?《第三次工業(yè)革命》的作者杰里米˙里夫金對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)這樣設(shè)想：“在即將到來(lái)的時(shí)代，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)，讓億萬(wàn)人能夠在自己的家中、辦公室里和工廠里生產(chǎn)綠色可再生能源，多余的能源則可以與他人共享，就像我們現(xiàn)在在網(wǎng)絡(luò)上分享信息一樣?！?/p>
能源互聯(lián)網(wǎng)可以把普通的能源分布網(wǎng)變成類似信息互聯(lián)網(wǎng)，毫無(wú)疑問(wèn)這將掀起一場(chǎng)能源變革，而我國(guó)已做好變革的準(zhǔn)備。
繼今年2月三部委聯(lián)合出臺(tái)《關(guān)于推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》之后，日前國(guó)家能源局又下發(fā)了《關(guān)于組織實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(能源互聯(lián)網(wǎng))示范項(xiàng)目的通知》，能源互聯(lián)網(wǎng)的征途又向前邁進(jìn)了一步。
“可以說(shuō)在未來(lái)一個(gè)階段，將是全國(guó)范圍內(nèi)大規(guī)模開(kāi)展‘互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源’試點(diǎn)的機(jī)遇期，無(wú)數(shù)的產(chǎn)業(yè)在這里面躍躍欲試。”8月10日~12日，在河北省秦皇島市召開(kāi)的2016中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)暨智慧能源產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上，國(guó)家發(fā)展改革委能源研究所副研究員苗韌預(yù)測(cè)，到2030年，能源互聯(lián)網(wǎng)有望達(dá)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(gè)工業(yè)占GDP比重可能只有30%。這也意味著，如果能源互聯(lián)網(wǎng)能占到GDP的1%，就已經(jīng)能夠與不少傳統(tǒng)行業(yè)比肩。
但是，如何搭建起能源互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)式的互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，將互聯(lián)網(wǎng)更好地與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合，仍面臨太多難題。
電氣化、低碳化、智能化是趨勢(shì)
實(shí)際上，看似高大上的能源互聯(lián)網(wǎng)并不是一味地跟風(fēng)“互聯(lián)網(wǎng)+”，既是大勢(shì)所趨，也非常接地氣。
“如果說(shuō)Internet是一個(gè)信息互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，能源互聯(lián)網(wǎng)則是一個(gè)利用Internet、為重塑能源服務(wù)的有力網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)槟茉椿ヂ?lián)網(wǎng)有眾多先進(jìn)的傳感器、控制軟件、大數(shù)據(jù)技術(shù)，他們把能源生產(chǎn)端、傳輸端、消費(fèi)端的數(shù)以億計(jì)的設(shè)備、機(jī)器、系統(tǒng)連接起來(lái)，形成能源互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)基礎(chǔ)。”
中國(guó)工程院院士杜祥琬作出上述闡釋后強(qiáng)調(diào)，能源互聯(lián)網(wǎng)把新的能源技術(shù)、新的用能方式和新的管理模式集合在一起，其目的就在于建設(shè)高效、安全、低碳、經(jīng)濟(jì)、共享、可持續(xù)的現(xiàn)代化能源體系。
在杜祥琬看來(lái)，能源互聯(lián)網(wǎng)將向著電氣化、低碳化、智能化三大趨勢(shì)發(fā)展。
電氣化是指終端能源中電力的比例應(yīng)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(yè)余熱取而代之;交通耗油要逐步下降，并發(fā)展電替代、生物油氣替代、氫替代、太陽(yáng)能替代這四種交通能源的替代技術(shù)。
“這兩個(gè)減法將使終端能源中的非電比例下降，我國(guó)終端能源中，電力的占比將從目前的20%上升到2020年的25%以上，并進(jìn)一步達(dá)到最高的比例?！倍畔殓f(shuō)。
而為應(yīng)對(duì)氣候變化和可持續(xù)發(fā)展的要求，發(fā)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(guī))這“三匹馬”將合力拉車，逐步實(shí)現(xiàn)高比例替代煤炭。未來(lái)，非化石能源將成為主導(dǎo)能源，我國(guó)低碳電力在電力中的占比將從2015年的27%上升至2020年的約35%，并進(jìn)一步到50%以至最高。
最重要的是，能源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)和管理也將與IT和DT深度融合，使其自動(dòng)化、數(shù)字化程度與效率大為提高。
智能化應(yīng)用有多種技術(shù)，如智能感知技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)等。能源系統(tǒng)中管網(wǎng)監(jiān)控、運(yùn)行、能源交易和用戶用能及各類分布式電源負(fù)荷數(shù)據(jù)極大，大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用則可大幅提高系統(tǒng)的效率;云計(jì)算則可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地的高性能計(jì)算，快捷便利地獲取計(jì)算資源并提高其應(yīng)用價(jià)值。
共享綠色電力并非易事
可以說(shuō)，能源互聯(lián)網(wǎng)=智慧+能源系統(tǒng)。
