3.2.1　實現能源系統的新維度

能源系統的新維度主要體現在能源利用的靈活性、成本的降低以及技術的發展上。一般電力供應與消費是同時發生的，而忽略了平衡供應與需求之間的關系。而新興的風能、太陽能等能源對能源系統的靈活性提出了更高的要求，包括能源儲存、傳輸網絡、系統管理等方面。相較于傳統能源系統依靠控制供應端以達到能源輸送平衡，可變的可再生能源系統更多依靠對需求端的控制，而且這樣的管理方式成本更低。圖3.15反映了德國傳統能源系統與可變的可再生能源系統在利用上的區別。

圖3.15　傳統能源與可再生能源一周利用對比

圖片來源：國際能源署官網www.iea.org；數據來源：德國柏林應用科技大學，2017

這種控制需求端的想法并不新鮮，幾十年來，電力公司一直致力于為用戶免費安裝恒溫器或者熱水器等，另外晚上用電費用低于白天費用也在世界各地普遍存在。這種需求響應可以總結為兩個特點：一是“經濟”的需求反應。使用者向系統操作員提出負供給，就會被分派更少的能源，相對于定的基線，進行相應費用的扣算。二是“容量”的需求反應。操作員獲得授權，在能源夠用的時期減少相應能源供給，例如夏天。

為了使能源系統更具有靈活性，降低成本，數字技術必不可少。在未來的幾十年中，數字技術將使全世界的能源系統連接更緊密、更智能、更高效、更可靠和更具有可持續性（圖3.16）。在數據、分析以及連接方面的驚人進步使一系列新的數字應用得以實現，如智能設備、共享移動和3D打印等。而未來的數字化能源系統可能能夠識別特定個體使用能源的情況，并在適當的時間、地點，以最低的成本提供能源。

能源科技創新具有戰略性、公共性、前瞻性和系統性等特點，對基礎設施要求高，研發投入周期長。中國正在依照能源科技發展的規律和特點，積極開發推廣節約、替代、可循環利用和治理排污的先進技術，逐步建立以企業為主體、市場為導向、生產學習和研究相結合的技術創新體系。在2020年前后，大力發展光伏發電技術、風力發電技術和太陽能發電技術，初步形成可再生能源的技術支撐體系。長期來看，中國將會在生物質液體燃料、氫能利用技術、天然氣水合物開發與利用技術、深層地熱工程化技術等領域進行突破。

圖3.16　能源系統+信息通信技術