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能源大互联时代正在到来，这是一部德国实践路线图中国能源互联网试点工程已经启动，这本书将为我们提供方向、思路和经验参考

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这是一片万亿级蓝海，万分之一的人才能把握的机遇

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非常感谢德国国际合作机构（GIZ）提供本书的延伸阅读内容《中国智能电网发展监管路径研究报告（精简版）》

“中国智能电网发展监管路径”研究是由中国国家能源局指导，德国联邦经济合作与发展部（BMZ）委托德国国际合作机构（GIZ）中德气候变化项目执行的。本文为完整研究报告的精简版。

内容简介

技术的发展催生了“能源互联网”的兴起，从概念到实践， “E-Energy”项目开启了德国乃至整个欧洲探索能源互联网的坚实步伐，库克斯港、莱茵-鲁尔工业区等6个示范项目，清晰地展现了从规划到实施的全过程，旨在探索能源互联网的可行性与未来发展方向，为可再生能源的开发、集中式与分布式发电的协调、电网传输的优化、基于智能终端用电设备电能消耗的控制等的可能性提供实验基地。德国在该领域的探索与实践，在中国能源互联网灯塔项目启动之际，无疑为我们提供了宝贵的经验借鉴。

作者简介

本书由阿诺德·皮科特（Arnold Picot）和卡尔-海因茨·诺伊曼（Karl-Heinz Neumann）编著

汇集了德国政府、学界和企业界能源互联网领域专家的思想精华并感谢德国国际合作机构（GIZ）提供本书的延伸阅读内容《中国智能电网发展监管路径研究报告》（请见副册）

目　　录

推荐序一推荐序二
第一篇关于能源变革的思考

第二篇德国能源互联网的灯塔项目

第四篇能源互联网带来新的市场与商业模式

推荐序一
<div>推荐序二</div>
<div>前    言</div>
<div><br /><strong>第一篇  关于能源变革的思考</strong><br /><br /></div>
<div>01  开幕致辞 // </div>
<div>02  欢迎致辞 // </div>
<div>03  智能电网——欧洲针对未来电网搭建的技术平台 // </div>
<div>04  信息通信技术在能源供给与消费领域的应用 // </div>
<div>05  能源和信息技术融合下的能源市场的长远发展 // </div>
<div><br /><strong>第二篇  德国能源互联网的灯塔项目</strong><br /><br /></div>
<div>06  eTelligence 项目：库克斯港示范区项目——通过ICT使电力系统的生产者与消费者实现智能系统集成 // </div>
<div>07  E-DeMa项目：莱茵-鲁尔工业区示范项目——开发面向未来能源市场的网络化的分布式能源系统//</div>
<div>08  MeRegio项目：巴登示范区项目——以最少二氧化碳排放为出发点的地区//</div>
<div>09  曼海姆示范城市项目（Mannheim）——鼓励能源供应商将应用和客户实时地接入能源市场 // </div>
<div>10  RegModHarz项目：哈尔茨示范区项目——实现电力系统接纳更多可再生能源甚至是100% // </div>
<div>11  Smart Watts项目：亚琛示范区项目——利用能源互联网和智能电表提高能源系统的自我调节能力 // <br /><br /></div>
<div><strong>第三篇  信息与通信技术在能源经济中的机遇与选择</strong><br /><br /></div>
<div>12  电力流动和信息技术：在生产和消费之间 // </div>
<div>13  能源产业价值创造系统的一体化 // </div>
<div>14  能源经济商业流程的IT平台 // </div>
<div>15  能源互联网的软件架构 // </div>
<div><br /><strong>第四篇  能源互联网带来新的市场与商业模式</strong><br /><br /></div>
<div>16  未来能源市场的IT和服务创新 // </div>
<div>17  专家讨论会（第一轮） // </div>
<div>18  简介德国工业联合会（BDI）"能源互联网"工作组的研究成果 // <br /><br /></div>
<div><strong>第五篇  能源互联网的风险和机遇</strong></div>
<div><b><br /></b>19  从监管角度来看能源互联网 // </div>
<div>20  专家讨论会（第二轮） // </div>
<div>21  总结与展望 // </div>
<div>22  结语 // </div>
<div><br /><strong>附  录  德国智慧能源——能源互联网E-Energy示范项目研究报告 //</strong></div>

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前　　言

推荐序一
能源互联网：照亮能源转型航程的灯塔
何继江博士，副研究员。清华大学科技与社会研究所博士、清华大学能源环境经济研究所博士后。现任清华大学能源互联网创新研究院政策研究室主任，兼任中国电动汽车充电技术与产业联盟副理事长。国家能源局"能源互联网行动计划预研"课题专家。
德国引领世界的能源转型

