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  • 從能源互聯(lián)網(wǎng)到智慧能源

    2017-03-22 16:01:11 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
    隨著黨的十八大提出能源革命戰(zhàn)略、今年的政府工作報告推出互聯(lián)網(wǎng)+行動計劃,二者深度融合,必然催生能源互聯(lián)網(wǎng),對我國推進能源革命、搶占第三次工業(yè)革命制高點、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興提供堅實的能源安全保障,均
    隨著黨的十八大提出能源革命戰(zhàn)略、今年的政府工作報告推出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃,二者深度融合,必然催生能源互聯(lián)網(wǎng),對我國推進能源革命、搶占第三次工業(yè)革命制高點、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興提供堅實的能源安全保障,均具有現(xiàn)實而深遠的戰(zhàn)略意義。
     
      能源革命蓄勢待發(fā),能源互聯(lián)網(wǎng)呼之欲出
     
      進入新世紀以來,以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)與其他各種新技術(shù)相互關(guān)聯(lián)、共同發(fā)展,并不斷突破自身的產(chǎn)業(yè)邊界,向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)延伸滲透,通過聯(lián)接與共享,最大程度激發(fā)和激活了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)造力和創(chuàng)新力。尤其是近年來大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)不斷涌現(xiàn),使人與人、人與物、物與物都逐步聯(lián)接成網(wǎng),直至各種數(shù)據(jù)打通共享,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其思想正潛移默化地滲透到社會的每個角落,深刻改變著人類生產(chǎn)生活方式。
     
      經(jīng)濟增長必須以能源供應(yīng)為保障,回顧歷史進程,清晰展現(xiàn)了先進技術(shù)對能源革命,進而對工業(yè)革命的巨大推動力,“蒸汽機+煤炭”替代“人工+柴薪”、“內(nèi)燃機+石油”替代“蒸汽機+煤炭”,分別開啟了第二次工業(yè)革命。當前,新一輪能源革命及其對應(yīng)的第三次工業(yè)革命已經(jīng)蓄勢待發(fā),以信息新技術(shù)和新能源技術(shù)為引領(lǐng),并與生物電子、3D打印、智能機器人、納米材料等新技術(shù)相融合,相互關(guān)聯(lián)、交織共進,正在對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行全方位升級改造。
     
      互聯(lián)網(wǎng)正在向能源產(chǎn)業(yè)進行全方位滲透,能源產(chǎn)業(yè)為適應(yīng)能源革命的要求,加速推動第三次工業(yè)革命,也必須借力互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及思想,
     
      將其創(chuàng)新成果融入本產(chǎn)業(yè),賦予能源信息數(shù)據(jù)屬性,改造能源物理網(wǎng)絡(luò)形態(tài),優(yōu)化能源傳統(tǒng)組織結(jié)構(gòu),突破發(fā)展瓶頸,全面提高創(chuàng)新力和生產(chǎn)力。兩大產(chǎn)業(yè)結(jié)合各自優(yōu)勢和特點的深度融合,將共同完成向更高層次的蛻變,形成具有深遠影響的全新業(yè)態(tài)——能源互聯(lián)網(wǎng)。
     
      能源互聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)信息網(wǎng)、能量網(wǎng)、能源網(wǎng)“三網(wǎng)合一”
     
      能源互聯(lián)網(wǎng)是信息網(wǎng)絡(luò)、能量網(wǎng)絡(luò)和能源網(wǎng)絡(luò)的高度整合,以電力網(wǎng)絡(luò)為樞紐平臺,以可再生能源和分布式能源接入為主要任務(wù),以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為實現(xiàn)工具,通過能源調(diào)節(jié)系統(tǒng)對可再生能源和分布式能源基礎(chǔ)設(shè)施實施廣域優(yōu)化協(xié)調(diào),實現(xiàn)冷、熱、氣、水、電等多種能源形式優(yōu)化互補,提高能源使用效率,實現(xiàn)信息、能量和能源三者之間雙向流動共享。
     
