什麼是能源互聯網?
用通俗易懂的話解釋
最近正在看這方面資料,答一記。好像最近一兩年,互聯網公司似乎突然一下找到了殺進傳統能源產業的入口,蘋果、google、微軟大力投資新能源,蘋果在做電動汽車 icar? 而一直在岸邊游泳的傳統行業公司似乎一下子學會了給自己打上互聯網標籤,如華為,遠景能源等。能源和互聯網結合的話題似乎很熱。
- 如果你拖欠電費,那麼你的的門口不會被貼上一張紙催費,而是響起一記手機提醒:親,你忘記了交電費了列,記得時刻給自己充電,讓自己電力十足哦。。隨便給我個好評吧;
- 你在平板電腦上手指輕劃,把自家屋頂多余的光伏發電通過微信賣給附近準備給電動汽車停車充電的陌生人;
- 你可以對每一個家用電器會根據能耗曲線設置最佳的開關時間並隨時遠程遙控,建築物的能耗控制隨時依據會議活動類型人數和實時電價進行動態調整;
- 城市的整體能源消耗和二氧化碳排放隨時依據天氣和事件變化進行需求側編排以實現最優;
- 沙漠和大海里安裝的各種新能源發電設備可以通過程序由各國人民競拍投資自由交易;
是不是很cool?
所以,所謂能源互聯網,簡單而言,就是類似信息互聯網,所有的能量信息(分散式的產生、供應、消耗),都可以通過網路互聯,得到及時的反饋,並根據需求予以選擇控制。
2)能源互聯網和智能電網的區別
能源互聯網究竟和智能電網有什麼區別?
電網層面,所謂能源互聯網的這些特點,在原來的智能電網理論中都講過了,只是之前智能電網沒有過多的關注新能源的佔比和影響,所以這個層面,能源互聯網和智能電網的些許區分就在於是當可再生能源佔到80%甚至更高時,那個時候,我們的電力系統和電網怎麼去支撐這個環境?
但是上升到能源層面,似乎能源互聯網,Internet of Energy,包含的東西要更多,呈現的都是一種試圖把各種能源形式組合成一個超級網路的大開大合。其似乎包含了智能通信、智能電網、智能交通等等眾多智能與綠色概念。
3)國內外的能源互聯網
目前,美國雖然尚未明確提出能源互聯網,但其提出的智能電網卻與能源互聯網的內涵有諸多相似之處。德國於2008年在智能電網的基礎上選擇了6個試點地區進行為期4年的E-Energy技術創新促進計劃,成為實踐能源互聯網最早的國家。
目前市面上呈現出三種對能源互聯網的理解版本:從通信的角度強調各種設備的互聯,以華為等通信公司為代表;從軟體的角度強調第三方數據的優化管理,以美國Opower等公司為代表;以及從國與國之間的角度強調跨區域電網的互聯,以國家電網為代表。
國網劉BOSS提出的」全球能源互聯網「就更加高大上了,之前我也回答過類似問題,並不是能源互聯網不好,而是無限地擴大能源互聯區域,不太合理和可行。
4)能源互聯網的關鍵環節
1)可再生能源作為主要能源廉價供應,併合理聯網調度、利用
以數據形式存在於信息互聯網上的信息,其實是非常廉價且可以挖掘的,但是,能源互聯網的主要載荷--能量,卻只能從自然界中開採。而且還存在著成本高(相比信息而言)等等問題。
所以要滿足互聯網的特點,要保障精心構建的「能源互聯網」有米下鍋,必須讓它能消化基本「無窮盡」供應的風能、太陽能等。
但由於這些渠道的能量供應有非常強的隨機性、間斷性和模糊性。目前將它們成功的併入電網,或用其他形式高效利用起來,還是一件很困難的事情。
當然這更是環境保護、節能減排方面的需要。
2)支持超大規模分散式發電、儲能及其他能源終端的接入平台
依靠PC、智能移動設備的等個人接入者,在信息互聯網接入者的數量上占絕大多數;IT業者用幾十年時間構建了一套由通訊協議、路由器、交換機、資料庫、伺服器等等一系列軟硬體設施組成的龐大系統,是人類文明迄今為止最偉大的成就之一。
