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能源论文发表中国油气管网与能源互联网发展前景

来源: 树人论文网 发表时间:2019-08-22 编辑:lunwenfabiao 浏览次数: 次
摘要: 摘要:未来较长一段时期.油气仍是中国能源利用的主体,2030年之后在能源消费总量占比超过30%,能源主体地位进一步体现。能源互联网是未来能源发展的趋势,欧美及日本已结合本国
职称论文发表

  摘要:未来较长一段时期.油气仍是中国能源利用的主体,2030年之后在能源消费总量占比超过30%,能源主体地位进一步体现。能源互联网是未来能源发展的趋势,欧美及日本已结合本国能源特征发展出不同的模式。随着中国油气地位的提高.油气管网建设和运营规模不断扩大。油气管网将成为能源互联网中消纳可再生能源、建设智慧能源的重要参与者,并应融入能源互联网发展。加快油气互联网布局。梳理中国油气管网发展现状及前景.阐述能源互联网的发展趋势.探讨中国油气管网与能源互联网的融合发展模式,给出推动中国油气管网和能源互联网发展的建议.

  关键词:油气管网;能源互联网;融合发展;智慧能源

  中图分类号:F423 文献标识码:A 文章编号:1009-3370(2019)01-0001—06

油气储运

  《油气储运》(月刊)1977年创刊,本刊是经国家科委和新闻出版署批准出版,由中国石油天然气股份有限公司管道分公司主办,向国内外公开发行的科技亚博--任意三数字加yabo.com直达官网,主要刊载石油、天然气、成品油以及其他介质输送和储存工程等方面的科技文章。面向全国的石油、石化系统,国防、民航、铁路、交通的油气储运部门;市政供排水、煤气、热力管网等单位以及有关设计,科研院所,大专院校。

  美国学者Rifkin(2011)编着的《第三次工业革命》使能源互联网的概念广泛传播,并在世界范围内产生了深远影响【l】。发展能源互联网的目的,在于提高能源综合利用效率,缓解能源供需压力,减少污染物排放,推动能源产业转型升级和可持续发展。油气作为当前阶段维系国计民生和经济发展最重要的能源,油气管网发挥着不可替代作用。当前中国正在推进能源生产与消费革命,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,油气管网的发展迎来“互联网+智慧能源”新的发展契机。

  一、中国油气管网发展现状及前景

  (一)中国油气管网发展现状

  油气管道是油气安全、环保、高效运输最有效的手段,是能源输送的重要组成部分。目前国内已建成原油、成品油、天然气三大管网输送体系.形成了“北油南运”“西油东送”“西气东输”“海上登陆”的油气供应格局。特别是天然气管道成为近年来建设的重点。截至2017年底。中国油气长输管道总里程达到12.99万公里。

  在全球油气管道运输体系中,北美地区的油气管网系统最为发达。据统计,截至2017年3月,北美地区油气管道里程合计84.5万公里.占全球管道总里程的43%m。中国单位国土面积对应的管网里程与发达国家相比。差距仍然较大。油气管网建设仍有较大空间。

  (二)油气在中国能源革命中的地位

  世界能源发展经历了三次能源转型,目前已演变到“油气时代”(占比60%左右),正在向“低碳能源时代”转变。当今世界正处于第三次能源革命初期。能源消费由总量的增长向集约化、高效化方向发展。主体能源结构正向多元化、清洁化和低碳化方向转型。其中新能源将逐步进入黄金发展期。但以分布式太阳能、风能、第二代生物燃料为代表的新能源技术达到产业规模尚需时日。

  中国能源消费结构仍以煤炭为主。与世界能源结构相比,中国能源发展落后一个“能源时代”。2017年,天然气在中国能源消费结构中占比7.3%。远低于世界天然气消费平均水平(24.3%);新能源消费占比13.7%,略低于世界平均水平(14.8%)。推动能源革命已成为中国能源方针和政策的核心内容。是指导当前和今后一个时期能源领域发展改革的行动纲领.中国工程院提出了未来中国能源革命的“三步走”战略,分别以“控制大气质量 ‘控制碳排放”和“能源永续供应”为抓手,加快扩大天然气利用,优化能源结构,增加清洁能源比重。从当前至2035年,油气消费占比将由26%增长至30%,随后将逐渐趋于稳定;非化石能源消费比重将逐年提升,至2050年将增长至能源消费总量的近1/3。因此,未来中国能源结构调整中,在可再生能源替代化石能源成为主体能源以前,以油气为主的化石能源将长期占据主要地位。

  (三)中国油气管网发展前景

  油气管网是保障油气供应的主要基础设施,是实现能源生产与消费革命的重要支撑.今后10~15年仍将是中国油气管道建设的高峰期。依据国家发改委和国家能源局联合印发的《中长期油气管网规划》f3l,未来中国将继续完善东北、西北、西南和海上四大战略通道以及国内骨干管网建设,建成“横跨东西、纵贯南北、覆盖全国、联通海外、资源多元、调度灵活、安全可靠”的油气运输体系。油气管网总里程将超过30万公里,基本建成现代油气管网体系,与北美、欧洲油气管网系统共同构成世界三大油气管网体系。

  二、能源互联网的发展趋势

  能源互联网立足于能源发展的未来模式,具有支持多种能源融合发展、支持大规模分布式能源接入、支持多种储能设备的接入、支持互联网技术改造能源系统、支持向电气化转型等五大特征,深刻改变了原有的能源生产、运输和利用方式,使之更加安全、清洁、高效、经济和可持续。世界发达国家高度重视能源互联网发展,提出了不同的发展模式。根据融合方式不同,对能源互联网的发展模式进行分类。可分为侧重信息互联网、侧重能源网络结构以及革新性能源互联网3种发展模式。