E-Energy是德国能源转型的一座灯塔
中国举起能源互联网的旗帜
中国的能源互联网灯塔项目也已经启动

<strong>推荐序一</strong><br /><strong>能源互联网：照亮能源转型航程的灯塔</strong>
<div><b><br /></b><strong>何继江</strong>  <span style="font-family: 楷体;">博士，副研究员。清华大学科技与社会研究所博士、清华大学能源环境经济研究所博士后。现任清华大学能源互联网创新研究院政策研究室主任，兼任中国电动汽车充电技术与产业联盟副理事长。国家能源局"能源互联网行动计划预研"课题专家。</span></div>
<div><span style="font-family: 楷体;"><br /></span><strong>德国引领世界的能源转型</strong></div>
<div><strong><br /></strong></div>
<div></div>
<div>    E-Energy是德国联邦经济和技术部(BMWi)发起的一个技术创新促进计划，旨在探索以ICT为基础的未来能源系统。现在德国联邦政府已宣布将E-Energy作为一个国家性的"灯塔项目"，这是鉴于E-Energy对于德国能源转型的重要作用。</div>
<div></div>
<div></div>
<div>    德国的能源转型对世界能源转型具有灯塔意义。</div>
<div></div>
<div></div>
<div>    2000年德国正式启动能源转型。那时候，光伏成本还非常高昂，德国的光伏度电成本大约在5元人民币以上，但是德国坚定地实施了光伏补贴政策。十几年来，德国的光伏政策已经成为世界能源转型的一个重要灯塔。</div>
<div></div>
<div>    2010年，德国制定2050年的能源规划，设计了2050年电力中可再生能源占比80%，以及2050年温室气体排放比1990年减少80%～95%的宏伟目标。2011年，德国又以弃核决策让世界震惊。</div>
<div></div>
<div>难道德国真的准备用风电和光伏作为主体能源？既要淘汰核电，也要淘汰煤电？这简直有些令人难以置信？</div>
<div></div>
<div>    然而，德国的能源转型事实上却实如此之快。</div>
<div></div>
<div>    2015年，德国可再生能源发电占电力比重超过30%，风电占到13.3%，光伏达到6%。2016年5月，可再生能源发电占比达到42.8%。2016年5月8日中午，德国的可再生能源发电占德国全部用电负荷达到88%。</div>
<div></div>
<div>    德国的案例已经证明了在技术层面上，现代电网完全能够应对大规模发展太阳能、风能等可再生能源并网发电的挑战，以能源互联网为核心特点的新型能源已现雏形。</div>
<div><br /><strong>E-Energy是德国能源转型的一座灯塔</strong></div>
<div></div>
<div>    作为德国的灯塔创新项目，E-Energy项目研究接纳高比例可再生能源的电力系统，其最终目标就是100%可再生能源，而其技术核心则是通信系统与能源系统的深度融合。六个E-Energy项目从不同角度围绕核心目标进行了探索。巴登示范区的目标是成为最少二氧化碳排放区，其成果是开发一套在能源信息为核心的低碳排放示范区的认证体系以及智能化平台。哈尔茨示范区是风能等可再生能源丰富的地区，项目目标是实现智能发电、智能电网、智能用电和智能储存，从而实现电力系统接纳更多可再生能源，甚至实现100%可再生能源。曼海姆项目鼓励能源供应商通过电力宽带设计将每一个应用、每一个客户实时地接入到能源市场之中，为能源互联网的实现打下基础。库克斯港示范项目探索通过现代的信息通信技术使电力系统的生产者与消费者实现智能系统集成。莱茵-鲁尔工业区示范项目开发面向未来能源市场的网络化的分布式能源系统，其中有上千名客户通过配备智能电网、智能白色家电、小型热电联产设备以及电暖设施展现信息通信技术网关使系统完全自动化并提高能源效率的情景。亚琛示范区项目的关键理念是"智能千瓦时"，使物理能源传输过程中伴随信息的有效传输，能够有力支撑绿色电能交易的实现。</div>
<div><br /><strong>中国举起能源互联网的旗帜</strong></div>
<div></div>
<div>    德国的E-energy在能源系统与通信系统之间的融合做了大量的探索和创新。但德国人并没有率先使用能源互联网这个词。在国家官方文件中使用能源互联网，当是中国人的创新。中国的官方文件中，先是提出"互联网 "智慧能源，然后又直接把它简称为"能源互联网"。</div>
<div></div>
<div>    能源互联网进入中国能源政策体系，首要的诱发因素是互联网。2015年李克强总理在政府工作报告中首次提出"互联网 "行动计划。此后，2015年7月发布国发【2015】40号文件《国务院关于积极推进"互联网 "行动的指导意见》，该文件将互联网明确为一种创新要素，互联网与能源系统的融合，被称为"互联网 智慧能源"。</div>