能源互聯網想要達到這樣的運轉效率,需要的技術準備只多不少:比如需要一個極強的信息流處理能力,用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。數據和習慣都是超大規模的。
然後,還需要一個極強的能量流處理能力。以智能電網為例,設想中,它需要7*24小時完成功率以億千瓦計的電流變、輸、配調節,而且還必須滿足實時的供需平衡(由電能特性決定)。還要再引入分散式清潔能源和市場競爭兩個超複雜的變數。
3)類似互聯網技術的能源共享實現
信息互聯網的一大魅力就在於它能夠打破地域的限制,因為信息傳輸的門檻和成本都相對較低。
但當我們開始依靠現有的技術輸送能量的時候,損耗問題就相當嚴重了。於是人們不得不考慮手段來降低損耗,這些方法要麼單位成本極高(如直接運輸,這個過程本身就要消耗大量的燃料),要麼建設成本和科研成本極高(如特高壓輸電技術)。
相對於信息的傳播,能量成本還是高了太多。在能源領域內,油氣管道、運煤交通線、特高壓輸電等話題永遠不會離開話題榜的前幾名。這樣的設施建設往往伴隨著龐大的資金規模,數年的建設周期,艱難的科研攻關。
4) 能源的移動互聯實現
移動互聯是目前互聯網產業的一個重要趨勢,但是類比到能量上,就完全是另一回事了。
可以便攜的能量轉換裝置,要麼效率太低(如內燃機),要麼太貴且用起來麻煩(如燃氣機),要麼就是我們「喂不飽」(如電機);
儲能問題是老生常談的老大難;
無線充電技術雖然在已經能夠給很多小的智能設備充電了,但是大規模應用上仍然問題多多,最簡單的一問:那麼多電磁能量散播到空間里,輻射誰受得了?
電動汽車,它的航程、方便性和可靠性等等,真能和同價位傳統的汽油車一比了么?
以上。
PS:部分內容參考《要建成能源互聯網我們還差有很長一段路要走》
謝邀。能源互聯網是一個好的願景,試著總結一下。早在2008年的矽谷,ET+IT(能源技術+信息技術)的概念就已經在風險投資圈內傳得火熱,彼時發酵出來的概念稱之為Smart Grid(智能電網)。「能源互聯網」的願景最初是美國著名學者傑里米·里夫金在其新著《 第三次工業革命》(2011)一書中首先提出的。由於化石燃料的逐漸枯竭及其造成的環境污染問題,在第二次工業革命中奠定的基於化石燃料大規模利用的工業模式正在走向終結。 里夫金預言,以新能源技術和信息技術的深入結合為特徵的一種新的能源利用體系,即「能源互聯網」(Energy Internet)即將出現。里夫金提出的能源互聯網具有以下四大特徵:
- 以可再生能源為主要一次能源;
- 支持超大規模分散式發電系統與分散式儲能系統接入;
- 基於互聯網技術實現廣域能源共享;
- 支持交通系統的電氣化。
由此可見,里夫金所倡導的能源互聯網的內涵主要是利用互聯網技術實現廣域內的電源、儲能設備與負荷的協調。 董朝陽基於里夫金的能源互聯網願景,給出了能源互聯網的初步定義:能源互聯網是以電力系統為核心,以互聯網及其他前沿信息技術為基礎,以分散式可再生能源為主要一次能源,與天然氣網路、交通網路等其他系統緊密耦合而形成的複雜多網流系統。(從智能電網到能源互聯網:基本概念與研究框架 From Smart Grid to Energy Internet:Basic Concept and Research Framework)給出個圖可以展現能源互聯網的基本架構與組成元素
2014年7月,在電氣與電子工程師學會(IEEE)電力與能源協會2014年年會上,國家電網公司董事長劉振亞發表了署名文章《構建全球能源互聯網,服務人類社會可持續發展》,提出只有樹立全球能源觀,構建全球能源互聯網,統籌全球能源資源開發、配置和利用,才能保障能源的安全、清潔、高效和可持續供應。這其實是在為人類能源發展的描繪藍圖。劉總指出全球能源互聯網,是以特高壓電網為骨幹網架(通道)、以輸送清潔能源為主導、全球互聯的堅強智能電網。看得出來,有一種借勢(造勢)賣私貨的感覺,但人家有那個本事,有私貨,還有能力造勢。
