电力转型的系统成本,形成科学的电价、碳价机制,进一步深化电力体制改革。随着南水北调和白鹤滩水电站等大型工程成功运行,近年来我国水电装机容量和发电量遥遥领先,2021年水电装机总容量达3.91亿kW,占全球的27.25%。2020年我国非化石能源占一次能源消费的占比仅为15.9%,面临着较大的能源供应和转型压力[6]。我国电力市场体系主要以煤炭、石油及天然气等化石能源为主体,当前电力物联网发展尚不成熟,如何基于大数据业务和综合能源服务两个关键业务,构建“具有中国特色国际领先的能源互联网企业”是未来电改追求的宏大目标。

我国能源互联网行业发展规模日益迅猛,发展结构不断优化,发展前景较为广阔,目前已成我国能源行业发展的重大战略。其现状特点主要表现为:一是坚持能源可持续发展战略,发展目标逐步清晰,政策支持力度稳步增加。《能源发展“十三五”规划》制定了发展能源互联网的战略目标。《“十四五”现代能源体系规划》指出我国步入构建现代能源体系的新阶段,并提出了“十四五”时期现代能源体系建设的指导方针和主要目标,标志着我国能源结构转型进入重要窗口期。二是电力能源互联网规模日益扩大,成为重要的新兴产业。在一系列政策、技术、资本等多方面的大力支持下,电力能源互联网市场得到了强势发展。特别是以电力为中心、电网为主干的新一代大规模新能源电力备受欢迎,成为我国践行能源革命、确保能源安全、科技自立自强和应对气候变化的关键措施。三是信息化技术更新换代加快,能源供给质量和能力实现双提升。各类能源优质产能持续释放,原煤生产实现较快增长,可再生能源快速发展,传统能源绿色低碳转型有序推进[7]。能源互联网价值链和产业链更加清晰,上下游企业协同共赢,整个行业生态正在逐渐形成。四是市场竞争日趋激烈,但未来电力能源互联网行业发展蕴含巨大潜力。随着大量资源和资本的进入,低碳能源、新能源占比不断增加,企业在渠道管理、产品开发、市场创新、技术研发、客户服务等方面的竞争加剧。然而,能源互联网技术应用的进一步深化,也将使其应用到更多领域,同时其商业模式优势也将日益显现,进而为能源产业发展带来新机遇。

1.3 全球电力能源互联网的联通现状

“一带一路”沿线国家能源资源丰富,集中了全球石油资源的60%和天然气资源的80%[8],是全球电力能源互联网的重点区域。因此,要打造全球电力能源互联网,首先就要从“一带一路”沿线国家入手推进,以其电力能源互联网双循环为前期基础,基于高质量建设“一带一路”来建成全球能源互联网。从我国直至国际趋势看,能源结构调整是大势所趋、刻不容缓,实现以电能替代作为未来终端能源的消费主力。坚强智能电网和全球能源互联网是世界电网转型发展的根本归宿,前者引领世界电网技术创新,后者则推动全球能源加速互联。

从全球能源治理机制看,受供需失衡、能源转型、金融因素等影响,多数“一带一路”能源合作伙伴国面临能源供应缺乏安全稳定、能源短缺,电网传输低效,以及能源产业体系不够完善等困局。从整体上看,我国在传统能源技术升级、能源产业结构布局、组织管理体制、新能源技术突破等方面,都面临着一系列重大挑战,进一步限制了本国能源的生产和供应保障。同时,现代能源系统发展也在能源安全稳定供应、能源低碳转型、能源系统效率、创新发展能力等方面提出了新的更高的目标要求。能源伙伴国致力于构建本国现代能源体系、推进能源现代化进程,促进能源产业发展及转型,但由于缺少必要的资金、技术、设施及设备支撑,过程进展得并不顺利。现有能源治理能力和治理水平亟待提升。“一带一路”能源伙伴关系强调能源可负担、安全和清洁,能源治理机制具有代表性广、包容性强、合作内容丰富、影响深远等特点,对丰富全球能源治理机制有着积极作用。