<div></div>
<div>    2015年5月，能源局开始组织能源互联网行动计划的课题研究和文件起草工作。时任能源节约与科技装备司司长的江冰牵头组织清华大学等单位开展了能源互联网行动计划预研项目的十二个课题的研究。我作为清华大学的课题组成员参与了课题研究，后来也参与了科技司牵头的两份有关能源互联网文件的起草。当时江冰司长还委托科技司冯波博士组织能源互联网青年沙龙，沙龙人员主要是课题组中的青年成员，每周末开一次沙龙，以配合当时的能源互联网课题研究和文件起草。其中一次沙龙专门讨论德国E-Energy的六个项目。</div>
<div></div>
<div>    2016年2月国家发展和改革委员会、国家能源局、工业和信息化部三部委联合发布了发改能源〔2016〕392号文件《关于推进"互联网 "智慧能源发展的指导意见》，这个文件中把"互联网 "智慧能源简称为"能源互联网"，并定义为"一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态"。这份文件吸取了课题组对E-Energy项目研究的一些成果。</div>
<div><br /><strong>中国的能源互联网灯塔项目也已经启动</strong></div>
<div></div>
<div>    今年7月初，国家发展和改革委员会、国家能源局还发布了发改能源〔2016〕1430号《关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》，该文件强调建设多能互补集成优化示范工程是构建"互联网 "智慧能源系统的重要任务之一。7月下旬，国家能源局发布国能科技〔2016〕200号文件《国家能源局关于组织实施"互联网 "智慧能源（能源互联网）示范项目的通知》，这份文件强调了能源互联网的核心是能源系统与通信系统的深度融合，而且具体提出了几类典型创新模式试点示范，在基于电动汽车、灵活性资源、智慧用能、绿色用能灵活交易的能源互联网试点示范构想中，能够明显看到德国E-Energy的一些成功经验的影子。如莱茵—鲁尔工业区示范项目的电动汽车的一些设计进入了基于电动汽车的能源互联网示范文件，亚琛示范区项目"智能千瓦时"和能源互联网示范文件中倡导的"绿币"显然有着共通之处。</div>
<div></div>
<div>    能源互联网示范试点项目和多能互补集成优化示范工程的申报十分踊跃。地方政府、企业界、学术界围绕这些试点示范项目正在进行大量的探索。《能源互联网》这本书的出版恰逢其时。德国E-Energy项目不仅是德国的灯塔项目，对于世界都有灯塔意义，它对于中国的能源互联网建设，不仅具有启发想象力的作用，而且其已经验证过的技术方案鼓励中国进行快速推广和更具深度广度的探索。仔细分析德国的能源互联网探索，对于我国的能源互联网项目提高设计水平和实施水平，并且在此基础上进行再创新，一定是大有裨益的。</div>
<div><br /><strong>能源互联网建设，中德可以协同创新</strong></div>
<div></div>
<div>    中国的能源互联网项目的建设，不仅要借鉴德国的经验，还要考虑超越德国。德国的能源转型最突出的成绩是电力系统的高比例可再生能源接入，但是，德国的能源转型还有一些未解决的问题，远非尽善尽美。我个人认为，主要有三个方面有待改进。第一是德国的能效提升未达到预期。第二是交通能源转型步伐比较缓慢，电动汽车发展并不理想。第三是德国地域相对狭窄，妨碍能源产业进行更广阔的想象。这些问题需要中国的能源互联网提出更具创新型的解决方案。</div>
<div></div>
<div>     中国不仅有对世界各国经验兼收并蓄的包容精神，还有强大的自上而下的行政推动能力。在能源互联网这个领域，德国的率先实践和政策创新，将与中国的技术创新、商业模式创新、政策创新之间形成互相借鉴，互相激励的共演化的情景。能源互联网，有可能成为中德之间协同创新的一个焦点。</div>
<div></div>
<div>    预祝中国与德国之间的这种协同创新能够更有力地推动中国和德国的能源互联网建设，有力推动中国、德国乃至全世界的能源转型。</div>
<div><br /><br /></div>
<div><strong>推荐序二</strong></div>
<div><b><br /></b><strong>金彩尔</strong>（Sandra Retzer）  女士<br /><span style="font-family: 楷体;">德国国际合作机构，可持续城镇化、交通运输与能源领域主任。</span><span style="font-family: 楷体;">中国欧盟商会能源工作组主席。曾任Younicos股份公司亚洲及太平洋地区总监。</span></div>