2015年年初,劉總新書《全球能源互聯網》發布,完善了「全球能源互聯網」的概念。這本書從全球能源的分布、發展談到人類能源的未來藍圖,內容非常詳實,數據圖表非常豐富,總結得也非常精鍊到位,應該是國家電網智囊的結晶之作,雖然書中幾處數據意淫成分比較大,而且措辭比較官方,但是瑕不掩瑜,這本書確是不可多得的參考讀物(我真不是賣書的)。 言歸正傳,還是先講講這本書。按我的總結,這本書走了三步:分析全球能源分布+倡導清潔能源替代+構建全球能源互聯書中歸納全球清潔能源的分布,提出了「一極一道」的概念(我覺得太他媽精闢了):從世界清潔能源資源分布來看,北極圈及其周邊地區(一極)風能資源和赤道及附近地區(一道)太陽能資源十分豐富,簡稱「一極一道」。集中開發北極風能和赤道太陽能資源,通過特高壓等輸電技術送至各大洲負荷中心,與各洲大型能源基地和分散式電源相互支撐,提供更安全、更可靠的清潔能源供應,將是未來世界能源發展的重要方向。點出了兩大清潔能源——太陽能與風能在全球的分布情況,簡單給出了能源中心到負荷中心的傳輸方案。
對於能源替代,書中提出了兩個替代,也即清潔替代和電能替代。清潔替代:在能源開發上,以清潔能源替代石化能源,走低碳綠色發展道路,逐步實現從石化能源為主、清潔能源為輔向清潔能源為主、石化能源為輔轉變。電能替代:在能源消費上,以電能替代煤炭、石油、天然氣等石化能源的直接消費,提高電能在中斷能源消費中的比重。「兩個替代」體現了閉環設計的思路,從供應端看,發展足夠數量的可再生能源發電,逐步替代化石能源發電,並能滿足不斷增長的電力終端消費;從終端消費看,逐步以電替代煤炭、石油等化石能源,擴大電力市場,提高電氣化水平。基於全球能源分布的特性和能源替代的必要性,書中給出了堅強智能電網的概念,進一步給出了對全球能源互聯網的解讀。堅強智能電網:以特高壓電網為骨幹網架,各級電網協調發展,涵蓋電源接入、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節,集成現代通信信息技術、自動化控制技術、決策支持技術與先進電力技術,具有信息化、自動化、互動化特徵,適應各類電源和用電設施的靈活接入與退出,實現與用戶友好互動,具有 智能響應和系統自愈能力,能夠顯著提高電力系統安全可靠性和運行效率的新型現代化電網。全球能源互聯網:以特高壓電網為骨幹網架(通道),以輸送清潔能源為主導,全球互聯泛在的堅強智能電網。 書中「全球能源互聯網」的概念其實與前文「能源互聯網」的側重點其實是不同的。雖然只是多了「全球」二字,但細心的讀者可能已經發現了,劉總書中提到的「全球能源互聯網」其實可以理解為「全球電力互聯網」,更甚之可以理解為「全球電力聯網」。其概念比較側重於全球能源的物理聯接,對「互聯網Internet」的涉及是較少的,只有在分散式發電的用戶互動性上有所體現。而「能源互聯網」的概念按我的理解應該是「能源+互聯網」(樸素的,後來有所進化),是能源和互聯網的一種融合,更強調互聯網的作用,側重能源管理的智能化。但是兩個概念的內核是一致的,只是著眼點不一樣,或者說格局不同。劉總的立足點在於能源,因為電網企業有足夠的資源和技術積累,可以著眼於跨國、跨洲,最後達到全球能源的互聯。而互聯網行業或者能源行業從業者的理念更接地氣,用互聯網技術、信息技術、大數據技術在能源的供給、調配和消耗上實現優化,對行業對消費者都是利好。總的來說是一項事業在兩個層面的實現。理論支撐算是有了。