再从能源生产国的基础环境来看,各国对化石燃料资源依赖程度较为严重,且大部分进口石油都来自于地缘政治动荡地区。多数能源合作伙伴,特别是西亚、非洲国家的国内宏观环境不容乐观,主要表现在部分伙伴国国内政局不稳,经济发展水平不高,经济发展可持续性较低,金融和法律体系待健全,工业基础薄弱,安全局势较为复杂等方面[9]。

在双循环新发展格局下,亟待形成能源资源合作上下游一体化产业链。构建国际电力能源互联网要打破能源利用的时空限制,破解能源发展的时空约束,顺应能源变革之势,解决当前能源生产、消费、服务在地理区域范围内的局限性和弊端问题,使能源互联网能够在全球地理区域贯通,从而服务人类社会可持续发展。纵观未来各国推动能源互联网的发展趋势,美国实行以智能电网建设为先导的战略,德国采取与实践项目相结合的路径,日本正在探索以家用能源管理系统进行能源需求管理,我国则以实施坚强智能电网来支撑和推动能源转型。

1.4 “一带一路”为电力能源互联网双循环奠定了前期基础

“一带一路”建设带动了我国对沿线国家投资的持续增长,为各国经济注入新生机。根据国家发展改革委的消息,我国目前已与149个国家、32个国际组织签署200多份共建“一带一路”合作文件[10],“一带一路”国际合作迈向更高质量发展,成为世界经济的稳定力量,开创了全方位能源国际合作新格局。目前中国水利水电企业在国际工程承包市场上表现出色,对外经营工作水平稳步提升。未来,中国水电建设者可以在国际市场,尤其是“一带一路”沿线国家,在水资源相关领域进行科学研究、深化合作、共谋发展。

俄罗斯和青藏高原周边区域是沿线水力资源相对丰沛的区域,然而其水电开发程度、电力供应不足。各国水电开发水平整体上呈现出西高东低状态,这与水电蕴藏量相比情况恰好相反。东北亚区域主要问题在于老旧水电站的改造维修与升级,而东南亚区域则是水电产业开发水平过低。依据未开发量占总未开发量的比值,可将“一带一路”沿线各国水电发展潜力划分为五级,其中,处在一级和二级的16个国家是未来水电开发的重点[11]。从总体上看,“一带一路”沿线各国人口和能源电力需求,与清洁能源电力资源呈现出显著的逆向分布特征。一方面,沿线水电资源主要分布在俄罗斯和青藏高原周边;风电资源集中在中国、俄蒙中亚、西亚和南亚地区;太阳能主要富集于中国、蒙古、中亚、南亚和西亚地区。另一方面,沿线清洁能源电力资源则主要分布在东亚、南亚和东南亚等沿海地区[12]。对于油气资源匮乏的“一带一路”能源合作伙伴国而言,对化石能源的进口依赖就成为其能源安全的主要问题,因此,其主要目标集中在保障油气资源的可获得性、可支付性、可接受性,以及运输过程的安全性等[9]。

“一带一路”将沿线国家更为紧密的联系在一起,增进了沿线国家人民福祉。沿线国家互联互通动力来自电力需求大、价格高低起伏、源荷分布不均等方面[13]。我国作为“一带一路”倡议的发起国,理应深化国际合作,促进电力工业可持续发展。能源基础设施互联互通事关根本和长远,为“一带一路”建设夯实基础。我国已经和正在实施相关电力基础设施项目,各国亦应加强务实合作,推动跨境电力、输电通道和区域电网建设。

2 双循环新发展格局下电力能源互联网发展的价值选择

2.1 适应经济社会发展新阶段的现实国情

数字化和智能化技术是未来新型电力系统发展的重要方向。伴随着新型电能衍生产品的出现,全球电力能源互联为电网技术升级和新兴技术应用带来巨大需求。电力在我国国民经济中处于基础地位,在社会生活中同样具有适度普惠性和基础调节性。从电力生产的特性和电力产品的属性看,电力是商品,可在商品市场上进行交易,但它又是一种特殊的商品。电力能源互联网助力新能源产业链,进而可引领整个能源产业可持续高质量发展。

