3.2.1　实现能源系统的新维度

能源系统的新维度主要体现在能源利用的灵活性、成本的降低以及技术的发展上。一般电力供应与消费是同时发生的，而忽略了平衡供应与需求之间的关系。而新兴的风能、太阳能等能源对能源系统的灵活性提出了更高的要求，包括能源储存、传输网络、系统管理等方面。相较于传统能源系统依靠控制供应端以达到能源输送平衡，可变的可再生能源系统更多依靠对需求端的控制，而且这样的管理方式成本更低。图3.15反映了德国传统能源系统与可变的可再生能源系统在利用上的区别。

图3.15　传统能源与可再生能源一周利用对比

图片来源：国际能源署官网www.iea.org；数据来源：德国柏林应用科技大学，2017

这种控制需求端的想法并不新鲜，几十年来，电力公司一直致力于为用户免费安装恒温器或者热水器等，另外晚上用电费用低于白天费用也在世界各地普遍存在。这种需求响应可以总结为两个特点：一是“经济”的需求反应。使用者向系统操作员提出负供给，就会被分派更少的能源，相对于定的基线，进行相应费用的扣算。二是“容量”的需求反应。操作员获得授权，在能源够用的时期减少相应能源供给，例如夏天。

为了使能源系统更具有灵活性，降低成本，数字技术必不可少。在未来的几十年中，数字技术将使全世界的能源系统连接更紧密、更智能、更高效、更可靠和更具有可持续性（图3.16）。在数据、分析以及连接方面的惊人进步使一系列新的数字应用得以实现，如智能设备、共享移动和3D打印等。而未来的数字化能源系统可能能够识别特定个体使用能源的情况，并在适当的时间、地点，以最低的成本提供能源。

能源科技创新具有战略性、公共性、前瞻性和系统性等特点，对基础设施要求高，研发投入周期长。中国正在依照能源科技发展的规律和特点，积极开发推广节约、替代、可循环利用和治理排污的先进技术，逐步建立以企业为主体、市场为导向、生产学习和研究相结合的技术创新体系。在2020年前后，大力发展光伏发电技术、风力发电技术和太阳能发电技术，初步形成可再生能源的技术支撑体系。长期来看，中国将会在生物质液体燃料、氢能利用技术、天然气水合物开发与利用技术、深层地热工程化技术等领域进行突破。

图3.16　能源系统+信息通信技术