隨後在2015年的政府工作報告中,李克強總理提出「開發利用網路化、數字化、智能化等技術,著力在一些關鍵領域搶佔先機、取得突破。制定「互聯網+」行動計劃」。還在工作總體部署中著重指出要掀起能源革命,提到「打好節能減排和環境治理攻堅戰。環境污染是民生之患、民心之痛,要鐵腕治理推動。推動能源生產和消費革命,大力發展風電、光伏發電、生物質能,積極發展水電,安全發展核電,控制能源消費總量,加強工業、交通、建築等重點領域節能。積極發展循環經濟。」政府工作報告全文(全文)。「互聯網+」行動計劃vs.能源生產消費革命===&>"能源互聯網"政策導向也有了。2013年3月23日,新電改方案明確了此輪電改的主線,即按照「管住中間、放開兩頭」的體制架構,有序放開輸配以外的競爭性環節電價,售電側改革有望成為最大紅利。關於進一步深化電力體制改革的若干意見中發〔2015〕9號電改逐步放開售電市場也是能源互聯網構建的一個利好。售電業務上游承載發電、輸配電、分散式等多維供給,下游承接工商業、居民、園區等多維度客戶,是未來整個能源交易體系中的數據中心,售電市場放開將帶來多樣的用戶服務需求,以及大量智能終端的接入需求(分散式能源、電動汽車、智能家居、儲能設備等),只有通過能源互聯網才能實現能源供需的動態平衡,滿足日益多樣和智能低碳的需求。行業壁壘也掃清了(這是一部分人的看法,尤其是鼓吹能源互聯網的那一部分人,個人認為此輪的電改力度是不大的,但是放開競爭是大趨勢,只能拭目以待。詳見如何評價新一輪的電力體制改革? - 鄭一鳴的回答)至此,「能源互聯網」的泄洪閘就被徹底打開了找了幾幅有關能源互聯網的圖:自己頭腦風暴了一下,羅列了一下有關「能源互聯網」的關鍵詞(排名不分先後):互聯網、雲、太陽能、光伏、風電、大數據、電動汽車、電源技術、儲能技術、電力市場、個人終端、節能、負荷曲線、智能調度、分散式發電、智能家居。
總結一下,能源互聯網可以包括六大板塊:智能發電:分散式發電,太陽能光伏。風力發電等智能電網調度:總結更為細緻的負荷曲線,引入分散式發電後,電網調度的壓力會更大,需要技術創新智能儲能:電動車充電,電源技術等智能用電:智能家居,節能技術,針對用戶的用電方案制定智能能源市場:新型電力市場,自發電交易,引入電力期貨等智能管理和服務:大數據技術在能源服務中的應用,節能公司的成立。(修改總結自克強總理都在談能源互聯網了!)儘管稱為「能源」互聯網,但其能源的傳輸基本是以「電」的形式,其構建需要以電網為依託。從電網角度來講,仍有許多技術問題需要解決,中國的電網技術是走在世界前列的,也有很多技術優勢,成型技術國內產能過剩,需要輸出,另外一方面,能源行業長期壟斷形成技術壁壘,民間資本難進入,而電網也需要更廣闊的空間去發展技術、試驗技術和應用技術。目前電力行業仍處於壟斷地位,儘管即將逐步放開售點側,但電網仍然把持著絕對的話語權。對能源互聯網的構建來講,資源和數據是不可或缺的,而目前這部分資源大部分是掌握在電網手中而且並沒有獲得很好的利用。能源互聯網的構建需要打破行業中的信息不對稱,可以極大提高傳統能源電力系統的效率,優化資源配置,降低能耗與成本。
如果僅是如此,能源互聯網也不值得這麼多人趨之若鶩,更深遠影響來自思維方式的革命,互聯網思維滲透到傳統的能源行業,融合了信息技術和能源技術,這將是一種全新的思維模式,能源消費者、能源管理者、發電企業之電網、能源服務企業都是可以連接的。