能源互聯(lián)網(wǎng)是智慧能源應(yīng)用在能源系統(tǒng)中，在技術(shù)層面與能源系統(tǒng)中的分布式能源、儲(chǔ)能設(shè)備、節(jié)能低碳技術(shù)等協(xié)同性技術(shù)相互配合;在運(yùn)營(yíng)模式上，借鑒互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)管理和創(chuàng)新商業(yè)模式思路，推進(jìn)能源系統(tǒng)的安全、高效、低碳運(yùn)行。
杜祥琬表示，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的途徑是“兩個(gè)結(jié)合”，一是將分布式與集中式相結(jié)合，既可構(gòu)成獨(dú)立運(yùn)行的微網(wǎng)，也可自下而上地與集中式的智能電網(wǎng)連接互動(dòng)，利用智能感知技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)高效管理，構(gòu)成新型的能源網(wǎng)絡(luò)，使低碳化、智能化落地;二是將橫向的多能互補(bǔ)和縱向的能源“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)、用”優(yōu)化結(jié)合，例如用火電調(diào)峰，提高間歇性能源的并網(wǎng)率，或者根據(jù)氣象情況調(diào)動(dòng)不同的能源，也可根據(jù)能源側(cè)的波動(dòng)啟動(dòng)調(diào)峰或峰電的有效利用。
可以想象，在即將到來(lái)的時(shí)代，數(shù)億人將在能源互聯(lián)網(wǎng)上共享綠色電力。雖然能源互聯(lián)網(wǎng)被寄予厚望，但其建設(shè)過(guò)程中面臨的挑戰(zhàn)也不可小覷。
中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)石定寰就提出了三重挑戰(zhàn)：首先需要國(guó)家投入大量的經(jīng)費(fèi)來(lái)支持能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);其次要解決應(yīng)用的問(wèn)題，即能源的生產(chǎn)和消費(fèi)消納問(wèn)題，這相應(yīng)地需要降低可再生能源價(jià)格、大幅度壓低成本;第三，還需要進(jìn)一步解決政策環(huán)境、機(jī)制體制問(wèn)題。
不僅如此，能源互聯(lián)網(wǎng)想要實(shí)現(xiàn)成熟運(yùn)轉(zhuǎn)，需要的技術(shù)準(zhǔn)備也是只多不少：比如需要極強(qiáng)的信息流處理能力，來(lái)預(yù)測(cè)和監(jiān)視消費(fèi)者的需求變化、極端不穩(wěn)定的能量生產(chǎn)供應(yīng)變化;同時(shí)它還要指揮相應(yīng)的能量調(diào)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(lián)網(wǎng)中的“能源”還不僅僅限于電力這種二次能源，也包括電力之外的煤炭、石油、天然氣等一次能源。當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)與能源融合不僅需要突破分布式發(fā)電、儲(chǔ)能、智能微網(wǎng)、主動(dòng)配電網(wǎng)、柔性直流等能源領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)，還需要探索物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息通信技術(shù)在能源領(lǐng)域的深度應(yīng)用。
區(qū)塊鏈技術(shù)或?qū)⒓铀俾涞?/p>
未來(lái)，能源系統(tǒng)要連接數(shù)以十億計(jì)的發(fā)電設(shè)施、光伏面板、儲(chǔ)能電池、充電網(wǎng)絡(luò)、用能設(shè)備，使之像一個(gè)交響樂(lè)團(tuán)。面對(duì)這些超大規(guī)模數(shù)據(jù)之間的流通，亟須一個(gè)服務(wù)能源互聯(lián)網(wǎng)的智慧大腦，區(qū)塊鏈技術(shù)或?qū)⑹亲罴堰x擇。
區(qū)塊鏈?zhǔn)怯蓞^(qū)塊有序鏈接起來(lái)形成的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中區(qū)塊是指數(shù)據(jù)的集合，相關(guān)信息和記錄都包括在里面，是形成區(qū)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(jī)構(gòu)，保障數(shù)據(jù)的真實(shí)可信，打破信任壁壘，極大降低了業(yè)務(wù)開(kāi)展需要支付的信任成本，促進(jìn)業(yè)務(wù)的高效開(kāi)展。這與能源互聯(lián)網(wǎng)的理念在一定程度上十分吻合，使區(qū)塊鏈未來(lái)有潛力成為能源互聯(lián)網(wǎng)中重要的技術(shù)解決方案之一。
國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行原副行長(zhǎng)、智慧能源投資控股集團(tuán)董事局主席高堅(jiān)表示，能源互聯(lián)網(wǎng)融合信息技術(shù)與能源技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)智慧能源的基石。而區(qū)塊鏈技術(shù)被普遍認(rèn)為是繼蒸汽機(jī)、電力、信息和互聯(lián)網(wǎng)科技之后，最有潛力觸發(fā)第五輪顛覆性革命浪潮的核心基礎(chǔ)技術(shù)，可以顯著降低全社會(huì)的交易和運(yùn)營(yíng)成本，提高運(yùn)行效率。兩者的碰撞與融合，將產(chǎn)生全新智慧能源的推動(dòng)力。
“區(qū)塊鏈交易是真實(shí)、不可篡改的，所以可以加速金融機(jī)構(gòu)的清算、結(jié)算。”北京大學(xué)區(qū)塊鏈技術(shù)研究院執(zhí)行院長(zhǎng)朱皞罡也表示，“區(qū)塊鏈?zhǔn)侵蛔鲆患虑椋蔷褪怯梅e極的方式，重新構(gòu)建全新的信用體系。這個(gè)信用體系不是靠政策、規(guī)章、制度建立的，而是靠客觀的技術(shù)建立，一個(gè)是永久的融合，形成永久數(shù)據(jù)的痕跡，其次就是雙向的安全?！?/p>
朱皞罡表示，區(qū)塊鏈可以完整地解決能源過(guò)程中的信息流、票據(jù)流，還有電力流，實(shí)現(xiàn)能源的追蹤，實(shí)現(xiàn)電能代替這個(gè)柔***易平臺(tái)。
不過(guò)，區(qū)塊鏈技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用仍然在計(jì)算能力及響應(yīng)速度、異步共識(shí)網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)以及智能合約的責(zé)任主體缺失等問(wèn)題上存在諸多挑戰(zhàn)。
