欧盟发布2022-2031年综合能源系统研发路线图

近期，欧洲能源转型智能网络技术与创新平台（ETIP SNET）公布《2022-2031年综合能源系统研发路线图》，明确了未来十年的研发创新优先事项。路线图提出需投入共计约45亿欧元，围绕9大应用场景实施63项研发创新优先项目，详情如下：

1、优化跨部门集成和电网级储能总预算6.2亿欧元，目标是：优化综合能源系统的运营和规划，以促进向零碳能源经济高效转型。验证跨能量流耦合的重要性，以实现集成大规模可再生能源和供热/制冷、交通、工业部门的脱碳。开发一个新的市场、监管和政策框架，以提供低成本、安全、可靠和有弹性的整体能源系统。推进合适的能源存储和转换技术以及相关基础设施的发展。研发创新优先项目包括：①跨部门集成和储能的价值（2022-2027年）；②多能源系统控制和运行工具（2022-2027年）；③智能资产管理（2022-2027年）；④集成氢能和碳中和气体（2024-2029年）；⑤跨部门集成的监管框架（2024-2029年）；⑥跨部门弹性（2026-2031年）；⑦未来跨部门基础设施设计（2026-2031年）；⑧验证和示范（2026-2031年）。

2、市场驱动下输电系统运营商、配电系统运营商和产销合一者的交互作用总预算5.3亿欧元，目标是：通过广泛部署分布式能源促进提高可再生能源并网率；增加消费者和当地社区的参与；集成分布式储能；确保到2031年，欧盟有3000万辆电动汽车能够为可再生能源电力系统集成做出贡献；确保充分的实时平衡和灵活性管理；确保以具有竞争力的方式开发分布式储能的灵活性和平衡服务；为行业和投资者创造可预测的商业环境；优化电力系统运营和规划；通过配电网中的分布式资源优化辅助服务；开发高效的长期规划以及相应的工具和模拟能力；确定适用于输、配电系统运营商交互作用的市场模型，并明确相关技术、市场和商业障碍；向输、配电系统运营商提供系统运行改进建议，以实现新服务和产品的集成；激励需求方、消费者参与和发展当地能源社区；确保需求侧相应的弹性贡献（包括黑启动），开发和改进数字技术（如协议、设备），以支持用户和分布式能源参与运营和市场；数据交换标准的使用；定义可准确描述输、配电系统运营商和产销合一者交互作用的数据模型；增进对商业模式和案例的理解；探索数据安全共享的机会和利益，使用先进分析和大数据管理进行决策。研发创新优先项目包括：①确保输电系统运营商、配电系统运营商和系统用户交互作用的市场模型和架构（2022-2027年）；②通过控制和运营增强输电系统运营商、配电系统运营商和系统用户交互作用（2022-2029年）；③开发输电系统运营商-配电系统运营商合作平台（2022-2029年）；④输电系统运营商-配电系统运营商合作规划工具（2022-2031年）；⑤开发欧洲电网的“数字孪生”（2024-2029年）；⑥通过市场机制和激励措施实现可行的商业案例（2024-2031年）；⑦输配电系统运营商和系统用户的管理（2024-2031年）。

3、泛欧整体市场、区域市场和本地市场总预算4.1亿欧元，目标是：开发具有合适时间和特殊空间粒度的全新多能源市场；开发成本效益高的市场机制；示范能够使灵活性技术和先进系统控制概念获得收益的新市场；开发完全分散的能源市场；评估灵活的分布式能源资源的价值，如需求侧响应、家用和电动汽车电池、储热等；改进可再生能源电力购买协议；实施原产地保证；为传统、新兴小型和大型技术提供市场；开发市场设计/监管框架，以支持从地方到国家/国际层面的供应弹性交付；通过市场设计以确认灵活性技术的价值；开发和示范先进技术和控制概念/平台工具，以支持基于地方、国家和国际层面不同能源部门之间适当数据交换的多能源系统市场，并为不同技术/概念提供系统服务建立公平的竞争环境。研发创新优先项目包括：①基本市场设计（2022-2029年）；②监管框架和战略投资（2022-2029年）；③跨境交易的信息系统（2022-2029年）；④验证新的市场概念（2024-2029年）；⑤支持实时平衡的输/配电系统运营商控制信息系统（2026-2031年）。

4、可再生能源大规模并入输配电网总预算5亿欧元，目标是：提高可再生能源渗透率，改进建模和仿真能力，建立一个经济高效、安全可靠的能源系统；促进跨部门的可再生能源使用；降低由于波动性可再生能源发电增加导致的系统风险；可再生能源投资的去风险和长期价格信号；可再生能源参与的用户友好型市场准入；开发先进、高效和有效的网络技术，确保高效的需求侧响应控制和混合发电系统。研发创新优先项目包括：①在多部门以不同程度集成可再生能源的技术壁垒和措施（2022-2029年）；②基于可再生能源的能源系统控制和运营（2022-2027年）；③通过建设基础设施和利用网络技术集成大规模可再生能源（2022-2029年）；④通过规划实现弹性系统以大规模集成可再生能源（2022-2031年）；⑤可再生能源为主导的能源系统的良好运行市场（2024-2031年）；⑥可再生能源为主导的能源系统的政策和监管（2024-2031年）。

