当世界的目光还聚焦于特高压电网时,中国已在谋划下一代能源基础设施体系。
由国家管网集团提出的“质能网”新思路,正在突破能源产业的传统边界。在中国北方,一条连接赤峰与锦州、绵延290公里的管道,试图解答一个更深层的问题:在风电与光伏之外,我们该如何高效存储与跨区域调配这些绿色的能量?
“质能网” 概念,给出了一个颠覆性的答案——它不再局限于电这一种载体,而是以物质(氢、氨、醇)与能量的协同转换为核心,旨在编织一张更高维度的能源互联网。
“质能网”概念的突破性价值
究竟什么是“质能网”?国家管网集团董事长张伟在《学习时报》发表的署名文章中,首次系统提出了这一构想。
“质能网”的本质,是以物质载体与能量形态的协同转换为核心,融合可再生能源开发、多元储能、智能调度与跨区域输送的新型能源基础设施网络。
这标志着中国能源基础设施的规划思路,正从过去各种能源系统(电网、气管网、油管网)的“单打独斗”,向一个高度协同、多能互补的“超级网络”转变。其突破性价值在于,它旨在统一管理“能量形态的流转”与“物质载体的循环”,构建一个能灵活响应需求的能源生态系统。
“质能网”可被视作一个输入输出模型。在供应侧,根据资源禀赋与区域分布等条件,以物质流和能源流作为输入,通过多重转换满足需求侧对物质与能量的多样化、灵活化需求。
我们可以将“质能网”理解为一个智慧的“能源代谢系统”。它由三个关键部分有机组成:
“脏腑”,即转换系统:负责能量与物质的形态转换。它包含四种核心方式:“能—质转换”(如用富余绿电电解水制氢)、“质—质转换”(将氢合成氨或甲醇)、“质—能转换”(在需要时用氢或氨发电)以及“能—能转换”。
“血管”即储运系统:指管道、线路等实体网络,负责将能源与物料高效输送至千里之外。
“大脑”即调度系统:这是整个网络的智能中枢,通过海量数据和AI算法,统一指挥“脏腑”和“血管”的协同工作,实现最优配置。
落地“样板间”
赤峰-锦州项目,正是“质能网”构想落地的首个“样板间”。这条规划中连接赤峰与锦州港、长达290公里的管道,采用氢气与甲醇/液氨管道并行敷设,是中国首条多介质绿色能源大通道。
它的整体布局完美体现了“质能网”的逻辑:
在上游,实现“能-质转换”。赤峰市利用其丰富的风光资源(新能源可开发规模超5300万千瓦),投资343亿元建设风光制氢—氨—醇一体化项目,将绿色的“能量”转化为便于储存运输的“物质”:绿氢、绿氨和绿色甲醇。
在中游,实现“物质储运”。该项目正是“血管”系统的关键组成部分,它不仅连接产销端,其规划的“一环四出口”联网工程,更旨在构建一个对内联通、对外达海的输送体系。
另一种解题思路
要将这样庞大的多介质能源网络高效可靠地运行起来,离不开一个智慧的“大脑”。
在国家管网集团山东公司的智能化实践中,8200余公里输油气管线和110座工艺站场的远程调控与集中监控,已经为“质能网”的调度子系统描绘出清晰的雏形。
这套庞大的实体网络,未来将承担起氢气、氨、醇等多元物质载体与电能的双向输送任务,是能量与物质跨时空调配的“血管”。
山东公司打造的智能化监视中心平台,集成36万个生产数据点,意义远超一个监控中心,正是未来“质能网”所必需的调度子系统的雏形——“智慧大脑”。
通过实时数据融合与AI分析,初步实现了对复杂能源设施的协同优化,为未来协调“能-质转换”(如电解水制氢)、“质-能转换”(如燃料电池发电)等更复杂的多能流调度,积累了关键的算法、模型与运营经验。
