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原標題:為能源互聯網安裝智慧大腦



未來將是全國范圍內大規模開展“互聯網+ 智慧能源”試點的機遇期。圖片來源:百度圖片

《第三次工業革命》的作者傑裡米·裡夫金對能源互聯網這樣設想:“在即將到來的時代,我們需要創建一個能源互聯網,讓億萬人能夠在自己的傢中、辦公室裡和工廠裡生產綠色可再生能源,多餘的能源則可以與他人共享,就像我們現在在網絡上分享信息一樣。”

能源互聯網可以把普通的能源分佈網變成類似信息互聯網,毫無疑問這將掀起一場能源變革,而我國已做好變革的準備。

繼今年2月三部委聯合出臺《關於推動“互聯網+”智慧能源發展的指導意見》之後,日前國傢能源局又下發瞭《關於組織實施“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目的通知》,能源互聯網的征途又向前邁進瞭一步。

“可以說在未來一個階段,將是全國范圍內大規模開展‘互聯網+智慧能源’試點的機遇期,無數的產業在這裡面躍躍欲試。”8月10日~12日,在河北省秦皇島市召開的2016中國能源互聯網大會暨智慧能源產業博覽會上,國傢發展改革委能源研究所副研究員苗韌預測,到2030年,能源互聯網有望達到GDP的0.5%~1%的水平。

上述比例看似很低,但苗韌表示,到2030年,整個工業佔GDP比重可能隻有30%。這也意味著,如果能源互聯網能佔到GDP的1%,就已經能夠與不少傳統行業比肩。

但是,如何搭建起能源互聯網神經式的互動網絡,將互聯網更好地與能源生產、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合,仍面臨太多難題。

電氣化、低碳化、智能化是趨勢

實際上,看似高大上的能源互聯網並不是一味地跟風“互聯網+”,既是大勢所趨,也非常接地氣。

“如果說Internet是一個信息互聯的網絡,能源互聯網則是一個利用Internet、為重塑能源服務的有力網絡。因為能源互聯網有眾多先進的傳感器、控制軟件、大數據技術,他們把能源生產端、傳輸端、消費端的數以億計的設備、機器、系統連接起來,形成能源互聯網的物聯基礎。”

中國工程院院士杜祥琬作出上述闡釋後強調,能源互聯網把新的能源技術、新的用能方式和新的管理模式集合在一起,其目的就在於建設高效、安全、低碳、經濟、共享、可持續的現代化能源體系。

在杜祥琬看來,能源互聯網將向著電氣化、低碳化、智能化三大趨勢發展。

電氣化是指終端能源中電力的比例應大幅度提高,這就意味著直燃煤(特別是散燒煤)需求量大幅度下降,被電、氣或工業餘熱取而代之﹔交通耗油要逐步下降,並發展電替代、生物油氣替代、氫替代、太陽能替代這四種交通能源的替代技術。

“這兩個減法將使終端能源中的非電比例下降,我國終端能源中,電力的佔比將從目前的20%上升到2020年的25%以上,並進一步達到最高的比例。”杜祥琬說。

而為應對氣候變化和可持續發展的要求,發展低碳能源也將是必由之路。杜祥琬表示,可再生能源、核能和天然氣(含非常規)這“三匹馬”將合力拉車,逐步實現高比例替代煤炭。未來,非化石能源將成為主導能源,我國低碳電力在電力中的佔比將從2015年的27%上升至2020年的約35%,並進一步到50%以至最高。

最重要的是,能源系統的設計、運營和管理也將與IT和DT深度融合,使其自動化、數字化程度與效率大為提高。

智能化應用有多種技術,如智能感知技術、大數據技術、雲計算技術、微網技術等。能源系統中管網監控、運行、能源交易和用戶用能及各類分佈式電源負荷數據極大,大數據分析的應用則可大幅提高系統的效率﹔雲計算則可以實現隨時、隨地的高性能計算,快捷便利地獲取計算資源並提高其應用價值。

共享綠色電力並非易事

可以說,能源互聯網=智慧+能源系統。

能源互聯網是智慧能源應用在能源系統中,在技術層面與能源系統中的分佈式能源、儲能設備、節能低碳技術等協同性技術相互配合﹔在運營模式上,借鑒互聯網的運營管理和創新商業模式思路,推進能源系統的安全、高效、低碳運行。

