新一代能源體系應(yīng)具備經(jīng)濟(jì)高效、能源替代、兼容利用和互動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。未來(lái)10~50年全球“新一代能源體系”將呈以下四大發(fā)展趨勢(shì)。
從集中供給向分散供給轉(zhuǎn)變（歐洲領(lǐng)先）。即以分布式能源網(wǎng)絡(luò)再造能源對(duì)內(nèi)利用體系。分布式能源系統(tǒng)是相對(duì)于能源集中生產(chǎn)（主要代表形式是大電廠加大電網(wǎng)）而言的。其特點(diǎn)是供電可以滿足特殊場(chǎng)合的需求，彌補(bǔ)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定性不足的缺陷。
自上世紀(jì)70年代石油危機(jī)以來(lái)，美國(guó)、歐洲和日本就逐步發(fā)展和普及分布式能源系統(tǒng)。美國(guó)現(xiàn)在有6000多座區(qū)域能源站，日本區(qū)域能源站總裝機(jī)容量達(dá)920萬(wàn)千瓦，其中50%以天然氣作為燃料，英國(guó)區(qū)域能源站總裝機(jī)容量已有500萬(wàn)千瓦，荷蘭有40%的電力來(lái)自天然氣冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)。據(jù)派克（Pike）研究公司于2010年12月發(fā)布的預(yù)測(cè)報(bào)告，可再生分布式能源發(fā)生市場(chǎng)到2015年將達(dá)1540億美元。丹麥花費(fèi)了近20年的時(shí)間才完成這種轉(zhuǎn)變。丹麥通過(guò)推廣應(yīng)用分布式能源系統(tǒng)，不僅大幅提高了能源效率，而且實(shí)現(xiàn)了能源獨(dú)立。
從洲際壁壘向洲際兼容轉(zhuǎn)變（歐洲領(lǐng)先）。以洲際兼容網(wǎng)絡(luò)再造能源對(duì)外利用體系。世界各地能源分布是不平衡的。能源儲(chǔ)量在一端，而能源消費(fèi)又在另一端，即處于不同的空間位置，一個(gè)國(guó)家如何最大限度利用全球能源，以實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)能源的穩(wěn)定性，完全取決于其洲際能源兼容網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。歐洲洲際兼容網(wǎng)絡(luò)不僅能充分利用洲際間的能源，而且維持了能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性和不平衡性：一是實(shí)現(xiàn)鄰國(guó)之間能源網(wǎng)絡(luò)對(duì)接。丹麥、瑞典、挪威、芬蘭四國(guó)之間建立了北歐電力市場(chǎng)，進(jìn)行電力的相互輸送。在無(wú)風(fēng)時(shí)，丹麥會(huì)從鄰國(guó)挪威進(jìn)口水電，而風(fēng)力發(fā)電富余時(shí)，丹麥就會(huì)將風(fēng)電通過(guò)北歐電力交易市場(chǎng)賣給其他國(guó)家。二是實(shí)現(xiàn)整個(gè)歐洲能源網(wǎng)絡(luò)對(duì)接。歐盟為確保電力聯(lián)網(wǎng)成為成員國(guó)的能源“公交系統(tǒng)”，決定在2014年以前通過(guò)立法、加強(qiáng)合作等手段建立一體化能源市場(chǎng)。三是努力實(shí)現(xiàn)歐盟與北非、中東等國(guó)家的能源兼容。目前英、法、意等都在加快推動(dòng)智能電網(wǎng)與北非、中東等國(guó)家的對(duì)接。
從單向供給向雙向互動(dòng)轉(zhuǎn)變（美國(guó)領(lǐng)先）。即以智能能源網(wǎng)再造能源運(yùn)轉(zhuǎn)體系。智能能源網(wǎng)的目標(biāo)是將現(xiàn)有的電力、水務(wù)、熱力、燃?xì)獾葐蜗蜻\(yùn)轉(zhuǎn)而且浪費(fèi)巨大的能源網(wǎng)絡(luò)改造為高效互動(dòng)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。哪個(gè)國(guó)家能率先做到這一點(diǎn)，它就能優(yōu)先于其他國(guó)家達(dá)到全球能源體系更高級(jí)別的頂端水平，同時(shí)在這個(gè)歷史轉(zhuǎn)型中把握和整合能源體系最新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前美國(guó)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)其價(jià)值3萬(wàn)億美元的電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施智能電網(wǎng)技術(shù)和超導(dǎo)材料集成的升級(jí)改造，這將導(dǎo)致全球能源領(lǐng)域的重大變革。