在黄岛油库的智慧化建设中,智慧运营系统推动安全管理从“事后处置”转向“事前预防”,这体现了“质能网”运行控制的智能性核心特征。
智能诊断系统超2.3万次的高确认率报警,证明了AI技术在确保未来高频度、高风险“质能转换”过程安全可靠方面不可或缺的价值。
尤为关键的是,在中俄东线天然气管道山东段试点工程中,全国产化PLC与PCS服务器的成功应用,解决了长输管道控制系统的“卡脖子”问题。
这为构建安全可控、开放智能的“质能网”调度平台扫除了底层技术障碍,是确保未来国家能源“质能网”战略安全的核心突破。
道阻且长,未来明亮
尽管“质能网”构想富有创新性,但从示范走向大规模商用仍面临多重挑战。技术耦合是首要难题,风光发电的波动性与化工生产连续性的矛盾,对电解槽等设备的灵活响应和工艺适应性提出了更高要求。
成本与经济性也是关键瓶颈,目前绿氨等绿色能源产品仍存在绿色溢价,成本竞争力高度依赖规模化生产和绿电成本的进一步下降。
市场需求与认可度同样构成挑战,当前绿色氢、氨、醇的承购方多为日本、欧洲、中东等地的海外客户,而国内市场的培育尚需时日,有待拓展如煤电掺烧等应用场景并提升市场接受度。
基础设施协同也不容忽视,如何打破管网与电网独立规划、独立运营的现状,实现统一调度与优化配置,是“质能网”落地必须解决的现实问题。
尽管前路挑战重重,但能源系统的深层变革已经启动。
随着赤峰-锦州管道、雄安新区在智慧管网等更多探索的落地,“质能网”这一概念正迅速从蓝图照进现实。它不仅仅是基础设施的升级,更将从根本上重塑我们对于能源生产、输送与消费的认知,为中国乃至全球的能源转型提供一个全新的、更具韧性的解决方案。
原文标题 : 超越特高压:“质能网”将如何重塑中国能源?
当世界的目光还聚焦于特高压电网时,中国已在谋划下一代能源基础设施体系。
由国家管网集团提出的“质能网”新思路,正在突破能源产业的传统边界。在中国北方,一条连接赤峰与锦州、绵延290公里的管道,试图解答一个更深层的问题:在风电与光伏之外,我们该如何高效存储与跨区域调配这些绿色的能量?
“质能网” 概念,给出了一个颠覆性的答案——它不再局限于电这一种载体,而是以物质(氢、氨、醇)与能量的协同转换为核心,旨在编织一张更高维度的能源互联网。
“质能网”概念的突破性价值
究竟什么是“质能网”?国家管网集团董事长张伟在《学习时报》发表的署名文章中,首次系统提出了这一构想。
“质能网”的本质,是以物质载体与能量形态的协同转换为核心,融合可再生能源开发、多元储能、智能调度与跨区域输送的新型能源基础设施网络。
这标志着中国能源基础设施的规划思路,正从过去各种能源系统(电网、气管网、油管网)的“单打独斗”,向一个高度协同、多能互补的“超级网络”转变。其突破性价值在于,它旨在统一管理“能量形态的流转”与“物质载体的循环”,构建一个能灵活响应需求的能源生态系统。
“质能网”可被视作一个输入输出模型。在供应侧,根据资源禀赋与区域分布等条件,以物质流和能源流作为输入,通过多重转换满足需求侧对物质与能量的多样化、灵活化需求。
我们可以将“质能网”理解为一个智慧的“能源代谢系统”。它由三个关键部分有机组成:
“脏腑”,即转换系统:负责能量与物质的形态转换。它包含四种核心方式:“能—质转换”(如用富余绿电电解水制氢)、“质—质转换”(将氢合成氨或甲醇)、“质—能转换”(在需要时用氢或氨发电)以及“能—能转换”。
“血管”即储运系统:指管道、线路等实体网络,负责将能源与物料高效输送至千里之外。
