11月18日，第22屆聯合國氣候變化大會在摩洛哥馬拉喀什閉幕。這是《巴黎協定》于今年11月4日正式生效后的首次聯合國氣候變化大會。《巴黎協定》倡導溫室氣體低排放發展，要求把全球平均氣溫升幅控制在工業化前水平以上低于2℃之內，并努力將氣溫升幅限制在工業化前水平以上1.5℃之內。如何實現這一目標呢？日前在北京召開的2016泰山論壇暨《巴黎協定》實施研討會、中國微能源網產業技術創新聯盟年會上，與會專家提出可大力構建微能源網。
　　
　　什么是微能源網
　　
　　微能源網是一種智慧型能源綜合利用的區域網絡。它以能源的優化利用為導向，是與能源互聯網有機鏈接的智能化區域能源生產、使用、存儲、調度、控制的系統，是能源互聯網的基本組成部分。它具備較高的新能源接入比例，相對獨立運行，可通過能量存儲和優化配置，實現本地能源生產與用能負荷基本平衡，實現風、光、天然氣等各類分布式能源多能互補，并可根據需要與公共電網靈活互動。
　　
　　微能源網的概念比較拗口，我們只需明白它是解決末端智慧用能的就夠了。末端智慧用能很重要嗎？是的，很重要。
　　
　　去年11月，在聯合國氣候變化巴黎大會上，中國莊嚴承諾：將于2030年左右使二氧化碳排放達到峰值，并爭取盡早實現；2030年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降60%至65%；非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右。
　　
　　“峰值等自主貢獻目標的確定，實際上建立了中國質量效益型綠色低碳可持續發展的倒逼機制。”中國氣候變化事務特別代表、全國政協人口資源環境委員會副主任解振華說。
　　
　　世界銀行報告顯示，最近20年來，中國累計節能量雖然占全球52%，但2014年單位GDP能耗仍是世界平均水平的1.7倍，遠高于發達國家。燃煤工業鍋爐能效水平和電機系統平均運行效率比世界先進水平低10個百分點以上。化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放已居世界首位，接近美國、日本等國家排放量的總和。中國雖然是全球可再生能源利用規模最大的國家，但非化石能源占一次能源消費比重仍只有12%，而歐盟和一些發展中國家已有25%的能源消費來自非化石能源。
　　
　　為根治霧霾、減少溫室氣體排放，我國就必須大力發展清潔能源和可再生能源。然而，在大力發展新能源過程中，我們又遇到發電側大量間歇性電源的接入問題。與傳統發電技術的最大區別是，以風能、太陽能為代表的新能源發電屬于一次能源，不可儲存。風能、太陽能的隨機波動性，決定了其發電功率的隨機波動性。大規模的新能源電源接入電網以后，就對電網形成巨大的沖擊。缺少需求側（負荷側）響應的智能電網無法通過協調負荷側主動消化一些局部不均衡，只能依靠自身能力進行被動調整。“珠三角、長三角等經濟發達地區，電力不夠，負荷高峰時期只能限電。西北、三北地區雖然是理想的風能、太陽能發電場，但工業底子很薄，自身用電少，風電、光電配套輸變電能力差，導致大量風電、光電輸送不出來，只能棄風棄光。個別地區，部分時段，棄風、棄光率達到了驚人的90%。”中國微能源網產業技術創新聯盟副理事長馮東說。
　　
　　在此背景下，以微能源網為代表的新型能源體系的研究與建設就成為發展的必然。微能源網的思路是，以分布式開發、本地化高效利用的微能源網系統，取代集中生產、被動消費的傳統能源互聯網；以用戶為中心，讓用戶真正參與進來，削峰填谷，在需求側管理的基礎上加強響應，實現供需并重。通俗地說，普通家庭和個人將不再是單純的能源消費者，同時也可能成為能源的生產者和銷售者。當每一個企業、每一棟樓、每一個家庭都能參與可再生能源生產的時候，整個能源系統和傳統的能源生產消費方式將被徹底改變。由此，新能源的加入、多能源的融合等智能電網末端最后一公里的問題有望迎刃而解。
　　
　　微能源網怎么運作
　　
　　微能源網具備儲能、節能、需求側響應、分布式多能互補四位一體的特性，橫向多元互補和縱向園網合儲的協調控制是其成功運行的關鍵。
　　
　　“微能源網和傳統電網一個最主要的區別，是微能源網可以對分布式能源進行就地消化、就地平衡，同時也可以和大電網進行能量交換，因此微電網內部的控制和相關保護技術，和大電網相比有一些相應的區別。”華北電力大學輸配電系統研究所所長、國家973計劃能源專家咨詢組成員張建華說。
　　
　　微能源網通過綜合能量管理平臺，來管控局域能源流、信息流、業務流，因此，必須首先建立立體信息感知系統。立體信息感知主要實現對電網、熱網、氣網、交通、用戶和氣象甚至生產調度等信息進行全方位監測采集，得到完整的園區數據信息。信息感知需借助園區能源互聯網中的底層智能傳感設備，包括各類智能量測表計、智能傳感器以及負責信息匯總的集中器等。微能源網依據這些立體信息，進行能量和負荷的預測。預測的精度是能量精確管理和高效利用的重要前提。
　　