能源相關企業的商業模式、營銷模式、研發模式、運營模式、服務模式等,都必須以互聯網的時代特徵為出發點進行重構。能源互聯網,不是簡單的能源+互聯網,不是僅把互聯網作為工具疊加在電力或者其他能源行業之上,重構能源電力企業的思維模式是最重要的,因為思維決定了行動和方向。這個過程不僅僅是在現有電網架構上通過信息化和智能化的手段解決安全、效率、新能源接入等常規問題,而是採用互聯網理念、方法和技術實現能源基礎設施架構本身的重大變革。互聯網+能源的革命火種其實在BAT們的手裡本文參考了大量文章和書籍,能找到出處的均已標出,網上的文章有部分很難定位原作者,如有不規範引用,請聯繫本人修改。歡迎私信,歡迎討論。可加微信群討論http://weixin.qq.com/g/AUaaW2ckyWdHeFmD (二維碼自動識別)
既然這個問題的回答里引用了我的很多文字,那麼不妨花點時間說清楚。「2014年,是中國能源互聯網元年」 這篇文章是我13年寫的,雖然說這個概念不是我發明的,但是能把這個概念說清楚的,實在不多。所以不喜歡看字的,可以直接看這兩個視頻,是我在財新舉辦的去年底論壇上講的能源互聯網創新技術和商業模式的報告,相信能讓年輕朋友有個直觀認識。能源互聯網的創新技術和商業模式視頻|Energy Talk 能者說——廖宇:能源互聯網在中國有大機會喜歡研究希望能搞清楚的, 可以不辭辛苦的看下面的文字,或者去百度一下能源互聯網和我,可以看到不少文字。
1999年,沒有太多人懂互聯網,沒有太多人看好阿里巴巴。同樣,在2014年發問:誰會是能源互聯網裡的阿里巴巴?引來的一定也是不屑和詫異的目光:什麼是能源互聯網?誰會是2030年的王者?
也許歷史有一天會把2014年當作能源互聯網的元年,但這個概念著實讓當下的很多從業者都摸不著頭腦。不過也有不少聰明人先知先覺,比如前不久剛剛從微軟跳槽到百度的新任總裁張亞勤,他從前幾年大談雲計算大數據的浮躁中走出,以實際行動宣告了互聯網世界的巨大轉型:「從1980年到2010年的三十年期間,世界是從物理的到虛擬世界的轉移,而從2010年到2020年以後,則是從虛擬到物理世界的逆向改變。」
無論這句話聽上去有多麼生澀難懂,都足以預示著未來十年有很多傳統產業將被顛覆、重塑,而人類生活、工作的方式也將隨之發生更大的變化。而「能源互聯網」,因為其對人類生活需求的影響攸密相關和環保之風日盛,無疑是這裡面最值得挖掘的金礦。
但是混沌之初,大部分人連什麼是能源互聯網還搞不清楚,牽強附會渾水摸魚的人也不少,就像以前無數人以為會個五筆就算是會電腦,能發伊妹兒就算是懂得互聯網精神。事實上,著急對能源互聯網開宗明義的人們不得不面臨三種不同流派的尷尬解讀。
「能源互聯網」最初的概念,可以表述為能源生產體系下的網端互聯:Internet of Energy(IoE),著重點是以現代通信技術ICT為主對能源電力系統進行互聯。電能雖然僅僅是能源的一種,但電能在能源傳輸效率等方面具有無法比擬的優勢。按照清華大學曹軍威教授的說法,能源互聯網是互聯網技術、可再生能源技術與現代電力系統的結合,是信息技術與能源電力技術融合發展的必然趨勢。因此如果以開放、互聯、對等、分享的原則對電力系統網路進行重構,可以提高電網安全性和電力生產的效率,使得能源互聯網內可以跟互聯網一樣信息分享無比便捷。
這一理念與智能電網、可再生能源的概念在歐美國家齊頭並進的發展著。德國聯邦政府2008年開始推動的"E-Energy「能源互聯網示範項目,就是以新型的ICT通訊設備和系統為基礎,在六個城市試點不同側重的智能電網示範項目,以最先進的調控手段來應付日益增多的分散式電源與各種複雜的用戶終端負荷。在這一概念框架下,「互聯」是最重要的關鍵詞,而對於這一體系下的「能源互聯網」,我們不妨稱之為「能源端的互聯網」。