“大脑”即调度系统:这是整个网络的智能中枢,通过海量数据和AI算法,统一指挥“脏腑”和“血管”的协同工作,实现最优配置。
落地“样板间”
赤峰-锦州项目,正是“质能网”构想落地的首个“样板间”。这条规划中连接赤峰与锦州港、长达290公里的管道,采用氢气与甲醇/液氨管道并行敷设,是中国首条多介质绿色能源大通道。
它的整体布局完美体现了“质能网”的逻辑:
在上游,实现“能-质转换”。赤峰市利用其丰富的风光资源(新能源可开发规模超5300万千瓦),投资343亿元建设风光制氢—氨—醇一体化项目,将绿色的“能量”转化为便于储存运输的“物质”:绿氢、绿氨和绿色甲醇。
在中游,实现“物质储运”。该项目正是“血管”系统的关键组成部分,它不仅连接产销端,其规划的“一环四出口”联网工程,更旨在构建一个对内联通、对外达海的输送体系。
另一种解题思路
要将这样庞大的多介质能源网络高效可靠地运行起来,离不开一个智慧的“大脑”。
在国家管网集团山东公司的智能化实践中,8200余公里输油气管线和110座工艺站场的远程调控与集中监控,已经为“质能网”的调度子系统描绘出清晰的雏形。
这套庞大的实体网络,未来将承担起氢气、氨、醇等多元物质载体与电能的双向输送任务,是能量与物质跨时空调配的“血管”。
山东公司打造的智能化监视中心平台,集成36万个生产数据点,意义远超一个监控中心,正是未来“质能网”所必需的调度子系统的雏形——“智慧大脑”。
通过实时数据融合与AI分析,初步实现了对复杂能源设施的协同优化,为未来协调“能-质转换”(如电解水制氢)、“质-能转换”(如燃料电池发电)等更复杂的多能流调度,积累了关键的算法、模型与运营经验。
在黄岛油库的智慧化建设中,智慧运营系统推动安全管理从“事后处置”转向“事前预防”,这体现了“质能网”运行控制的智能性核心特征。
智能诊断系统超2.3万次的高确认率报警,证明了AI技术在确保未来高频度、高风险“质能转换”过程安全可靠方面不可或缺的价值。
尤为关键的是,在中俄东线天然气管道山东段试点工程中,全国产化PLC与PCS服务器的成功应用,解决了长输管道控制系统的“卡脖子”问题。
这为构建安全可控、开放智能的“质能网”调度平台扫除了底层技术障碍,是确保未来国家能源“质能网”战略安全的核心突破。
道阻且长,未来明亮
尽管“质能网”构想富有创新性,但从示范走向大规模商用仍面临多重挑战。技术耦合是首要难题,风光发电的波动性与化工生产连续性的矛盾,对电解槽等设备的灵活响应和工艺适应性提出了更高要求。
成本与经济性也是关键瓶颈,目前绿氨等绿色能源产品仍存在绿色溢价,成本竞争力高度依赖规模化生产和绿电成本的进一步下降。
市场需求与认可度同样构成挑战,当前绿色氢、氨、醇的承购方多为日本、欧洲、中东等地的海外客户,而国内市场的培育尚需时日,有待拓展如煤电掺烧等应用场景并提升市场接受度。
基础设施协同也不容忽视,如何打破管网与电网独立规划、独立运营的现状,实现统一调度与优化配置,是“质能网”落地必须解决的现实问题。
尽管前路挑战重重,但能源系统的深层变革已经启动。
随着赤峰-锦州管道、雄安新区在智慧管网等更多探索的落地,“质能网”这一概念正迅速从蓝图照进现实。它不仅仅是基础设施的升级,更将从根本上重塑我们对于能源生产、输送与消费的认知,为中国乃至全球的能源转型提供一个全新的、更具韧性的解决方案。
原文标题 : 超越特高压:“质能网”将如何重塑中国能源?