國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)張偉：以“質(zhì)能網(wǎng)”為支撐加快構(gòu)建新型能源體系
國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)張偉：以“質(zhì)能網(wǎng)”為支撐加快構(gòu)建新型能源體系
文章來源：學(xué)習(xí)時(shí)報(bào) 發(fā)布時(shí)間：2025-10-30
能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和動(dòng)力源泉，也是推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和的主戰(zhàn)場(chǎng)。如何突破新能源儲(chǔ)運(yùn)等瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光發(fā)電、油氣氫氨醇的高效協(xié)同，是關(guān)系構(gòu)建新型能源體系的戰(zhàn)略性問題，迫切需要能源行業(yè)堅(jiān)持系統(tǒng)觀念，統(tǒng)籌油氣管網(wǎng)、電網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施，打造以新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”為重點(diǎn)的新型能源基礎(chǔ)設(shè)施，支撐新型能源體系加快構(gòu)建，以能源新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化。
新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”的現(xiàn)實(shí)背景。黨的十八大以來，我國(guó)把促進(jìn)新能源和清潔能源發(fā)展放在更加突出的位置，新型能源體系建設(shè)取得顯著成效，截至2024年底，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到19.8%，風(fēng)電光伏累計(jì)裝機(jī)并網(wǎng)14.1億千瓦，占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的42%。與此同時(shí)，也要清醒看到，我國(guó)能源發(fā)展仍面臨需求壓力巨大、供給制約較多、綠色低碳轉(zhuǎn)型任務(wù)艱巨等一系列挑戰(zhàn)，特別是隨著風(fēng)光發(fā)電占比不斷提升，消納壓力持續(xù)凸顯，對(duì)我國(guó)新型能源體系建設(shè)構(gòu)成多重挑戰(zhàn)，需要站在全局和戰(zhàn)略的高度，打破管網(wǎng)、電網(wǎng)等能源基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展邊界，規(guī)劃建設(shè)能量與物質(zhì)靈活轉(zhuǎn)換調(diào)配的新型基礎(chǔ)設(shè)施，滿足高比例新能源消納、多樣化能源需求、多元化能源供給、安全穩(wěn)定的用能需求，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)與能量跨形態(tài)轉(zhuǎn)換、跨時(shí)空調(diào)節(jié)、跨地域輸配，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供穩(wěn)固的能源保障。
著眼時(shí)間與空間兩個(gè)維度，打造新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”這一新型能源基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量之間的自由、高效、可持續(xù)轉(zhuǎn)換，可以推動(dòng)可再生能源高效率、低成本運(yùn)輸和儲(chǔ)存，支撐建成更高水平的新型能源體系。
新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”的定義。新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”是以物質(zhì)載體（分子形式）與能量形態(tài)（電子形式）的協(xié)同轉(zhuǎn)換為核心，融合可再生能源開發(fā)、多元儲(chǔ)能、智能調(diào)度與跨域輸送的新型能源基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”可以抽象成一個(gè)輸入—輸出模型。在供應(yīng)側(cè)，根據(jù)資源稟賦、區(qū)域分布等情況，以物質(zhì)流（油氣、氫、氨、醇等）和能源流（電能、化學(xué)能等）為輸入，通過多重轉(zhuǎn)換，滿足需求側(cè)多元靈活物質(zhì)流和能量流需求。在資源稟賦、能源輸送網(wǎng)絡(luò)、多元儲(chǔ)能運(yùn)行等約束下，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)流和能量流高效綜合利用的目標(biāo)。
新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”的構(gòu)成。新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”由轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)運(yùn)、調(diào)度三大子系統(tǒng)構(gòu)成。一是轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)。轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)是新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”的核心組成部分，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)載體和能量形態(tài)四種方式的相互轉(zhuǎn)換。能—質(zhì)轉(zhuǎn)換：將電能或熱能等能量形式轉(zhuǎn)化為物質(zhì)載體中的化學(xué)能，進(jìn)行“電子—分子”轉(zhuǎn)換，如利用風(fēng)光電電解水制氫。質(zhì)—質(zhì)轉(zhuǎn)換：通過“分子—分子”轉(zhuǎn)換，重構(gòu)物質(zhì)載體的形態(tài)，如氫氣制成甲醇、氨，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存密度與運(yùn)輸便利性的提升。質(zhì)—能轉(zhuǎn)換：通過“分子—電子”轉(zhuǎn)換，將物質(zhì)載體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如天然氣通過燃燒轉(zhuǎn)化為電能。