背景意义
城市是能源消费的主体，全球约50%的人口居住在城市地区，城市地区创造了全球80%的GDP、消费了75%的自然资源和80%的能源供应，产生了约75%的全球碳排放。2016年中国城镇人口占比为57.35%，预计2050年，中国将有80%的人口集中在城市地区。因此，城市是能源变革的主阵地，亟需通过城市能源互联网的建设破解城市能源困局。
传统城市能源系统以保障城市能源供应为主要目的，具有分条分块管理、信息分享不足、能源互补不够、能源效率不高等特征。在电力、燃气、石油、煤炭、热力等各类分类能源中形成由上至下的条线管理模式，不同品种能源具有专门的能源运营企业，并由政府部门管理，管理上则分块比较明显，在城市用能个体管理上存在多对一的特征。
超大型城市能源互联网是未来满足超大型城市各类能源使用需求的综合能源系统，是价值创造的核心载体。构建超大型城市能源互联网，能够从能源供应、配置、消费全环节入手，实现城市内单一能源的纵向贯通和多种能源之间的横向融合，进而实现清洁能源大范围、跨领域优化配置，是推动城市能源变革、从根本上解决城市环境问题的内在要求。
长三角、京津冀等城市群是我国经济最具活力、开放程度最高、创新能力最强的区域，是国家城市发展战略的承载主体。以长三角为例，其城市群发展规划明确要求提升基础设施互联互通和服务水平。上海作为长三角世界级城市群的核心城市，以建设超大型城市能源互联网为抓手，加快能源基础设施互联互通，将更好地引领和优化提升长三角城市群发展。
研究分析
1. 城市能源发展存在需求巨大、资源匮乏、污染严重、协调不足等问题，必须从城市发展需求的角度看待能源发展问题，面向城市工业化、城镇化发展进行中对能源系统的要求，构建可持续发展的城市能源系统，从理念、路径上推动能源实现转型，促进城市经济社会可持续健康发展。
2. 从世界范围内来看，对城市能源系统发展变革存在多方面的探索，但基本都停留在智慧能源城市即“新能源”城市的认识层面，更深入的城市智慧能源系统研究与设计基本处于空白。结合国际经验和中国发展实际，我国推进城市能源系统变革应当从加快能源体制改革、积极发挥市场的高效配置作用、加快综合能源服务平台建设、推行多样化管理模式、建立能源产业大生态等八方面着手。
3. 未来随着超大型城市发展，其能源系统将“自上而下”由城市大能源系统、区域能源系统和用户侧能源系统构成。超大型城市能源系统具有能源互联网核心要素全面集中体现、大量同类及各类子系统的复杂协同、先进技术创新和应用的需求更加迫切、综合能源服务价值潜力的更早实现等四个显著特征。
4. 超大型城市能源互联网是以电为中心，以信息物理一体化融合为基础，通过环节维度的源网荷储协调、系统维度的多能互补、空间维度的局部与跨区域优化配置，满足未来超大型城市各类能源使用需求的“三维一体”综合能源系统。具有广泛互联、海量主体即插即用、能流双向快速变化、主体互动、多能协同、高度市场化、广泛创新等七个方面的基本特征。
5. 总体来看，上海市能源发展在国内城市间横向对比处于先进水平，但相对于国际标杆的东京市来对比还有较大差距。与东京对标，从终端能源强度、终端能源结构来看，上海未来具有较大发展空间；在未来发展目标方面，上海仅对2035年相对于2025年峰值的下降比例（5%）进行了规划，并没有明确的关于能源消费总量控制的发展目标。
6. 超大型城市能源互联网实践路径将经历子系统级发展、跨系统级发展和平台级发展三个阶段，通过多能转换耦合，提升整个能源系统灵活互动能力，解决城市规模与承载力的匹配问题、环境问题结构性矛盾等，支撑超大型城市发展规划和目标。其发展将充分考虑超大型城市的发展规律、生态环境现状、资源约束条件，结合智能电网、清洁能源、能源服务等方面对发展阶段进行基础研判。
