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未來能源供應(yīng)模式——能源互聯(lián)網(wǎng)

發(fā)布時間: 2015-01-05 11:05:23    來源: 金融界    作者: 曹軍威
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[摘要]杰里米-里夫金認為:“在即將到來的時代,我們將需要創(chuàng)建一個能源互聯(lián)網(wǎng),讓億萬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分享,就像我們現(xiàn)在在網(wǎng)絡(luò)上分享信息一樣。”

 

  美國著名經(jīng)濟學(xué)家杰里米-里夫金的第三次工業(yè)革命和能源互聯(lián)網(wǎng)的提法最近引起廣泛關(guān)注。杰里米-里夫金認為:“在即將到來的時代,我們將需要創(chuàng)建一個能源互聯(lián)網(wǎng),讓億萬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分享,就像我們現(xiàn)在在網(wǎng)絡(luò)上分享信息一樣。”

  能源互聯(lián)網(wǎng)其實是以互聯(lián)網(wǎng)理念構(gòu)建的新型信息能源融合“廣域網(wǎng)”,它以大電網(wǎng)為“主干網(wǎng)”,以微網(wǎng)為“局域網(wǎng)”,以開放對等的信息能源一體化架構(gòu),真正實現(xiàn)能源的雙向按需傳輸和動態(tài)平衡使用,因此可以最大限度地適應(yīng)新能源的接入。微網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)中的基本組成元素,通過新能源發(fā)電、微能源的采集、匯聚與分享以及微網(wǎng)內(nèi)的儲能或用電消納形成“局域網(wǎng)”。大電網(wǎng)在傳輸效率等方面仍然具有無法比擬的優(yōu)勢,將來仍然是能源互聯(lián)網(wǎng)中的“主干網(wǎng)”。雖然電能源僅僅是能源的一種,但電能在能源傳輸效率等方面具有無法比擬的優(yōu)勢,未來能源基礎(chǔ)設(shè)施在傳輸方面的主體必然還是電網(wǎng),因此未來能源互聯(lián)網(wǎng)基本上是互聯(lián)網(wǎng)式的電網(wǎng)。能源互聯(lián)網(wǎng)把一個集中式的、單向的電網(wǎng),轉(zhuǎn)變成和更多的消費者互動的電網(wǎng)。

  事實上,美國和歐洲早就有能源互聯(lián)網(wǎng)的研究計劃。2008年美國就在北卡州立大學(xué)建立了研究中心,希望將電力電子技術(shù)和信息技術(shù)引入電力系統(tǒng),在未來配電網(wǎng)層面實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)理念。效仿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心路由器,他們提出了能源路由器的概念,并且進行了原型實現(xiàn),利用電力電子技術(shù)實現(xiàn)對變壓器的控制,路由器之間利用通信技術(shù)實現(xiàn)對等交互。德國在2008年也提出了E-Energy理念和能源互聯(lián)網(wǎng)計劃。

  能源互聯(lián)網(wǎng)對現(xiàn)有技術(shù)提出了更高更多的要求。首先,能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)體系架構(gòu)和其中的信息能源融合機制還需要深入研究。能源路由器是能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的核心,但能源的路由比信息要復(fù)得多,主要體現(xiàn)在存儲和控制的難度上。儲能相當(dāng)于能源互聯(lián)網(wǎng)中的緩存,經(jīng)濟可行的大規(guī)模儲能仍然是技術(shù)難點,效率、充放電次數(shù)、成本、容量等問題還有待解決。電力電子技術(shù)是實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)控制的主要手段,按照用戶的需要以指定電壓和頻率控制電力的傳輸仍然是技術(shù)難點,電力電子變壓器和傳統(tǒng)變壓器相比仍然有效率、容量和可靠性等方面的瓶頸問題。最后是分散協(xié)同式的能量管理,傳統(tǒng)的能量管理系統(tǒng)需要在能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)一個能源信息實時采集、處理、分析與決策的能量管理系統(tǒng)??傊獜氐讓崿F(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵性技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化的確還有很長的路要走。但從我們已掌握的技術(shù)看,從簡單到復(fù)雜,逐步集成創(chuàng)新來實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的原型系統(tǒng)和示范工程,還是具有一定的現(xiàn)實可行性的。

  能源技術(shù)本身所面臨的瓶頸,需要新理念、新方法和新思路的指導(dǎo),能源互聯(lián)網(wǎng)不僅僅是電網(wǎng)的信息化和智能化,也是互聯(lián)網(wǎng)理念引導(dǎo)下的能源基礎(chǔ)設(shè)施變革,可以最終實現(xiàn)信息能源基礎(chǔ)設(shè)施的一體化。

  (作者系清華信息科學(xué)與技術(shù)國家實驗室公共平臺與技術(shù)部主任,主要從事分布式計算技術(shù)及其在能源電力等領(lǐng)域的應(yīng)用研究。摘自作者博客)

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