從“小道”運(yùn)送向“高速公路”轉(zhuǎn)變（美國(guó)領(lǐng)先）。即以超導(dǎo)電網(wǎng)再造能源效率體系。超導(dǎo)電網(wǎng)是一場(chǎng)營(yíng)建能源高速公路的革命。世界銀行預(yù)測(cè)，2020年，高溫超導(dǎo)電纜將取代80%的城市傳統(tǒng)地下電纜，世界市場(chǎng)超導(dǎo)電纜銷售額將達(dá)300億美元。美國(guó)在“美國(guó)電網(wǎng)2030”規(guī)劃中，提出了采用超導(dǎo)技術(shù)建設(shè)其骨干電網(wǎng)的建議。這也是美國(guó)能源部總計(jì)投資4700萬(wàn)美元的超導(dǎo)智能電網(wǎng)示范工程一攬子計(jì)劃的一部分。如果美國(guó)借此發(fā)展智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，8~10年內(nèi)這個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)5萬(wàn)億美元；如果美國(guó)借此全力發(fā)展超導(dǎo)電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，8~10年內(nèi)這個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)30萬(wàn)億美元。
中國(guó)新能源的成敗關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)“四網(wǎng)一圖”
2020年前對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)是個(gè)新能源布局的戰(zhàn)略機(jī)遇期，中國(guó)能否迅速占領(lǐng)全球產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，取決于對(duì)“新一代能源體系”的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作。未來(lái)10~50年，中國(guó)要從國(guó)家戰(zhàn)略高度對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，從能源對(duì)內(nèi)利用體系、對(duì)外利用體系、運(yùn)轉(zhuǎn)體系、效率體系四方面，加快構(gòu)建分布式能源網(wǎng)絡(luò)、洲際兼容網(wǎng)絡(luò)、智能能源網(wǎng)絡(luò)、超導(dǎo)電網(wǎng)“四張新網(wǎng)”，推動(dòng)我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
第一張網(wǎng)：以分布式能源網(wǎng)絡(luò)再造能源對(duì)內(nèi)利用體系對(duì)國(guó)內(nèi)能源“吃光用盡”。在歐美基本不再建設(shè)大型電源設(shè)施時(shí)，我國(guó)卻將眼光更多放在能源集中生產(chǎn)上。盡管2010年國(guó)家能源局明確提出分布式能源系統(tǒng)發(fā)展的具體目標(biāo)，但我國(guó)分布式能源發(fā)展仍然躊躇不前。“十二五”時(shí)期，我國(guó)要大力發(fā)展分布式電網(wǎng)，以解決擁有13億人口的企業(yè)和家庭用電問(wèn)題，關(guān)鍵是要解決三大難題。