<div><span style="font-family: 楷体;"><br /></span>    在过去的十年里，全球许多国家都做出了承诺，希望在本国继续扩大可再生能源的占比，使经济增长逐步摆脱化石能源的供应及其所带来的温室气体排放的影响。这个巨大的能源结构的转型建立在从根本上改变能源输配系统结构的基础上。电力系统作为未来低碳经济的核心环节，其输配系统的转型更是重中之重。</div>
<div></div>
<div>    与过去电力系统中大规模、集中式发电以及单向的输配电模式相比，以可再生能源为核心的未来电力系统则更为分散，且风能和太阳能都具有间歇性的特点。因此，越来越多的可再生能源电力并入电网对现有的为高度集中式电源设计的电网而言是个巨大的挑战。</div>
<div></div>
<div>    能源互联网通过应用现代的信息及通信技术，可以实现发电企业（或电力供应商）、电网企业及电力用户间信息的实时互通，同时确保了电网的可靠性和供电安全性，因此是可再生能源并网的重要工具。通过自动收集、汇总和分析电力生产和消费的相关信息（利用信息通信技术），能源互联网还使得供应侧和需求侧管理成为可能。比如，在必要的经济激励措施到位的前提下，通过能源互联网技术，消费者可以在可再生能源发电量高时使用电力。</div>
<div></div>
<div>    除此以外，能源互联网还是达成能源政策目标、实现电力经济、稳定和环境友好型供应的重要工具。通过采用创新的电网技术对现有电网基础设施进行升级改造，可以极大提升电网的传输效率，并且减少了电网的扩建需求，从而节省了大量的扩建成本。另外，能源互联网还为新市场参与者及创新的商业模式和能源服务的出现奠定了基础。</div>
<div></div>
<div>    能源互联网的良性发展离不开一个坚实的法律和监管框架。只有在正确的监管框架下，才能激励投资、促进创新，从而推动能源系统向更灵活、更高效及更可持续的方向发展。监管框架的制定需要政府与一个强大且独立的监管部门通力合作，清楚定义各个电力市场参与主体的角色、为这些参与主体间的互动制定规则，为所有市场参与主体创建一个公平竞争的市场环境。如果没有政府的干预——没有一个正确的法规框架和激励机制，没有对电网等自然垄断行业的监管——将很难为能源互联网潜力的发挥创造必要的竞争条件，我们所期望的能源系统的创新也将很难实现。</div>
<div></div>
<div>    众所周知，德国正在经历一个前所未有的能源转型（Energiewende）进程，德国政府制定了非常宏伟的目标，并已经做出了初步的尝试，希望可以借此推动德国逐步向低碳经济转型。德国政府为可持续发展和环境保护做出了承诺，计划到2020年，将二氧化碳排放降低到1990年的40%，到2050年降低到1990年的80%～95%。</div>
<div></div>
<div>    为了实现这个温室气体减排的宏伟目标，并到2022年完全淘汰核电，摆在德国政府面前的只有大力发展可再生能源这条路可走。2025年，可再 生能源在总电力消费中的占比将达到40%～45%，到2050年，这个比例将达到80%。因此，在过去几年里，关于如何建设一个面向未来的能源互联网的讨论声不绝于耳。现如今，德国已经在逐步践行必要的法律和监管框架，建设面向未来的电网结构，完成可再生能源的市场整合，同时确保电力市场的自由运作。</div>
<div></div>
<div>    作为全世界最大的可再生能源发电国家，对于中国来说，分布式的能源生产模式及智能的电网结构至关重要。中国政府也多次强调希望加强能源产业的规划、体制管理和监管，以便建立一个现代化的能源市场，推动电力体制改革，并加快推进能源互联网的发展。</div>
<div></div>
<div>     "E-energy—— 一个建立在信息技术基础上的未来能源系统"是德国政府启动的大型研发项目，项目总资金1.4亿欧元，覆盖遍布在德国的6个示范区。该示范项目的一部分资金（8000万欧元）来自于私营部门，这得益于工业企业、电网运营商、电力公司、学术界、科研机构、以及参与到其中，为开发和测试能源互联网的技术、服务和商业模式做出贡献的普通公民。2016年2月，德国政府启动了E-Energy项目的后续项目"智慧能源展示—能源转型的数字化议程"（简称SINTEG）项目。</div>
<div></div>
<div>    中德两国政府都做出了坚定的承诺，致力于把创建一个可持续的能源系统作为本国未来低碳经济发展的基础，鉴于此，我深信两国在能源互联网领域还有很大的合作机会和交流空间。中国国家能源局和GIZ共同开展了"中国能源互联网监管路径"研究（请参见副册），这也是两国在这一领域合作的重要里程碑。研究在全面分析两国电力系统的基础上，提出了七个政策建议。</div>
<div></div>
<div>    《能源互联网》一书将深入介绍德国E-Energy项目，我深信，本书将深化中德两国对于能源互联网的理解，并进一步推动两国在这一领域的合作。祝广大读者阅读愉快！</div>