杜祥琬表示,實現能源互聯網的途徑是“兩個結合”,一是將分佈式與集中式相結合,既可構成獨立運行的微網,也可自下而上地與集中式的智能電網連接互動,利用智能感知技術和大數據技術高效管理,構成新型的能源網絡,使低碳化、智能化落地﹔二是將橫向的多能互補和縱向的能源“源、網、荷、儲、用”優化結合,例如用火電調峰,提高間歇性能源的並網率,或者根據氣象情況調動不同的能源,也可根據能源側的波動啟動調峰或峰電的有效利用。

可以想象,在即將到來的時代,數億人將在能源互聯網上共享綠色電力。雖然能源互聯網被寄予厚望,但其建設過程中面臨的挑戰也不可小覷。

中國可再生能源學會理事長石定寰就提出瞭三重挑戰:首先需要國傢投入volvo音響改裝大量的經費來支持能源基礎設施建設﹔其次要解決應用的問題,即能源的生產和消費消納問題,這相應地需要降低可再生能源價格、大幅度壓低成本﹔第三,還需要進一步解決政策環境、機制體制問題。

不僅如此,能源互聯網想要實現成熟運轉,需要的技術準備也是隻多不少:比如需要極強的信息流處理能力,來預測和監視消費者的需求變化、極端不穩定的能量生產供應變化﹔同時它還要指揮相應的能量調配部門完成上載與下載能源的分流與整合等等。

另外,能源互聯網中的“能源”還不僅僅限於電力這種二次能源,也包括電力之外的煤炭、石油、天然氣等一次能源。當前,互聯網與能源融合不僅需要突破分佈式發電、儲能、智能微網、主動配電網、柔性直流等能源領域關鍵技術,還需要探索物聯網、大數據、雲計算等信息通信技術在能源領域的深度應用。

區塊鏈汽車喇叭推薦技術或將加速落地

未來,能源系統要連接數以十億計的發電設施、光伏面板、儲能電池、充電網絡、用能設備,使之像一個交響樂團。面對這些超大規模數據之間的流通,亟須一個服務能源互聯網的智慧大腦,區塊鏈技術或將是最佳選擇。

區塊鏈是由區塊有序鏈接起來形成的一種數據結構,其中區塊是指數據的集合,相關信息和記錄都包括在裡面,是形成區塊鏈的基本單元。其核心功能就是不依靠中心或者第三方機構,保障數據的真實可信,打破信任壁壘,極大降低瞭業務開展需要支付的信任成本,促進業務的高效開展。這與能源互聯網的理念在一定程度上十分吻合,使區塊鏈未來有潛力成為能源互聯網中重要的技術解決方案之一。

國傢開發銀行原副行長、智慧能源投資控股集團董事局主席高堅表示,能源互聯網融合信息技術與能源技術,是實現智慧能源的基石。而區塊鏈技術被普遍認為是繼蒸汽機、電力、信息和互聯網科技之後,最有潛力觸發第五輪顛覆性革命浪潮的核心基礎技術,可以顯著降低全社會的交易和運營成本,提高運行效率。兩者的碰撞與融合,將產生全新智慧能源的推動力。

“區塊鏈交易是真實、不可篡改的,所以可以加速金融機構的清算、結算。”北京大學區塊鏈技術研究院執行院長朱皞罡也表示,“區塊鏈是隻做一件事情,那就是用積極的方式,重新構建全新的信用體系。這個信用體系不是靠政策、規章、制度建立的,而是靠客觀的技術建立,一個是永久的融合,形成永久數據的痕跡,其次就是雙向的安全。”

朱皞罡表示,區塊鏈可以完整地解決能源過程中的信息流、票據流,還有電力流,實現能源的追蹤,實現電能代替這個柔性交易平臺。

不過,區塊鏈技術在能源互聯網中的應用仍然在計算能力及響應速度、異步共識網絡的容錯以及智能合約的責任主體缺失等問題上存在諸多挑戰。

(責編:閆璐、王靜)

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