在互联网时代,要以互联网思维去思考和解决电力能源问题。将“互联网+”思维引入能源、电力,实现核心数据的协同共享,能够聚焦新能源产业链,进而引领整个能源产业可持续高质量发展。

构建新发展格局是深入贯彻“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念的重大举措。为适应经济社会发展新阶段以及现代能源经济发展的新要求,能源角色亟待由确保经济增长转向驱动经济升级。而电力能源互联网,依托其强大的技术支撑,多措并举实现能源安全可靠、清洁低碳、智能开放、供需平稳有序,为能源产业转型发展提供强力支撑,助力推动我国能源电力产业链向高端化发展。

2.2 融入国际大环境,构建全球能源互联网

“全球能源互联网”的提出,能够有效应对能源困境,解决基础设施困境、能源安全风险、产业结构不合理、生态环境失衡等突出问题,顺应了世界绿色低碳发展大势,是破解全球重大挑战,实现人类可持续发展的根本解决方案。它一经提出就得到了“一带一路”沿线国家和国际社会的广泛支持。因此,全球能源互联网是我国融入国际大环境,对外能源合作的重要内容。

全球能源互联网通过将各类能源转化为电能并实现远距离传输,为沿线国家开展合作创造基础条件,使其更为紧密地联系在一起,促进清洁能源的大规模开发、输送、使用,不但有力促进经济和经济转型,而且能够维护多元稳定国际经济格局,确保世界和平发展。反过来说,对于我国而言,通过全球能源互联网基础设施互联共建,更有利于我国更好融入国际经济大舞台,推动我国与世界经济良性互动。

2.3 突破电力能源互联网发展的瓶颈约束

当今社会,以网络化、数字化、智能化为特征的新一轮科技进步与产业变革方兴未艾,信息技术迅猛发展,成为推进社会生产力运行和经济发展的重要因素,渗透到各国生产和生活的方方面面,同时又将不断产生新的技术和产品。能源本身互联、互联网与能源联动,能源与信息深度融合是“互联网+”智慧能源必经的三个阶段[14]。在双循环新发展格局下,电力企业需要紧跟科技创新步伐,保持不断持续创新设计能力,加强核心知识产权保护,依赖于互联且智能的基础设施和云平台,而加速变身成为集高效能源管理于一体的机构,或成为综合能源供应商。

随着能源体制机制改革步入深水期,我国亟待以互联网思维与技术整合所有资源,推进互联网与能源深度融合,重塑和改造传统能源行业,以科技创新引领传统能源转型,实现横向多源互补,助力能源企业跟上时代步伐。“互联网+”智慧能源,一方面努力提升能源综合利用效率,促进能源供应体系的革命性创新,强势支撑引领能源从供给侧到需求侧变革,在统筹规划和顶层设计下,助力实现我国电力资源的协调互补、共享互济和优化配置,从而有效改善国内的能源结构与环境问题,适应了国内能源供需的新格局和国际能源的新变化。另一方面,也对大幅度提高互联电网区域间的网架结构、输送能力、经济输送距离等方面提出了新的、更高的要求,这有利于满足电力负荷增长、电力跨区域网络的合理布局[15]。

3 双循环新发展格局下电力能源互联网发展的优化路径

3.1 打造电力物联网将人力、物力、信息多元资源全域全时连接

物联网技术的运用不断推动电力行业发展创新。通过物联网技术融合于智能电网中,电力物联网实现了电网系统和结构的优化创新。大数据时代的智能电网除了继承互联网数据的数字化、全球化特征外,还带有诸多物联网的海量数据、实时性、复杂性和超动态应用等新特征,正是这些数据特征引发了数据处理的革命[16]。在企业管理中,跨界思维可以打造战略新境界。跨界思维基于多源数据一体化、多样化的跨界服务。能源互联网具有广阔的投资前景,结合传统产业发展将组合催生出一些新的生产业态、新的产业链、新的增值空间和新的商业模式等。如柔性直流输电工程采用新一代高压直流输电技术,可以解决清洁能源的消纳问题;在电动汽车领域,通过建设电动汽车充电站和充电桩,可以形成智能充换电服务网络;在综合能源服务中,通过能源链发供配用的协同以及业务链规划设计和运行管理协同,可最大化提升综合效率[17]。能源互联网的网络层重心是无线宽带专网和导航技术,而平台层重心则是企业管理中台。未来能源互联网的发展可从能源互联网硬件、能源互联网技术、能源互联网数据等三方面进行展望。