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媒体评论

徐锭明国务院参事室特约研究员、国家能源专家咨询委员会副主任、国家气候变化专家委员会委员，曾任国务院参事、国务院能源领导小组办公室副主任、国家发改委能源局局长
能源互联网是当今世界的一个热门话题。德国是推动新一轮能源革命力度巨大的国家之一。人类为什么要推动能源革命和能源互联网？2016年8月8日是地球超标日，它告诉我们人类需要生存和可持续发展。这正是我们推动能源革命和能源互联网的根本目的所在。我在能源方面与德国朋友有多年交往。参加了2004年在德国召开的世界第一届可再生能源大会。十多年来，德国率先脚踏实地同全世界人民一道迈进可再生能源时代。为了能源革命，今天德国又脚踏实地的将能源互联网付诸行动，并总结实践的成功与失败献给世界人民。作为一个中国能源老兵，我认为这本书值得一读。
刘建平国家能源局发展规划司博士、中国科学院城市环境研究所研究员
中国应对气候变化，推进能源革命，完成能源转型，实现智慧能源，需要灯塔照亮、航标指引。“十三五”开局之年即部署实施多能互补集成优化示范工程和能源互联网示范试点项目。德国的E-Energy是能源互联网的先驱项目，本书详尽介绍了德国在能源互联网领域的探索，其技术方案和实践经验将成为中国的宝贵借鉴。

<strong>徐锭明</strong>  <span style="font-family: 楷体;">国务院参事室特约研究员、国家能源专家咨询委员会副主任、国家气候变化专家委员会委员，曾任国务院参事、国务院能源领导小组办公室副主任、国家发改委能源局局长</span>
<div><b><br /></b>能源互联网是当今世界的一个热门话题。德国是推动新一轮能源革命力度巨大的国家之一。人类为什么要推动能源革命和能源互联网？2016年8月8日是地球超标日，它告诉我们人类需要生存和可持续发展。这正是我们推动能源革命和能源互联网的根本目的所在。我在能源方面与德国朋友有多年交往。参加了2004年在德国召开的世界第一届可再生能源大会。十多年来，德国率先脚踏实地同全世界人民一道迈进可再生能源时代。为了能源革命，今天德国又脚踏实地的将能源互联网付诸行动，并总结实践的成功与失败献给世界人民。作为一个中国能源老兵，我认为这本书值得一读。</div>
<div><br /><strong>刘建平</strong> <span style="font-family: 楷体;"> 国家能源局发展规划司博士、中国科学院城市环境研究所研究员</span></div>
<div><span style="font-family: 楷体;"><br /></span>中国应对气候变化，推进能源革命，完成能源转型，实现智慧能源，需要灯塔照亮、航标指引。“十三五”开局之年即部署实施多能互补集成优化示范工程和能源互联网示范试点项目。德国的E-Energy是能源互联网的先驱项目，本书详尽介绍了德国在能源互联网领域的探索，其技术方案和实践经验将成为中国的宝贵借鉴。</div>
<div><br /><strong><span style="font-family: 宋体;">江  冰</span></strong> <span style="font-family: 楷体;"> 国家电网公司电动汽车服务公司副总经理、国家能源局科技司前司长</span></div>
<div><span style="font-family: 楷体;"><br /></span>能源互联网是实现能源革命的重要内容和必由之路，将深刻地影响人类利用能源的进程。我有幸主持起草了吹响中国能源互联网号角的纲领性文件《关于推进“互联网 ”智慧能源发展的指导意见》，在文件起草中，曾研究了德国的E-Energy示范项目，很受启发。相信本书必将对中国能源互联网的发展起到借鉴和参考作用。</div>

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