隨後隨著歐美國家電力市場的不斷放開和能源價格的攀升,IT技術尤其是移動互聯網技術的不斷發展,「能源互聯網」在不少國家形成了一個新的創業生態圈:Energy』s Web/App ( 能源圈的互聯網應用)。比如在美國的opower,紐西蘭的powershop和德國的Green Packet等,都是藉助開放的售電端活躍市場和節能增效的大背景出現的新型互聯網創業公司。這一概念下的「能源互聯網」,呈現的是前所未有的互聯網激情和各行各業的融合誠意 ,電力作為一種24小時不斷變化價格的新型商品成為電動汽車、智能家居及互聯網應用等多個行業的交叉點,引領著需求側管理、主動配電網這些純能源系概念不斷與互聯網及移動終端產生結合。在這一概念框架下,「開放」是最重要的關鍵詞,對於這一體系下的「能源互聯網」,我們可以稱之為「能源圈的互聯網」。
可是從「端」到「圈」,似乎依然不足以顯示這一概念的宏偉。從2013年初開始,電網系媒體上出現了在設想難度和拓展力度上都遠超上面兩個階段性定義的「能源互聯網」,應該用international connected energy network全球能源互聯網 來表述最為準確。全球陸地風能資源超過1萬億千瓦,太陽能資源超過100萬億千瓦,為了利用它們,「全球能源互聯網將由跨洲、跨國骨幹網架和各國各電壓等級電網構成,連接北極、赤道等大型能源基地,適應各種集中式、分散式電源,能夠將風能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶,是服務範圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平台,具有網架堅強、廣泛互聯、高度智能、開放互動的特徵。」
再多的定語修飾也無法與這一計劃所圖之大相提並論。可再生能源比例到達一定程度後,電網內的能源流動將顛覆目前已有的模式,動輒幾千萬千瓦的能量輸送將成為地區和國家間電力交換的常態。因此如果要把最大限度的提高能效和保證環保作為目標,就必須要有全球化的能源觀來支撐技術上的無限發展。這一概念下的能源互聯網,「網」是最重要的關鍵詞,對於這一體系下的「能源互聯網」,只能勉強用「能源屆的互聯網」來粗表其博大精深。
端、圈、界,其實這三種流派之所以不同,不過是因為對其中的能源互聯「網」著力不同:需要互聯的究竟是互聯網,物聯網,還是電網、天然氣網?所以從傳統工業邏輯出發,這三種流派並不衝突,亦無輕重之分。但是從互聯網的角度打量,卻有著嚴重的先後之別。對於偏向硬體的通信互聯網產業來講,能源端的互聯網駕輕就熟,路由器/交換機/智能電錶換個標籤就可出發;而奉行軟體至上素喜搶佔用戶入口的移動互聯網應用界,能源圈的互聯網應用也如雨後春筍:分散式電站監控,電力大數據分析,售電套餐搜索甚至是家庭能源管理。
綜上所述,我們完全可以設想一下能源互聯網在2030年所能到達的極限:
· 人們會在平板電腦上手指輕劃就能把自家屋頂多余的光伏發電通過微信賣給附近準備給電動汽車停車充電的陌生人;
· 每一個家用電器會根據能耗曲線設置最佳的開關時間並隨時遠程遙控,建築物的能耗控制隨時依據會議活動類型人數和實時電價進行動態調整;
· 沙漠和大海里安裝的各種新能源發電設備可以通過程序由各國人民競拍投資自由交易;
· 城市的整體能源消耗和二氧化碳排放隨時依據天氣和事件變化進行需求側編排以實現最優;
· 每件商品、每個活動、每個人都會頭頂一個碳排放狀態條並可隨時與周圍進行交易。
如此我們必然要問,如果未來的日子,人們的電動汽車、家用電器、屋頂光伏、電腦手機等等都變成互相聯網的一分子,如果未來每個人的能源消耗、碳排放指標和生活需求都能夠被打通變成數字化坐標,如果未來生活的每一秒鐘各種需求都能被積聚起來被導向最有效的生產供給,這種龐大的能源互聯網體系下,有哪種商業模式或者哪家公司可以最終勝出,成為最終的森林之王?