3.2 构建全球电力能源互联网实现全球电力互济共享

全球能源互联网可将风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能等可再生能源传导到用户端,满足分布式电源接入需要,从而实现能源资源在全球范围内的互联共享、优化配置。其实质是“特高压电网+智能电网+清洁能源”[18]。在能源革命时代,能源互联网将带来巨大的商业价值,为电力市场化改革带来新活力。大数据分析应用的数据架构设计通过构建系统分析模型,提供一个大数据分析、信息挖掘和融合的,可适用于能源互联网环境的能源公共数据基础服务平台。在国际化发展过程中,金融科技大数据的服务作用得以充分发挥。人们有理由认为,互济共享或将成为未来新型国际电力能源体系中的核心价值观。

我国电力企业面对诸多风险和挑战,一是需要促进对电力能源发展认知方式的转变。持续增强自身对重特大风险、事故的预判、防控、应对、化解实力,不断强化公平竞争意识,充分尊重市场规律,依法合规开展经营活动。作为一种高级思维活动,互联网思维具有带动社会经济实体的生命力,其本质是创新思维。互联网与能源电力之间的融合发展正成为全球新一轮科技革命和产业变革下的时代潮流不可逆转。二是以科技创新引领坚强智能电网建设。坚强智能电网将我国电网技术通联世界,是世界未来电网发展的重要方向,也是实现电力互联互通的重要手段。在新发展格局下,国家电网作为能源行业“链主”企业、龙头企业,要向科技创新要动能,不断提高产业链、供应链现代化水平和运营管理水平,持续激发市场主体活力,优化产业链资源配置,加快形成能源互联网产业集群,并从根本上解决新能源关键设备和技术受制于人的问题。

此外,在政府层面,应通过推动完善多边能源合作机制,不断深化绿色、包容、可持续的能源合作,并持续巩固提升合作水平。以新发展理念为引领,构建全球电力能源互联网,发展国际能源合作伙伴关系,不但顺应了各国对提升能源开发利用效率,维护国际能源通道安全保障的要求,而且有利于构建综合能源合作保障体系,促进形成能源利益共同体和命运共同体[14],最终实现全球电力互济共享。

3.3 依托科技革命支撑“一带一路”能源电力互联互通

国际能源合作以低碳能源、清洁能源为导向。近年来,科技力量推动新能源一路高歌猛进,也有力促进国际能源开发合作。我国电力能源企业要审时度势,顺势而为。一是以“一带一路”创新共同体建设为载体,加强与沿线共建国家进行科技合作研究。聚焦在气候变化、生物多样性、污染防治、医疗医药、人类健康、清洁能源等关乎全球可持续发展的共性问题,鼓励多国多机构共同参与前瞻性科技合作,充分发挥互补优势[19]。二是不断推动新能源产业技术与产业模式创新。电网成熟电池储能、电动汽车、高空风力发电等技术突破或将改变清洁能源前景。新能源产业和技术目前正在“一带一路”沿线各国遍地开花。各国宜因地制宜,基于各自能源与矿产资源特色,加强互联互通,以科技助推能源电力变革,带动能源使用方法的转变,实现电力、生产、贸易的联动发展[13]。三是持续加大科技企业培育力度,深化科技创新服务。进一步探索“一带一路”重点国家和地区科技合作新模式,鼓励科技型企业抢抓机遇,率先“走出去”,助推企业强化风险意识,提升合规能力,在高科技项目、资本市场并购、国际风险投资、产业政策与环境等方面实现信息共建共享,并为科技型企业海外发展提供全方位、“一站式”、综合性服务。