一是突破體制障礙。在現(xiàn)行體制下，電網(wǎng)企業(yè)是電量的唯一買家，而電網(wǎng)更是被兩家規(guī)模巨大的電網(wǎng)公司所壟斷。由于沒(méi)有足夠的電網(wǎng)通道把電送出自治區(qū)，目前蒙西電網(wǎng)約三分之一的火電機(jī)組被迫停機(jī)，超過(guò)42%的風(fēng)電機(jī)組棄風(fēng)。一面是越來(lái)越緊俏但卻不能變現(xiàn)的煤和電，一面是國(guó)家電網(wǎng)的銅墻鐵壁。盡管早在2002年我國(guó)就明確了電力體制改革的方向，即堅(jiān)持政企分開(kāi)、廠網(wǎng)分開(kāi)、主輔分開(kāi)、輸配分開(kāi)，打破壟斷，引入競(jìng)爭(zhēng)。然而，9年過(guò)去了，我國(guó)雖然基本實(shí)現(xiàn)了“政企分開(kāi)”與“廠網(wǎng)分開(kāi)”，但“主輔分開(kāi)”與“輸配分開(kāi)”的目標(biāo)仍沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。為了推動(dòng)分布式能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建議參照丹麥國(guó)家電網(wǎng)的做法，在“廠網(wǎng)分開(kāi)”的基礎(chǔ)上，將輸電與配電拆開(kāi)，輸電可由國(guó)家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)，不以營(yíng)利為目的；配電可由民營(yíng)公司運(yùn)營(yíng)，以滿足用戶的選擇權(quán)。
二是突破法律障礙。政策法規(guī)的滯后是分布式能源難以獲得快速發(fā)展的最根本原因。我國(guó)《中華人民共和國(guó)電力法》規(guī)定，只有擁有電力管理部門頒發(fā)的供電許可證的企業(yè)才能成為合法的供電主體，分布式電源將多余電量供給其他用電主體有悖于現(xiàn)行的法律規(guī)定。為此，“十二五”期間需要完善法律法規(guī)和制度，大力支持分布式能源系統(tǒng)的發(fā)展并清晰其法律定位，并盡快制定分布式能源系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，為順利推廣分布式能源網(wǎng)絡(luò)鋪平道路。
三是突破激勵(lì)機(jī)制障礙。由于分布式能源系統(tǒng)有一特點(diǎn)，即消費(fèi)者不僅可以從電網(wǎng)上購(gòu)電，而且可以向電網(wǎng)售電，這對(duì)現(xiàn)有的企業(yè)利益分配模式是一個(gè)很大的沖擊，即企業(yè)利潤(rùn)的多寡與售電量無(wú)關(guān)。為了鼓勵(lì)電網(wǎng)企業(yè)支持分布式能源系統(tǒng)，“十二五”期間需要進(jìn)一步確立電網(wǎng)企業(yè)在分布式能源系統(tǒng)發(fā)展上的責(zé)任和義務(wù)，制定相應(yīng)的稅收減免等優(yōu)惠措施，采取分布式能源建設(shè)方與電網(wǎng)組建合資公司方式，形成利益共享和共贏機(jī)制。
現(xiàn)階段，我國(guó)最適宜發(fā)展應(yīng)用分布式能源系統(tǒng)的地區(qū)主要有三類：第一類是在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)和人口集中的東中部地區(qū)。由于分布式能源系統(tǒng)初始投資大,要用好燃料；要有比較穩(wěn)定的冷、熱、電用戶,主要是第三產(chǎn)業(yè)和住宅用戶；要求具有環(huán)保性能較好的特點(diǎn)等。從地域來(lái)看,珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲、環(huán)渤海地區(qū)具備這些條件。第二類是總體科技文化水平和素養(yǎng)較高的地區(qū)。分布式能源系統(tǒng)是分散式運(yùn)行管理,這就要求使用區(qū)域的用戶總體科技文化水平和素養(yǎng)較高。第三類是在天然氣產(chǎn)地附近、天然氣價(jià)格特別便宜的地區(qū)，如新疆、鄂爾多斯、川渝和青海四大天然氣區(qū)就可以率先發(fā)展分布式能源系統(tǒng),取得經(jīng)驗(yàn)后再向其他地方發(fā)展。