就像當年風乍起時,人們最喜歡爭論的是:做B2B,還是B2C,C2C?是做硬體還是做服務?是免費還是做高端定製?是針對個人用戶還是企業用戶?
2003年5月,繼成立B2B網上交易平台阿里巴巴後,阿里巴巴集團於投資1億元人民幣創建網上購物平台淘寶網。在這個時間節點,人們根本無法判斷阿里巴巴最後的成功是因為馬雲的決策,還是19人高管團隊的團結,還是那千千萬萬不辭辛苦的店小二和快遞師傅。每個時代都會告訴我們同樣的答案,如果跳開模式和軌道的爭論,就會發現任何成功的關鍵實際上都是人。
人才至上,順勢而為。決定能源互聯網成敗的,恰恰就是是否有這麼一群人; 他們既懂能源電力生產鏈,又懂互聯網商業模式;他們既能說服投資者砸錢推廣概念,又能說服消費者嘗鮮樂之融融;他們既可以雄踞神州,又可以隨時拉著推桿箱在世界各地與客戶溝通。所以不必問到底哪個模式才有前途,只需看看遠景目標是否契合人的需求。
可非常弔詭的是,能源互聯網的極限,就是把千百年來形成的生產順應需求這樣一個商業邏輯,轉換成為整合需求以優化生產達到節省資源這樣一個新的哲學體系。這一轉變與互聯網近十年近乎獨立的自由發展相比,需要更多的工業耐性和創新勇氣,因此這一轉變很可能並非僅僅依靠出現幾個阿里巴巴騰訊百度就能完成,也不是僅憑互聯網一隅的昂揚所能推動。
實際上,即使在互聯網世界,阿里巴巴的成功也遠沒有人們想像的那麼大,如果再與能源圈裡的各種巨無霸相比,這家公司的「成功」無論如何也要加上引號:年收不過100億美元,用戶不足5億。這離國家電網年收3000億美元,用戶超過10億的數據還十分遙遠,不過也從側面反映出實際擁有巨大資源和數據財富的能源系公司還遠未到達企業發展的極限。
那麼在技術發展的極限之外,到底什麼是能源互聯網企業的極限?是體量甚大的石化電網企業們終有一天也會到紐約IPO市值超過萬億美元,還是這些企業最終可以做到無孔不入囊括生活生產的各個鏈條?又或者,這些巨無霸會被互聯網新貴們肢解吞噬,甚至收購重組?
到底,誰會是能源互聯網的阿里巴巴?誰會是能源互聯網裡的馬雲?