7. 上海超大型城市能源互联网建设将经历三个阶段：第一阶段（2020年）：建成先进的坚强能源基础网络，开展多能系统项目实践示范；第二阶段（2035年）：形成支撑韧性生态之城的清洁化能源网络，实现多能协同效益；第三阶段（2050年）：实现以电为中心的全球卓越综合能源网络，形成城市综合能源服务生态体系。对于老城区的能源互联网建设，“自下而上”的实施路径相对较为合适；对于新城区的能源互联网建设，“自上而下”的实施路径较为合适。
启示与体会
1.建立持续性的城市能源研究和国际城市对照扩展数据库。公司已经开展了与东京电力公司的对标工作，为了更好地支撑上海城市能源互联网发展战略，仅仅对电力指标进行对比分析还不够，还需要从电网在能源互联网建设中的核心作用出发，分析上海整体能源体系、能源转型的发展体系，开展上海能源系统发展预测研究，深入量化研究电网在其中的定位角色。同时加强与东京、纽约等国际主要城市的能源发展数据对比，借鉴国际发展经验，进一步建立数据库，形成滚动对比分析机制。
2.推进电网功能性质演变研究。从对城市发展与城市能源发展的相互关系、城市与能源系统协调发展的趋势研究中可以看出，电力工业的功能性质已经由传统的保障国民经济发展及人民生水平提高对电力供应的量、质要求（公用性、基础性），拓展为促进能源系统绿色化，进一步成为能源工业的主体和循环经济的核心。电网公司应进一步持续深化对电网功能性质演变的研究，对于发挥电网在能源互联网建设中的核心与引领作用具有重要意义。
3. 在构建“三型”企业背景下，以综合能源服务为重点对营销服务进行系统性升级。国网公司在“能源”方面，已深入挖掘电网的电力传输和能源资源配置功能；在“互联网”方面，充分挖掘电网的网络功能价值成为战略方向。新时代下，公司将由传统能源企业转型升级成为具有“枢纽型、平台型、共享型”特征的能源互联网企业。在构建“三型”企业背景下，应提升综合能源系统管控平台建设能力，推动以电为中心的能源互联网建设。
相关建议
1. 建立与能源相对独立的经济增长模式，构建节能型城市空间结构，重塑能源与建筑的关系，打造更高效的低碳交通体系。转变工业结构，降低高能耗强度的原材料工业的比重，通过装备制造业与原材料工业的比重变化，促进上海工业能耗强度下降、摆脱对高能耗工业的依赖。从城市规划入手，引导城市用地朝通勤短程化和功能混合化方向发展，及时疏解城市功能。推动光伏生态一体化的绿色建筑发展，使建筑从过去单纯的能源消费逐步向能源产消一体化转变。推进电动汽车在民用车中的主体地位，建设国际领先的电动汽车示范城区，实施广泛的城镇交通电气化。
2. 构建适应清洁、可再生能源为主体的能源基础设施体系，建立以碳税为核心的能源政策体系。以电为中心、电网为平台，建立新一代电力系统，支持高效、灵活、可靠和可负担的电力供给。采用“系统思维”开展跨行业整合，通过发电、输配电和电力消费环节的技术选择，发展经济高效的一体化能源系统。通过碳定价的刺激，或者其他的替代政策工具，激发竞争性市场的低碳投资。采取必要的激励和强制相结合的政策手段，包括上网电价、基于产出的补贴和配额制度，推动低碳投资。
3. 加强电网发展与城市基础设施的深入融合。以电网为基础，加强电网与能源生产、消费以及交通、建筑等领域的信息融合，推动综合能源服务业务模式和商业模式创新。积极开展产业生态联合，快速建立竞争优势。灵活运用战略合作、项目合资、混改等方式，与园区、能源企业、互联网企业、工业企业等主体携手开拓市场，实现优势互补、利益共享、风险共担。
4. 加快建立以电为中心的能源规划体系，并进一步推动与上海“多规合一”城市空间基础信息平台的对接。推动实现能源规划与电网规划有效联动，强化电力网络在城市能源供应体系中的中心作用，强化电力能源在城市能源体系中的中心作用，强化电网企业在城市能源规划工作中的中心作用。将上海相关的电力、能源信息融入“多规合一”的城市空间基础信息平台，一方面推动在城市规划发展考虑电网发展诉求；另一方面电网发展也更密切与城市规划结果对接。