3.4 促成合作开放互利共享的能源综合利用

伴随着全球经济一体化的快速形成,能源电力体系市场化改革不断提速。在开放的能源市场上,综合能源系统以现代信息通信技术和创新智能化的发展手段,因地制宜、统筹开发,对区域内多种能源资源进行整合,从而打造综合能源利用合作开放、互利共享的全产业链。综合能源服务作为一种新型能源服务方式,能够实现能源领域的融合发展。一是联手解决当务之急。针对当前综合能源服务项目融资难、落地难、技术不成熟、成本偏高、运用不便捷,能源管理体制机制不适应综合智慧能源产业发展新要求,以及产业发展人才紧缺等现实困境,各国应从坚定信心,以合作共赢营造行业发展良好生态,共同呼吁完善现有能源体制和政策,推动能源产业快速健康发展等方面入手改进。二是合理确定系统安全成本的分摊比例。确保在能源市场上各方参与能源综合利用获得必要的合作收益,并降低投资工程项目的风险和不确定性,从而构建可持续发展的长期稳定合作机制。三是合作开放、互利共享是促动企业进行海外投资可持续增长的原则和动力之源。我国电力企业参与国际能源电力投资项目建设,应通过共商、共建、共享机制寻找与合作方的共同利益点和利益平衡点,合力做大投资增量,避免内耗和无序、低效竞争。同时,为巩固伙伴关系,助推区域经济合作,应畅通必要的政策沟通渠道。四是通畅电力基础设施以融入全球产业链协同发展。电网基础设施建设和互联互通在“一带一路”建设中具有基础地位,因此要在加快能源电网基础设施建设的同时,重点打造能源互联网生态圈,不断拓展开放合作深度广度,积极带动产业链上下游共同发展。加大对印度、巴基斯坦、尼泊尔、孟加拉国等南亚地区国家的电力基础设施投资,重点加强对伊朗、埃及、土耳其等西亚、北非地区的电力投资,并积极参与扩展到泰国、波兰、爱沙尼亚等其他区域。

3.5 发挥全球能源互联网与双循环新发展格局的战略协同效应

国内能源行业应充分树立全球能源观,利用畅通国内大循环构建新发展格局的历史机遇进行能源转型战略思考。一是充分认识并准确把握双循环新发展格局和全球能源互联网二者之间的内在联系。二者之间彼此相互作用、相辅相成。前者对后者发挥政策导向作用,后者则为前者的顺利实施提供基础条件和动力支撑。全球能源互联网的推进实施是落实新发展格局的必然之举。反过来说,对全球能源互联网而言,国内循环为其高质量发展提供内需动力,而国内国际“双循环”相互作用则为其规模效应的发挥提供制度保障[4]。二是有效发挥全球能源互联网对“双循环”新发展格局的动力支撑作用。全球能源互联网基建投资和设备需求强大,可有效降低能源供应成本,并拉动全球经济增长。在经济效益上与“双循环”新发展格局的核心目标相一致,在社会效益方面,具有维系和连接各国政治彼此互信的纽带作用。三是在双循环新发展格局下,有序推进电力能源互联网发展战略。双循环新发展格局有其内在逻辑和内生动力,能源互联网有其特有的成长路径和发展规律,需要正确认识,顺势而为。电力能源互联网有序推进未来将必经的三个阶段是:第一阶段(2020-2025年),由国内能源互联网发挥基础作用,重点是加强国内各地区智能电网建设、加大能源互联网标准研究、开发国内清洁能源;第二阶段(2025-2035年),将由洲内能源互联网发挥标杆作用,进行清洁能源基地开发、基本实现洲内各国电网互联;第三阶段(2035-2050年),建设跨洲特高压骨干网架、开发北极与赤道能源基地、实现全球能源互联,洲际能源互联网发挥决定作用[19]。

总之,我国电力能源发展要以加快推动“一带一路”周边国家电力领域基础设施互联互通作为战略支点,进一步倾力构建全球能源互联网,将之打造成各国共建共享、互联互通、开放兼容的世界能源配置平台和发展合作平台,最终实现清洁能源的全球优化和高效利用。