一 北京能源与环境现状及问题

截至2015年末，北京市常住人口为2170.5万人，随着城市居民数量和经济水平的升级，北京市能源消耗量逐年增加。北京自身的能源相对匮乏，能源瓶颈对北京经济发展的制约作用明显，由此导致的能源安全和环境污染等问题也亟待解决。这一方面是由于能源供给与消耗之间的落差，另一方面是由于北京目前能源结构不合理、能源利用不充分，从而导致相对短缺问题。目前，北京能源与环境主要存在以下两个方面的突出问题。

（一）能源供给相对不足，对外依赖性强

北京市统计局的统计数据表明，2005～2015年的十年间，北京市的能源生产总量相比于能源消费总量始终处于供不应求的状况，且缺口逐年增加，至2015年已上升至2830.2万吨标准煤，相当于北京市2015年能源生产总量的一半以上（见图1）。这就造成北京能源对外依赖性日益增强。

图1 2005～2015年北京能源消费总量与能源生产总量差额

（二）能源利用率偏低，环境污染严重

与此同时，北京万元GDP能耗要低于中国其他省份，根据北京市统计局的统计数据，从2005年到2015年的十年间，北京万元GDP能耗从之前的0.902万吨标准煤下降为0.338万吨标准煤（见表1），成效非常显著。虽然如此，北京万元GDP能耗与世界先进城市相比仍存在较大差距。有研究表明，北京万元GDP能耗2007年时分别是东京的17.8倍、伦敦的8.9倍、纽约州的2.7倍。^[1]

表1 2005～2015年北京能源消费总量及万元地区生产总值能耗

从耗能的细分领域来看，第一产业和第二产业的整体能耗近年来呈现持平和略有下降的趋势，第三产业和生活消费的能耗则处于持续上升的阶段，十年来皆增加了近一倍。这也从侧面反映了北京产业结构调整以及人民生活水平提高所带来的变化。特别是生活消费能耗快速攀升，在总能耗中的比例已经从2005年的16.4%上升至2015年的22.7%。

从北京近年来能源消费构成来看，北京消费的能源类型以煤品、油品、天然气等化石能源为主（见表2），其中燃煤和石油类能源燃烧时将释放出大量SO₂、氮氧化物、烟尘以及颗粒物。研究表明，大气中的SO₂几乎全部来自燃煤。^[2]另外，有学者研究表明，北京市全年PM2.5来源中区域传输贡献占28%～36%，本地污染排放贡献占64%～72%。其中，能源消耗贡献值接近1/3（见表3）。

表2 2010～2015年能源消费总量及构成情况

表3 2005～2012年北京市空气质量与能源消费贡献值之间的内在关联

二 能源互联网国际新趋势及重要意义

目前，世界能源消费主要以化石能源为主，由此带来的资源紧张、环境污染和气候变化问题突出。一方面，全球化石能源储备严重不足，“2013年煤炭、石油和天然气剩余探明储量分别为8914亿吨、2382亿吨和186万亿立方米，按目前开采强度仅能开采113年、53年和55年。”^[3]另一方面，能源使用过程中造成的环境污染日益严重。解决由化石能源消耗所导致的问题，就需要尽量采用太阳能、风能等清洁能源代替化石能源发电，在此基础上，尽量以电能代替煤、油等传统能源消耗，从而从源头上减少CO₂、SO₂等气体的排放，减少能源消耗所带来的环境污染。

与此同时，可再生能源由于自身特点，存在地理上相对分散，生产和使用过程不连续，随机性强，波动性大，接入电网之后易造成电网不稳定等弊端。目前，美国、德国等欧美发达国家提倡的能源互联网正是针对这一难题而提出的，通过能源互联网建设，可实现以清洁能源替代传统化石能源，从源头减少化石能源消耗和环境污染。

（一）能源互联网是国际能源结构调整与能源共享的新趋势

能源互联网是杰里米·里夫金在《第三次工业革命》（2012）一书中提出的概念，里夫金认为以化石燃料大规模应用为基础的第二次工业革命日益式微，一种基于可再生能源技术、通信技术和自动控制技术的新型能源利用体系，即能源互联网将成为即将到来的第三次工业革命的驱动力。^[4]基于里夫金的描述，董朝阳等人给出了能源互联网的初步定义：“能源互联网是以电力系统为核心，以互联网及其他前沿信息技术为基础，以分布式可再生能源为主要一次能源，与天然气网络、交通网络等其他系统紧密耦合而形成的复杂多网流系统。”^[5]具体如图2所示。

图2 能源互联网的基本架构与组成元素

由此可见，能源互联网可以理解为利用信息与能量的耦合和协同形成的能源网、物联网和互联网构成