      能源互聯(lián)網(wǎng)能夠通過物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、云計算數(shù)據(jù)中心、地理空間監(jiān)測設(shè)備等信息技術(shù)和通信技術(shù)手段,感測、分析、整合城市運行核心系統(tǒng)的各項關(guān)鍵信息,對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動在內(nèi)的各種能源需求做出智能響應(yīng),充分保障智慧城市發(fā)展,進而為城市居民創(chuàng)造更美好的生活。能源互聯(lián)網(wǎng)還能以水、電、氣、汽、風、油等能源介質(zhì)為監(jiān)測對象,對企業(yè)生產(chǎn)、建筑與家庭用能進行實時采集、計算分析和集中調(diào)度管理,大幅提高節(jié)能等等。
     
      能源互聯(lián)網(wǎng)同時具有能源和互聯(lián)網(wǎng)兩個產(chǎn)業(yè)的特征,基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大數(shù)據(jù)、云計算,將能源與能量的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、存儲、輸送、使用等環(huán)節(jié)的眾多節(jié)點互聯(lián)起來,實現(xiàn)信息流、能量流和能源流的自由接入、實時流動、即時交換與共享,達到信息網(wǎng)、能量網(wǎng)、能源網(wǎng)的“三網(wǎng)合一”。能源互聯(lián)網(wǎng)的每個主體都是平等、自治的信息中心與能量、能源中心,可以自由上傳與獲取信息、能量與能源,避免了能源集中統(tǒng)一再分別配送等不必要環(huán)節(jié)。同時,能源互聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點既是能源生產(chǎn)者也是消費者,生產(chǎn)和消費的主體能夠直接點與點對接,隨時生產(chǎn)、并網(wǎng)、消費、轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)了效率最優(yōu)化。
     
      從能源互聯(lián)網(wǎng)到智慧能源:能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展路徑
     
      能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)思路:
     
      ——開發(fā)能源新技術(shù)
     
      一是高密度大容量儲能、遠距離無線輸能、分布式可再生能源并網(wǎng)等能源新技術(shù);二是積極發(fā)展能源大數(shù)據(jù)、能源云計算、能源物聯(lián)網(wǎng)等能源信息技術(shù);三是人工光合、陶瓷電池等能源材料技術(shù),四是微生物驅(qū)油、微生物產(chǎn)氣等能源生物技術(shù)。
     
      ——創(chuàng)立能源新形式
     
      一是煤炭高溫熱解等傳統(tǒng)能源形式的新型利用等;二是風光熱儲、頁巖氣、可燃冰等新能源的推廣利用;三是根據(jù)能源未來發(fā)展趨勢,積極探索前瞻性能源新形式,爭取獲得革命性突破。
     
      ——培育能源新業(yè)態(tài)
     
      一是新型組織模式,如基于分布式分散式的虛擬電廠等;二是新型商業(yè)模式,如基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源交易平臺等;三是新型服務(wù)模式,如基于大數(shù)據(jù)的節(jié)能解決方案等。
     
      ——構(gòu)建能源新制度
     
      一是具有開創(chuàng)性與前瞻性的催生型新制度;二是改革和完善現(xiàn)有制度和政策支撐體系的適應(yīng)性新制度。
     
      能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù):
     
      ——接口技術(shù)
     
      必須逐步完善能源互聯(lián)網(wǎng)各類型設(shè)備以及信息、數(shù)據(jù)、能量、能源接口標準以及信息傳輸協(xié)議,從而保證其中信息流、能量流與能源流的互聯(lián)互通。
     
      ——轉(zhuǎn)換技術(shù)
     
      保證能夠根據(jù)消費需求,將能源即時轉(zhuǎn)換為電、冷、熱等方便、直接的能量形式。
     
      ——傳輸技術(shù)
     
      大力發(fā)展能量大規(guī)模傳輸、雙向傳輸、無線傳輸?shù)燃夹g(shù),解除地域或環(huán)境限制。
     
      ——存儲技術(shù)
     