5、促进消费者参与的一站式和数字技术解决方案总预算4.2亿欧元，目标是：为消费者提供能源数据和先进服务，以将能源完全整合到数字经济中，从而创造新的机会和商业案例，促进能源系统脱碳。电力成为主要的能源载体，并广泛取代化石能源需求，提高能源系统的消费者灵活性；提高交通、住宅和工业电气化程度，家庭成为活跃的能源消费者，可提供灵活性并实现分布式可再生能源的大规模集成。实现消费者在能源系统中的大规模数字化参与，包括让消费者参与可访问和可负担的数字工具的设计和使用，并确定评估长期参与度的指标。增加可再生能源在与配电网连接的用电场所的渗透率。优化系统灵活性，并确保持续提供和使用。通过降低成本和优化智慧能源系统，增加电动汽车和电热泵的大规模使用。建立开放、透明和安全的数字生态系统，在信任的环境中提供、整理和共享数据和服务。研发创新优先项目包括：①消费者/用户接受和参与的价值（2022-2027年）；②设计安全的即插即用设备和物联网（2022-2027年）；③利用通信网络，包括网络安全（2022-2029年）；④跨部门灵活性使用案例（2022-2027年）；⑤数据空间（2024-2029年）；⑥建立能源系统开发人员和用户所需的技能，以通过数字化加速转型（2024-2029年）；⑦服务管理与运营（2024-2029年）；⑧共享信息基础设施投资（2024-2029年）；⑨大规模示范（2026-2031年）；⑩就消费者解决方案达成共识（2026-2031年）。

6、所有系统中电力电子设备的安全运行总预算5.3亿欧元，目标是：开发先进模拟工具、新型电力电子控制技术，改进变电站概念，实现可再生能源的高渗透率，各级储能设施的平滑集成，通过提高电网运行灵活性提升运行安全性。研发创新优先项目包括：①下一代光伏和电池逆变器的控制解决方案（2022-2029年）；②混合输配电和混合交直流配电网（2022-2029年）；③下一代配电站（2022-2029年）；④电力电子驱动网络的输配电仿真方法和数字孪生技术（2022-2029年）；⑤高压直流互操作性及多端配置（2026-2031年）；⑥大规模示范（2026-2031年）；⑦标准化（2026-2031年）。

7、增强系统监督和控制（包括网络安全）总预算6.6亿欧元，目标是：通过增加使用可再生能源，使电力成为主要的能源载体，同时提高网络的效率、弹性和可靠性；通过对连接到电网的不同需求侧响应资源进行实时监督和控制，提供能源系统灵活性；通过智能充电支持交通电气化；通过电气化促进工业供热脱碳。研发创新优先项目包括：①下一代输电系统运营商控制室（2022-2029年）；②下一代配电管理系统（2022-2029年）；③配电网下一代测量技术和地理信息系统（2022-2029年）；④广域监测、控制和保护（2022-2031年）；⑤未来电网运营商（2024-2029年）；⑥未来电网现场技能人员（2024-2029年）；⑦人机界面（2024-2029年）；⑧能源网的网络安全（2024-2029年）；⑨大规模示范（2026-2031年）；⑩标准化（2026-2031年）。

8、交通集成与储能总预算4亿欧元，目标是：评估交通部门脱碳战略的整体价值；制定新的政策和市场框架；通过协调的输配电系统运营商控制，评估电动汽车提供能源控制服务的作用和价值；评估快速充电基础设施对能源系统的影响；评估基于纯电动汽车、插电式混合动力汽车和氢燃料电池汽车的智能电动汽车的系统价值差异；开发价格合理、用户友好的充电基础设施概念；探索开发利用海上风电为船只充电的海上充电基础设施的可行性；评估基于车联网概念和快速充电站增强能源供应安全性和弹性的能力；开发合适的信息和通信技术基础设施，使能源系统和充电站运营商之间能够进行信息交换。研发创新优先项目包括：①交通部门脱碳的技术和经济影响（2022-2027年）；②通过电动汽车提高能源系统运行的有效性和弹性（2022-2029年）；③能源和交通部门的集成规划（2022-2029年）；④调整政策和市场，实现交通和能源部门的经济高效集成（2024-2029年）；⑤示范活动（2026-2031年）。

9、建筑、区域和工业过程灵活性总预算4.1亿欧元，目标是：实现高效碳中和建筑；在配电网运营中整合建筑灵活性；在更广泛的电网中整合能源社区和智能城市；在已开发的解决方案中高效集成微电网；电网和系统的弹性支持；开发从建筑到社区和智慧城市层面的灵活性机制；集成虚拟电厂，用于聚合本地资源；整合能源批发市场和辅助服务市场的总需求；改进灵活性评估和预测；将人工智能和“数字孪生”用于需求灵活性资产；端对端机制；通过高效的家庭能源管理系统改善监测和控制。研发创新优先项目包括：①基于可再生能源的能源系统中建筑、基础设施和智能社区集成的价值评估（2022-2027年）；②楼宇与智慧社区集成的控制与运行工具（2022-2029年）；③在综合能源系统中规划建筑物和基础设施的弹性集成（2022-2029年）；④高效集成建筑和智慧能源社区的管理（2024-2029年）；⑤形成适用于建筑和智慧社区的市场（2026-2031年）。

本文转载于中国科学院武汉文献情报中心先进能源科技战略情报研究团队