能—能轉(zhuǎn)換：通過“電子—電子”轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)能量形態(tài)的轉(zhuǎn)化便于控制平衡，如通過電化學(xué)儲(chǔ)能等平抑穩(wěn)定電能。二是儲(chǔ)運(yùn)子系統(tǒng)。儲(chǔ)運(yùn)子系統(tǒng)是新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”的物質(zhì)載體和能量形式的傳輸通道，負(fù)責(zé)將能量和物質(zhì)從供應(yīng)端輸送到需求端，包括油氣管網(wǎng)、電網(wǎng)、存儲(chǔ)設(shè)施等。三是調(diào)度子系統(tǒng)。調(diào)度子系統(tǒng)是新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”的“大腦”和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，是能源基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一的調(diào)度平臺(tái)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化配置和高效利用，包括智能調(diào)度平臺(tái)、通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)量監(jiān)測(cè)控制設(shè)備等。
新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”的特征。新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”作為一種新型能源基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有以下重要特征：一是質(zhì)能轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)性，突破傳統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)單一發(fā)展格局，統(tǒng)籌“能量形態(tài)的流轉(zhuǎn)”與“物質(zhì)載體的循環(huán)”，形成高度柔性多維轉(zhuǎn)換體系。二是全鏈融合的協(xié)同性，實(shí)現(xiàn)從能源生產(chǎn)、輸送、儲(chǔ)存到能源載體的全鏈條融合，形成一個(gè)高度協(xié)同的系統(tǒng)，從而撬動(dòng)更為龐大的能源生產(chǎn)和消費(fèi)市場(chǎng)。三是運(yùn)行控制的智能性，借助先進(jìn)的傳感、人工智能、通信和智能控制技術(shù)，對(duì)不同類型能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能化運(yùn)行與協(xié)同優(yōu)化控制。四是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的開放性，一個(gè)開放的、共用的多網(wǎng)融合系統(tǒng)，能夠與能量、物質(zhì)有機(jī)銜接，形成多層次、多功能的網(wǎng)絡(luò)體系，增強(qiáng)能源系統(tǒng)整體韌性。五是生態(tài)運(yùn)行的綠色性，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化清潔能源開發(fā)、低碳化能源儲(chǔ)存輸送、高效化能源消費(fèi)的全鏈路綠色整合，構(gòu)建形成一個(gè)清潔、低碳的生態(tài)化運(yùn)行系統(tǒng)。
新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”的發(fā)展建議。新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”作為“物質(zhì)—能量”深度融合的新型能源基礎(chǔ)設(shè)施，其構(gòu)建需突破傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的單一維度局限，建立設(shè)施筑基、技術(shù)驅(qū)動(dòng)、模式賦能、政策護(hù)航的四維協(xié)同體系。
一是推動(dòng)新型能源基礎(chǔ)設(shè)施一體化規(guī)劃布局，充分發(fā)揮油氣基礎(chǔ)設(shè)施布局廣泛、功能完備、智能調(diào)控的優(yōu)勢(shì)作用，依托數(shù)字化接口貫通全環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)端、轉(zhuǎn)換端、儲(chǔ)存端、輸運(yùn)端基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與協(xié)同調(diào)控。二是構(gòu)建新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”理論與技術(shù)體系，研究能源—物質(zhì)轉(zhuǎn)換機(jī)理、管網(wǎng)與電網(wǎng)的協(xié)同機(jī)制、管網(wǎng)與能源物質(zhì)的適配優(yōu)化路徑，持續(xù)加大研究攻關(guān)力度，以核心技術(shù)突破帶動(dòng)成本下降、效益提升與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。三是構(gòu)建與新型能源基礎(chǔ)設(shè)施相配套的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，以公平開放的管網(wǎng)服務(wù)為基礎(chǔ)，打通“轉(zhuǎn)換定制+儲(chǔ)運(yùn)配送+數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)+計(jì)量結(jié)算”全鏈條服務(wù)。四是加快構(gòu)建市場(chǎng)規(guī)則、監(jiān)管政策、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系，制定前瞻性、系統(tǒng)性的政策機(jī)制為其指引方向、保駕護(hù)航。
展望未來，新型能源“質(zhì)能網(wǎng)”將在技術(shù)突破、系統(tǒng)協(xié)同與價(jià)值重構(gòu)中釋放巨大潛力，支撐新型能源體系加快構(gòu)建和高質(zhì)量發(fā)展，更好實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、保障能源安全，為中國(guó)式現(xiàn)代化提供強(qiáng)勁動(dòng)能。
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