      大力發(fā)展壓縮空氣儲能、電化學(xué)儲能、超導(dǎo)磁儲能等新興儲能技術(shù)以及鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池、超級電容器、飛輪等儲能設(shè)備和產(chǎn)品。
     
      ——平衡技術(shù)
     
      必須大力建設(shè)能源路由器等能源平衡技術(shù),通過高效的傳輸裝置、轉(zhuǎn)換裝置、路由裝置等,實現(xiàn)能源高效低耗的最優(yōu)傳輸和調(diào)配。
     
      ——安全技術(shù)
     
      必須積極研究網(wǎng)絡(luò)安全接入以及網(wǎng)絡(luò)安全防護等各種關(guān)鍵技術(shù),增強能源互聯(lián)網(wǎng)抗風險、抗攻擊、抗故障的自防自糾自愈能力。
     
      能源互聯(lián)網(wǎng)的實施步驟:
     
      ——夯實基礎(chǔ)
     
      聯(lián)接各種能源終端設(shè)備,不斷擴充能源互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,匯總各級各類節(jié)點信息,建設(shè)能源大數(shù)據(jù),運用能源云計算,初步實現(xiàn)信息流。提高電網(wǎng)智能化水平,將各種能源大部分轉(zhuǎn)化為能夠直接利用的能量如電力、熱能等,初步實現(xiàn)能量流。夯實能源物聯(lián)網(wǎng),提高直接使用的煤、油、氣等物流使用效率,初步實現(xiàn)能源流。
     
      ——持續(xù)推進
     
      進一步與“人”聯(lián)接,以人為中心,使用戶、能源、設(shè)備之間實時交互交流,信息數(shù)據(jù)即時傳輸分析,保證科學(xué)供給、動態(tài)調(diào)配、合理消費,在此基礎(chǔ)上逐步形成多層次、多功能的能源互聯(lián)網(wǎng)。同時,在新制度保障下,不斷強化互聯(lián)網(wǎng)與能源之間的高效聯(lián)動,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,進一步促進能源新技術(shù)、新形式、新業(yè)態(tài)形成。
     
      ——充實完善
     
      高度實現(xiàn)能源開發(fā)利用的清潔化和低碳化、分布式與自主性。在能源互聯(lián)網(wǎng)體系下,能源完全以人為本,全過程智能可控,運行效率大幅提高。在能源開發(fā)、傳輸、轉(zhuǎn)化和消費過程中逐步引入擬人腦智慧功能,逐漸過渡到智慧能源的高級階段。
     
      “互聯(lián)網(wǎng)+”時代,為推動能源革命提供了難得的歷史機遇。能源互聯(lián)網(wǎng)的初步建成將成為能源革命取得實質(zhì)進展的重要標志,表明能源革命與信息技術(shù)及工業(yè)技術(shù)深度融合并走向成熟。同時,能源形式的改進更替與文明形態(tài)的演進轉(zhuǎn)型緊密關(guān)聯(lián),能源革命的最終目標就是要順應(yīng)文明形態(tài)轉(zhuǎn)型的要求,構(gòu)建一種從自然到自動,從智能到智慧的全新能源形式。在能源互聯(lián)網(wǎng)形成與發(fā)展過程中,人類的能源形式將逐步由大規(guī)模、集中式的化石能源向微型化、分散式、智能化的可再生能源過渡,人類社會的文明形態(tài)也將逐步由信息文明向生態(tài)文明轉(zhuǎn)型。可以預(yù)見,隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和能源革命的不斷推進,能源技術(shù)不斷突破,能源制度不斷完善,能源互聯(lián)網(wǎng)不僅可以滿足安全、清潔、經(jīng)濟和持續(xù)要求,而且也必將遵循人類文明演進的新趨勢和新要求,逐漸“進化”出自組織、自檢查、自優(yōu)化、自適應(yīng)等類似于大腦的強大智慧功能,開啟智慧能源的全新時代。
     
      (作者介紹:,中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所;楊健,河北大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院;劉濤,清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院;陳錚,電力規(guī)劃設(shè)計總院)
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