第二張網(wǎng)：以洲際兼容網(wǎng)絡(luò)再造能源對(duì)外利用體系對(duì)全球能源“充分利用”。洲際兼容能源網(wǎng)絡(luò)也應(yīng)成為中國(guó)能源網(wǎng)改革模式。“十二五”時(shí)期，我國(guó)洲際兼容能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以采取三步走的方針：第一步是打破國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的省際間壁壘。在歐洲作出加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)“同步電網(wǎng)，越大越好”的市場(chǎng)一體化選擇的同時(shí)，我國(guó)一直還存在著國(guó)家、區(qū)域、省級(jí)電力市場(chǎng)之間是“水火不容”還是“彼此開(kāi)放”之爭(zhēng)。中國(guó)要占領(lǐng)全球產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，首先要實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的聯(lián)網(wǎng)。第二步是實(shí)現(xiàn)中國(guó)能源網(wǎng)絡(luò)與周邊國(guó)家能源網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接。我們的鄰國(guó)中，俄羅斯、哈薩克斯坦、蒙古都有豐富的油氣資源，這些國(guó)家的油氣資源對(duì)于解決我國(guó)“能源安全”具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。俄羅斯、哈薩克斯坦、蒙古的石油運(yùn)送能夠采用管道運(yùn)送的方式，從而突破了海運(yùn)的限制，應(yīng)該是中國(guó)未來(lái)的“加油站”。“十二五”時(shí)期我國(guó)應(yīng)加速建設(shè)與這些周邊國(guó)家的跨國(guó)管網(wǎng)、中央干線管道、聯(lián)絡(luò)支線管網(wǎng)和LNG管道互聯(lián)互通的多層次的輸配網(wǎng)絡(luò)。第三步是設(shè)計(jì)好與能源進(jìn)口合作伙伴的能源網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接。目前，印尼、中東、拉美和北非是我國(guó)石油開(kāi)發(fā)最重要的合作伙伴，但這些地區(qū)的石油都要經(jīng)過(guò)海路運(yùn)輸，“十二五”時(shí)期，我國(guó)要重點(diǎn)關(guān)注與這些國(guó)家的能源運(yùn)輸安全的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。
第三張網(wǎng)：以智能能源網(wǎng)再造能源運(yùn)轉(zhuǎn)體系解決能源“短缺”問(wèn)題。國(guó)家電網(wǎng)公司公布的三個(gè)階段的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”建設(shè)規(guī)劃，意味著中國(guó)已正式確立了建設(shè)智能電網(wǎng)的路線圖，中國(guó)智能電網(wǎng)有望升格為智能能源網(wǎng)。未來(lái)中國(guó)新能源網(wǎng)絡(luò)不僅要實(shí)現(xiàn)不同能源之間的互動(dòng)，而且要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)端與消費(fèi)端之間的互動(dòng)。一方面，智能能源網(wǎng)能夠?qū)⑿滦涂商娲茉唇尤腚娋W(wǎng)。如農(nóng)村使用太陽(yáng)能，如果天氣不好，能源就會(huì)自動(dòng)切換到煤氣或電力系統(tǒng)，而不至于因沒(méi)有太陽(yáng)而洗不成澡。另一方面，智能能源網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙向互動(dòng)的智能傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)行動(dòng)態(tài)的浮動(dòng)電價(jià)制度。以往只有生產(chǎn)端主動(dòng)向消費(fèi)端提供能源，而消費(fèi)端卻無(wú)法主動(dòng)向生產(chǎn)端發(fā)出需求，正是由于缺乏互動(dòng)電網(wǎng)系統(tǒng)，以致經(jīng)常出現(xiàn)區(qū)域性、季節(jié)性的“氣荒”、“電荒”等短缺現(xiàn)象。