　　之后，就是電、天然氣、熱力、水能等多能源的優化調度。優化調度有各種方法，其中主要是分層和分布式的兩類算法。中央調度控制器根據優化調度方案或智能決策對電、熱、氣網發出決策指令，執行控制器對底層設備發出執行指令，以改變系統運行狀態。
　　
　　關于微能源網的幾項關鍵技術，張建華以微電網為例作了闡釋：
　　
　　分布式發電的控制技術。分布式電源從幾十千瓦到幾十兆瓦，即插即用，清潔環保。
　　
　　微電網控制與保護技術。這其中包括不同供電模式下微電網的孤島檢測與運行控制技術、微電網的保護與主動安全控制技術、高滲透率場景下的微電網互聯運行的群組協調控制技術，以及適用于微電網的集中、分散控制保護裝置。
　　
　　儲能技術。儲能技術可提高系統的經濟性和靈活性，平抑可再生能源的波動性，提高暫態過程中的穩定性，是一項關鍵技術。目前主要有鋰電池、釩液流電池、超級電容等解決方案。
　　
　　能量管理技術。針對居民用戶、商業用戶、工業用戶，建立基線負荷、可計劃負荷、可調控負荷等互動用電模型，借助光伏發電、風電機組、燃料電池等監控系統，監視和預測微電網內各分布式電源、儲能和負荷的狀態，生成最優控制策略，實現微電網的穩定與經濟運行。
　　
　　多微網協調控制技術。當多個微網之間形成微網群的時候，如何協調和控制？比如十幾個微電網群，根據價格、負荷情況，靈活地實行多微網協調、分工。
　　
　　微電網的接入使配電系統發生根本性變化，比如可以使配電網從傳統單向輻射的網絡轉變為雙向潮流流動的網絡。分布式能源和微電網本身的建設，還可以補充大電網的投資不足。多種能源互補，特別是用戶側水、電、氣各種能源的互補，將對電力市場的未來格局產生深遠影響。也就是說，用戶可以向配電網購電，也可以向配電網出售電能，市場競爭也會更加激烈。
　　
　　經濟效益如何體現
　　
　　微能源網作用那么大，它的盈利模式是什么呢？
　　
　　解振華認為，雖然目前國內發展微能源網還談不上經濟收益，但我國已建立質量效益型、綠色低碳可持續發展的倒逼機制，正為像微能源網這樣的綠色低碳產業提供廣闊的市場盈利空間。
　　
　　據有關研究機構初步估算，按2010年價格計算，到2030年，我國實現聯合國氣候變化巴黎大會上的自主貢獻目標和任務，大約需要投入41萬億元人民幣。目前已投入10.4萬億元，未來15年還將投入約30萬億元。2017年全國碳排放權交易市場將啟動，涉及石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙、電力和航空等8個主要工業行業年能耗1萬噸標準煤以上的企業約7000家，總排放占當前全國化石能源燃燒碳排放總量的40%以上。
　　
　　如果從全球范圍來看，微能源網市場空間更大。據有關研究機構估計，到2030年，全球有90萬億美元的新建基礎設施建設需要綠色低碳化。世行宣布最新氣候變化行動計劃，到2020年每年提供290億美元融資支持發展中國家新增可再生能源。目前絕大多數成員已提交了國家自主貢獻計劃（INDC），如歐盟計劃到2030年，可再生能源占一次能源消費比重將從2014年的16%提高到27%。據有關機構評估，現有INDC可將全球溫度上升控制在2.7℃，離2℃目標還有較大差距。全球綠色低碳轉型發展方向已成共識，能源革命已經成為大趨勢，微能源網產業如果搶占了低碳技術和低碳市場先機，就能占領未來科技和產業發展的制高點，贏得可觀的經濟效益。
　　
　　據了解，北京中石油大廈采用微能源網末端優化系統后，能耗大幅下降了三分之二，節省了三分之二的能源運行成本。“減少了開支，就等于取得了收益。”馮東說。
　　
　　機制創新亟待跟上
　　
　　“當前的風力發電、光伏發電產能過剩，可能是因為供需兩端連接不夠，而并不是真的過剩了。構建微能源網需要創造性地進行供給側改革。供給側改革怎么改？它必須和消費側改革相結合，發揮消費端的反作用。”泰山論壇主席、微能源網產業技術創新戰略聯盟理事長艾豐說。
　　
　　一方面是激勵機制和招投標制度。科技部可再生能源與新能源國際科技合作計劃辦公室主任趙剛認為，發展微能源網不但要在投入、研發上加大力度，關鍵還得進行體制、機制變革。“我們過去有很多不好的做法：政策一方面鼓勵科研人員創新，鼓勵研發新技術、新產品，另一方面政府招標采購卻要求必須有市場應用業績。剛研發出的新技術、新產品，怎么可能有市場應用業績呢？因此，好項目往往被跨國公司拿走了。”他表示，科技部最近幾年陸續出臺了《科技成果轉化法》，還與中科院、教育部聯手出臺了鼓勵科技人員創新創業、鼓勵成果轉化的一些新政策。“在成果轉化的時候，50%以上的收益歸個人，或者歸團隊。注冊公司的時候，研發者可以占大股份，可以注冊公司當法人代表，這在過去是不可能允許的。”
　　
　　另一方面是電價改革。國家能源局新能源和可再生能源司新能源處孔濤博士認為，目前卡在光伏直供電壓機制、微電網運營主體售電權、供熱權、供電營業區劃定。新一輪電力體制改革的方向是逐步推進電價改革，推動供求雙方直接交易，構建競爭性的電力市場，促進可再生能源利用。他建議：輸配電地區建設的光伏發電項目，可將電力就近銷售給附近用戶，在試點區域內，允許簽訂自由合約，允許適用偏差結算條款，允許采取峰谷分時的靈活交易方式。