  (一)德国——E—energy项目

  以信息通信技术为基础构建未来能源系统,德国联邦政府发起E—energy项目。致力于能源的生产、输送、消费和储能各环节之间的智能化【4】,包括智能发电、智能电网、智能消费和智能储能4个方面,成为实践能源互联网最早的国家。其本质与当前的“智能电网”模式类似.借助互联网收集能源相关信息,经分析决策后指导能源网的调度运行。E-energy项目计划实现了用户侧与需求侧的直接互联.构建了新型的能源体系架构。实现了多类型分布式能源和大型负荷的集中管理,整合储能设备和可再生能源设备、智能家居组成虚拟电站,直接参与电力市场交易,构建了能源互联网雏形。

  (二)美国——FREED项目

  美国能源互联网发展模式侧重能源网络结构。以FREED项目为代表.其主要特点为通过自治或中心控制的方法实现能源的供需平衡,其本质为分布式的能源网络。美国FREED项目对能源互联网的描述为,综合运用先进的电力电子技术、信息和智能管理技术,将大量由分布式能量采集装置、储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络节点互联,实现能量双向流动的能量对等交换和共享网络【5】。

  (三)El本——数字电网、电力路由器

  日本能源互联网发展模式属于革新性能源互联网,以日本的数字电网、电力路由器为典型代表。2010年,日本开展能源和智能电网领域研究工作,并于次年推广“数字电网”计划,构建一种基于各种电网设备的IP来实现信息和能量传递的新型能源网,其特点是实现了互联网技术和能源网络的深度融合[61。能源互联网是在现有的能源供给系统基础上,通过新能源技术与互联网技术的深度融合.将大量分布式能量的采集、转换、输送、调配、储存、交易、使用等装置互联耦合起来。

  三、油气管网与能源互联网融合发展前景

  (一)中国能源互联网发展前景

  2016年,国家制定了“互联网+”行动计划,随后国家能源局发布《关于组织实施“互联网+智慧能源”(能源互联网)示范项目的通知》,推出了包括化石能源互联网化交易运营、绿色能源多样化利用等56个能源互联网示范项目。截至2018年10月.已有2个项目实施完毕并完成交付,另有10余个项目在2018年底具备验收条件。

  能源互联网要求设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放同。设备智能即能源互联网能够对不同能源的生产设备、供应渠道、能源用户提供统一的接人端15。实现能源流、信息流无差别交流互换。多能协同强调以各类能源生产、储存、输送和消费特点为依据,通过互联网技术充分挖掘产业信息,实现传统化石能源、可再生能源以及核能等多种能源形式,电网、油气管网、热力管网甚至煤炭车船运输网等多种能源输送网络的互联协调,实现电、气、油、煤、热等多种能源和服务的优势互补与优化配置。信息对称充分发挥互联网技术本身高度开放的属性.实现信息的高速传导和海量数据的存储。实时高效的双向数据交互技术和数据存储分析技术.实现能源供应商与各个阶层用户之间的信息实时共享与公平开放。供需分散即在未来能源系统中,能效高、启停方便的分布式能源所占比例越来越大,众多分散式的能源生产、储能装置和需求点通过能源互联网相互联接,将形成一个“形散而神不散”紧密联系的生态圈。系统扁平,通过功能强大的互联网技术和管理分析软件.将众多类型的用户和能源经销商反馈的大量信息进行快速处理。减少中间层级,实现能源供应渠道直营化和短宽化。交易开放.未来每个参与主体的定位将变得模糊。可能既是能源的“生产者”。又是“消费者”,或者随着时间和场景的变化不断变换“身份”,这也意味着参与主体之间始终保持开放的交易状态。

  未来较长一段时期.化石能源仍是中国能源利用的主体.因此化石能源是构建能源互联网重要的组成部分之一。能源互联网在推进能源生产和消费革命过程中,应立足于整个能源系统的升级。将互联网技术与化石能源及可再生能源的生产、运输、存储、销售及贸易深度融合。油气管网与电网、互联网一样具有灵活、可靠的网络化结构和实时互动的技术特征.相似的运行方式表现出来的相仿的组织模式和市场特点.使得油气管网更易融入能源互联网的发展。因此,现阶段构建的能源互联网应以中国能源结构为基础,融合现有的电网和油气管网,与互联网共同构建“能源广域网”,融合城市配气网、配电网、微电网、城市热网等构建“能源局域网”,采用分散自治协同模式。达到能源按需传输和动态平衡,实现多种能源纵向优化配置和横向多能互补,构建能源产业发展的新业态。

  参考文献:

  [1】RIFKIN J.卟e third industrial revolution:how lateral power is transforming energy,economy and the wodd[M].New York:Palgrave

  MacMillan,201 1.

  [2】马钢,白瑞.全球油气管道分布及发展展望【J】.焊管,2018,41(3):6-11.[3]国家发展改革委,国家能源局.中长期油气管网规划【刚OL】.(2017—05).https://wenku.baidu.com/view/88ce2e3fbddl26ffiT05

  cel755270722192e590f.htIIll.

  [4】SCHMECK H,KARG L.E—energy-paving the way for an internet of energy[J].Inform Technol,2010,52:55-57.

  [5]HUANG A Q.FREEDM system—a vision for the future grid[C].Proceedings of IEEE Power and Energy Society General Meeting,

  Minnesota,2010.

  [6】6 BOYD J.An interact—inspired electricity grid[J].IEEE Spectrum,2013,50:12-14.

  f7】中国人民共和国国家发展和改革委员会,国家能源局,工业和信息化部.关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见[EB,0L】.

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

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