4月20日，國家發(fā)改委首次明確了新型基礎設施的范圍，包括信息、融合和創(chuàng)新基礎設施。新型基礎設施建設不僅包含智慧能源基礎設施等直接和能源電力系統(tǒng)相關的內容，在其他領域的基礎設施建設也會間接影響能源電力系統(tǒng)的發(fā)展。本文首先對2020-2022年新型基礎設施建設規(guī)模進行預測，然后進行了新型基礎設施建設對能源系統(tǒng)影響分析，包括能源電力消費總量變化、結構優(yōu)化和時空特征變化以及能源基礎設施智慧化水平提升等方面。
新基建對能源電力系統(tǒng)影響分析
執(zhí)筆人：王林鈺、朱迪、周佳偉
國網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院
4月20日，國家發(fā)改委明確了近一年來屢次引起熱烈關注的新型基礎設施建設的概念和范圍，之后，上海率先、其他省市紛紛跟進發(fā)布了本地的新型基礎設施建設的發(fā)展規(guī)劃和重點項目計劃。新型基礎設施建設不僅包含智慧能源基礎設施等直接和能源電力系統(tǒng)相關的內容，在其他領域的基礎設施建設也會間接影響能源電力系統(tǒng)的發(fā)展。
一、2020—2022年新型基礎設施建設規(guī)模
新型基礎設施主要包括信息基礎設施、融合基礎設施、創(chuàng)新基礎設施三個方面內容。信息基礎設施以5G基礎實施建設為主，在今年開始的未來三年內投資規(guī)模呈現(xiàn)快速爆發(fā)增長到增速趨緩、總量增加的過程；其他信息基礎設施建設包括物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、數(shù)據(jù)中心等，在三年內呈現(xiàn)投資逐年增長的趨勢。2020-2022年涉及的通信網(wǎng)絡基礎設施、新技術基礎設施、算力基礎設施等相應的建設規(guī)模分別約在6690、9550、11220億元；融合基礎設施主要包括智能交通基礎設施和智慧能源基礎設施，其中智慧能源基礎設施在已經(jīng)具有較大投資規(guī)?；A上，繼續(xù)持續(xù)增長，2020-2022年投資規(guī)模分別約在1042、1146、1235億元左右；創(chuàng)新基礎設施界限相對比較寬泛，涉及內容較多，估算三年內建設規(guī)模逐年增加，預計約在140、200、220億元左右。
二、新型基礎設施建設對能源系統(tǒng)影響分析
信息基礎設施建設和融合基礎設施建設的雙向作用帶動能源電力消費總量變化和結構優(yōu)化。
一是新型基礎設施的部署和應用會帶來新的以電為主的能源消費增長。信息基礎設施建設將帶動5G基站、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等的大量部署和應用，這些新的用能設施具有功耗大、長期穩(wěn)定運行、以電力支撐等特征；新能源汽車以及充電樁等基礎設施的發(fā)展，也會減少化石能源消耗，同時帶來電力消費的增加。據(jù)測算，2020—2022年部署的5G基站、物聯(lián)網(wǎng)設備以及數(shù)據(jù)中心等在穩(wěn)定運行后，電能消耗逐年提高，三年累計分別新增消耗963.6-1620.6 、1121.2-2242.4 、2130.2 億千瓦時電能，充電樁建設及電動汽車的持續(xù)推廣，三年期間逐年累計額外增加電力消費295.4億千瓦時 ；相當于在2019年全社會用電基礎上提高1-1.3%、2-2.8%、 3.3-4.1%；同時，因為新型基礎設施以用電為主，預計將使得2022年終端電力消費占比比2019年提高0.8-1%。二是信息化、數(shù)字化發(fā)展會提升用能企業(yè)的能效水平，降低能源消費量。信息基礎設施和融合基礎設施大量部署，使得工業(yè)、建筑、交通領域的能源互聯(lián)網(wǎng)應用從范圍到深度都得到快速發(fā)展，基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術的能效管理得到廣泛應用，三年期間在大型公共建筑和工業(yè)企業(yè)中率先得到應用，按照目前設施部署規(guī)模、能源消費比例、能效提升空間測算，將會使全社會能效提升1%左右，并進一步優(yōu)化能源消費結構。綜合計算，新型基礎設施建設將會帶動用電量增加2050-3473億千瓦時，電能占終端能源消費比重提升0.5-0.7%。
新型用能設備的大量接入帶來能源電力消費時空特征的變化，進而影響基礎設施的規(guī)劃和運營。
一是新型基礎設施建設會帶來大量穩(wěn)定電力基礎負荷。5G設備、數(shù)據(jù)中心等一般都是24小時穩(wěn)定運行且耗電量大，這些設備或中心會對所接入的配電系統(tǒng)帶來長期穩(wěn)定的負荷，對配電網(wǎng)規(guī)劃的需求預測帶來明顯的增加。二是新型基礎設施建設會帶來更多靈活且隨機接入的負荷。充電樁等基礎設施的持續(xù)建設以及電動汽車的繼續(xù)推廣，帶來大量隨機且地點不固定的負荷，使得區(qū)域電網(wǎng)的負荷波動性增加，且峰值預測更加困難，不穩(wěn)定負荷的比例增加對本地電網(wǎng)規(guī)劃帶來更多挑戰(zhàn)。三是新型基礎設施建設會帶來廣泛分布的負荷點。從空間上來說，為滿足通信需要，5G設施及物聯(lián)網(wǎng)設備會根據(jù)用戶需求廣泛的分布，不同于傳統(tǒng)基礎設施建設后形成的集中的負荷分布，新型基礎設施的負荷分布更加隨機、更加分散。從運行特征上來說，也可以與分布式電源形成更好的匹配。