當(dāng)前，中國(guó)智能能源網(wǎng)不僅在理論框架上日趨成熟，在實(shí)際應(yīng)用中也取得了一些進(jìn)展。為此提出以下兩個(gè)建議：一是中國(guó)領(lǐng)先制定智能能源網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，以推動(dòng)全球能源網(wǎng)的共同轉(zhuǎn)型，從而達(dá)到中國(guó)能源變革事半功倍的目的。二是選擇上海浦東新區(qū)和河北唐山率先試點(diǎn)。作為智能能源網(wǎng)規(guī)劃與實(shí)施的示范區(qū)，上海浦東新區(qū)和河北唐山已參與了智能能源網(wǎng)示范項(xiàng)目的子課題研究，目前已經(jīng)初見(jiàn)成效，如果智能能源網(wǎng)在這兩個(gè)地區(qū)試點(diǎn)成功，意味著該項(xiàng)目為智能能源網(wǎng)的大范圍推廣積累了產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，具有在全國(guó)推廣的價(jià)值。
第四張網(wǎng)：以超導(dǎo)電網(wǎng)再造能源效率體系修建能源“高速公路”。我國(guó)進(jìn)行能源效率體系的革命，就是要修建能源高速公路，跑得快。它是解決一個(gè)國(guó)家或地區(qū)大容量、低損耗輸電的最佳途徑，尤其適應(yīng)中國(guó)這樣幅員廣大的區(qū)域。比如，從內(nèi)蒙到上海通過(guò)傳統(tǒng)輸電方式輸電至少需要500千伏的電壓，但是通過(guò)超導(dǎo)電纜可使用220伏的電壓輸送。在我國(guó)城區(qū)和郊區(qū)等人口密集區(qū)域，10公里以內(nèi)的110kV~220kV輸電線路適合建造超導(dǎo)電網(wǎng)，低溫設(shè)備的維護(hù)也非常方便。為了做強(qiáng)做大我國(guó)超導(dǎo)電力技術(shù)，建議“十二五”期間進(jìn)一步做好超導(dǎo)技術(shù)消化吸收再創(chuàng)新，把甘肅白銀市首座超導(dǎo)變電站建成全國(guó)超導(dǎo)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的種子工程、示范項(xiàng)目，為全國(guó)超導(dǎo)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展探索道路；同時(shí)以此為契機(jī)，加快產(chǎn)業(yè)鏈配套發(fā)展，力爭(zhēng)把我國(guó)建成全球超導(dǎo)電力產(chǎn)業(yè)基地。
繪制“清晰的”低碳路線圖。大力發(fā)展清潔能源背后實(shí)際上蘊(yùn)藏的是未來(lái)技術(shù)選擇，必須要有清晰的低碳路線圖。低碳路線圖應(yīng)包括減排目標(biāo)時(shí)間路線圖、行業(yè)和地區(qū)分解路線圖，以及技術(shù)開(kāi)發(fā)路線圖。
2011年3月份發(fā)布的《歐盟2050低碳經(jīng)濟(jì)路線圖》提出，歐盟2030年將達(dá)到溫室氣體減排40%，2040年減排60%。根據(jù)路線圖要求，以1990年排放值為基準(zhǔn)，2020年之前，年減排目標(biāo)應(yīng)每年遞增1%，2020年至2030年，年減排目標(biāo)應(yīng)每年遞增1.5%，而從2030年至2050年，年減排目標(biāo)應(yīng)每年遞增2%。該路線圖將減排目標(biāo)細(xì)分到了行業(yè)，其中電力部門承擔(dān)了最重的減排任務(wù)，到2030年電力行業(yè)需減排34%~40%，而到2050年則需實(shí)現(xiàn)減排93%~99%。住宅與服務(wù)業(yè)至2030年需減排37%~53%，2050年減排88%~91%。工業(yè)到2030年減排 34%~40%，2050年減排83%~87%。各個(gè)行業(yè)中，壓力最輕的是農(nóng)業(yè)的非二氧化碳溫室氣體減排，其目標(biāo)為2030年實(shí)現(xiàn)減排36%~37%，2050年達(dá)到42%~49%。根據(jù)路線圖的預(yù)計(jì)，若全面實(shí)施此計(jì)劃，歐盟委員會(huì)預(yù)計(jì)未來(lái)10年將至少需要增加500億歐元的研發(fā)和示范資金。