融合基礎設施建設提升能源基礎設施的智慧化水平，有助于資產效率和便捷服務能力提升。
一是新型基礎設施建設具有比較明確的數(shù)字經(jīng)濟指向，與能源基礎設施的融合會加速智慧能源建設。通過引入5G技術，綜合利用數(shù)據(jù)中心、人工智能平臺、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等創(chuàng)新技術，加強能源電力數(shù)據(jù)的共建共享，推動能源電力體系更高層次的信息化和數(shù)字化，進而實現(xiàn)智慧能源。二是新型基礎設施建設提高能源信息傳輸速度和算力，為非友好資源的高效消納提供技術支撐，并提高能源基礎設施資產利用率?？焖賹崟r的信息通信網(wǎng)絡在能源系統(tǒng)中廣泛應用，能夠提高需求響應水平，實時快速的對非友好的資源的出力特征進行跟蹤分析和決策，為電網(wǎng)消納廣泛存在的分布式資源提供技術支撐；同時，新基建對更加需求響應的技術支撐更強，也有有效緩建僅為支撐尖峰負荷而存在的能源基礎設施，提高資產利用效率。三是新型基礎設施建設輔助提升智慧能源服務廣度和深度，提供便捷快速的能源服務。新型基礎設施建設使無處不在的能源服務能力成為可能，使智慧能源服務的內容更多、范圍更廣，智慧便捷快速的能源服務成為普遍服務能力的重要體現(xiàn)。
專家介紹
王林鈺，博士，國網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院數(shù)據(jù)中心主任，高級研究員。長期從事城市能源戰(zhàn)略、城市能源數(shù)據(jù)管理、能源大數(shù)據(jù)應用等方面的研究，作為項目負責人完成多項國家能源局、國家電網(wǎng)公司科技項目，主筆完成專著兩本，獲得發(fā)明專利授權7項，發(fā)表期刊、會議文章數(shù)十篇。
朱迪，碩士，國網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院數(shù)據(jù)中心研究員。主要從事城市能源大數(shù)據(jù)分析和挖掘、能源區(qū)塊鏈和智慧能源系統(tǒng)等方面研究。參與國家電網(wǎng)公司級、省公司級管理咨詢項目共5項，參與出版專著編寫1本。
周佳偉，碩士，國網(wǎng)（蘇州）城市能源研究院數(shù)據(jù)中心研究員。主要從事智慧能源、數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)應用等方面研究。先后參與國家電網(wǎng)公司科技項目、國網(wǎng)江蘇省電力公司科技項目、國家電網(wǎng)管理咨詢項目等10多項。發(fā)表EI論文共2篇，獲得發(fā)明專利授權1項，參與出版專著編寫3本。
團隊簡介：城市能源院坐落于江蘇省蘇州市高新區(qū)科技城，由國家電網(wǎng)有限公司和蘇州市人民政府聯(lián)合出資組建，2017年8月正式掛牌成立，是中國首個城市能源研究院。目前已獲得國家科技型中小企業(yè)、省級研發(fā)機構認定、省高新技術企業(yè)入庫。
城市能源院作為國家電網(wǎng)公司建設“具有中國特色國際領先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”的重要單元，緊緊圍繞國家電網(wǎng)公司黨組部署的“高端智庫、技術研發(fā)、市場示范、產業(yè)孵化、國際合作”五大職能定位，充分發(fā)揮“高端智庫平臺、產業(yè)孵化平臺、國際合作平臺”三大平臺優(yōu)勢，通過不斷推進跨界發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展、協(xié)同發(fā)展，為服務國網(wǎng)公司戰(zhàn)略落地實施作出獨特貢獻。堅持在國際合作的背景下，城市能源院以建設“高端智庫驅動型的能源產業(yè)創(chuàng)新孵化平臺”為核心，成為城市能源變革整體解決方案的戰(zhàn)略倡導者、規(guī)劃引領者、實踐推動者。
城市能源院自成立以來，積極探索實踐“四個革命、一個合作”能源戰(zhàn)略思想在城市全面落地，承擔中國科學院、國家能源局、國家科技部、國家自然科學基金項目等多項國家級重大課題。牽頭編制《蘇州建設國際能源變革發(fā)展典范城市創(chuàng)建方案》。支撐國網(wǎng)公司綜合能源服務頂層設計研究和國網(wǎng)江蘇電力綜合能源服務業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略研究。聯(lián)合德國能源署、國網(wǎng)歐研院開展同里新能源小鎮(zhèn)綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃。“城市能源優(yōu)化利用實驗室”獲得國家電網(wǎng)公司培育類實驗室命名。與東南大學共建創(chuàng)新聯(lián)合體，設立研究生工作站獲省教育廳批復；與蘇州大學合作課題被省科技廳推薦為江蘇省產學研合作成功案例。出資參股國網(wǎng)江蘇電力設計咨詢有限公司，提升建設城市能源革命整體解決方案核心能力。承接蘇州廣電傳媒廣場智慧管控平臺建設項目，促成蘇州廣電大樓獲得省內首個LEED鉑金級認證。成功承辦“第三屆國際能源變革論壇—城市和區(qū)域能源轉型分論壇”，發(fā)布首份《中國城市能源報告》，與中國能源報合作創(chuàng)辦首個《中國城市能源周刊》，打造“城市能源”高端論壇，持續(xù)提升社會影響力和品牌美譽度。