2014年,他一定在那。他一定有自己的名字。
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2014,中國能源互聯網元年
----新能源大時代之序篇
文:廖宇 德國柏林
2013年即使是最遲鈍的人也能感受到一個新鮮事物給他的生活帶來的變化:微信。是的,幾乎是一夜之間,隨著微博的沒落,微信的蓬勃,人們談論最多的就是互聯網的無所不能和以微信為首的移動終端的無孔不入:它們要控制空調,進軍金融,點擊買車,搖一搖就是大數據。
面對政府開博、企業併網這些號稱是與時俱進的狂歡,只有為數不多的幾個行業充滿冷靜的看著這一切:比如石化界,電力界,交通界。只有他們足夠冷靜,或者是遲鈍。這些絕對是國民經濟支柱的大型企業領導者,望著那些整日明星般出現在各大媒體焦點前的年輕一輩的首富和新貴,就像是愛穿Ermenegildo Zegna西裝的大叔在打量著愛穿運動服的Nike一族。
對這些傳統行業來講,是整個經濟環境尚未到此吐故納新開天闢地的時間轉折點,還是表面的平靜下醞釀的其實是可與任何新興行業等量齊觀的爆發前等待?
時間是進步最忠實的使者。在去年12月初的國內不少媒體上,刊登了國家電網劉振亞董事長的署名文章:智能電網與第三次工業革命,不到6000字的文章率先提出了比如「能源互聯網」等許多超前並且創新的概念。全文最突出的特點,就是把2009年由奧巴馬政府提出的智能電網Smart Grid概念,結合其在中國的四年發展經驗,往上提升到涉及整個社會涉及經濟與人文大變革的層面,提出了清晰的新一代能源發展路線圖,最終的指向,是一個叫做「能源互聯網」的超級概念。
作為在德國從事電網調度與新能源管理的電力從業者,在能源轉型的大環境下浸淫多年,對「能源互聯網」自然不陌生。可以說在2005年左右歐洲慢慢開始提出智能電網這個概念時,人們只是針對電力網路做出更新換代的設計,而後隨著可再生能源的不斷出現,對電網提出挑戰的同時也促進了各產業的關注與融合,智能電網這個概念在2009年進入中國的同時在歐美國家內已經被更多更廣的概念填充和深化,德國在2008年底就開始提出能源互聯網這個概念並開始了六個不同類型的示範項目嘗試,並且由聯邦經濟部組織企業和科學機構在六個不同城市完成了試點。
能源互聯網,Internet of Energy,無論是從字面上理解,還是由初衷去揣測,呈現的都是一種試圖把各種能源形式組合成一個超級網路的大開大合。其苒蒻之下,似乎有把智能通信(ICT)、智能電網(SG)、智能交通(ST)等等眾多智能與綠色概念一網打盡之意。
但是全世界都沒有人可以想像到這三年來互聯網尤其是移動互聯網的巨大發展對我們的影響,無數互聯網公司宣稱幾億人同時在線,任何信息可無需延遲指定推送,任何大數據可無需採樣直接無死角全景分析,這些絲毫不誇大的技術呈現真的對各傳統產業形成了巨大衝擊。人們越來越迫切的需要一樣事物,能把汽車、家、單位、國家等這些人類存在的各種坐標系,或者手機、電視、空調、洗衣機這些人類生活必需品等不同維度的事物「一線相聯「,去優化去組合去創新,更重要的是產生價值和利益。
那麼在這個歷史的檔口,自然會有此問:誰可當此重任?
答案只有一個:We need power,除了電,我們別無選擇。
l 電是24小時的商品
電是什麼?不管是專家還是普通人,其實都很能準確的回答。甚至於,即使去問那些在電力系統從業多年的專家學者,他們也無法用清晰的定義告訴我們電到底是什麼。
因為從來就沒有人見過電。從物理學上來講,電看不見摸不著,甚至於電其實根本就不是一種物質。
那麼電是什麼?是一種現象,一種屬性,還是一種運動,一種作用?
電,是一種能量,它不是一件物品。再引申一點去理解,它永生於各種能量之間的轉換,即必須由水,煤,油,核,風,光,氣這些一次能源轉化而來,又必將化身為你家咖啡機里的熱氣,和手機里千萬個比特而去。因此電力系統的生產體系里的黃金法則第一條,也是電世界裡必須遵循的最基本的一項規律:生產和消耗的電必須永遠守恆,無法在電網中保存。
這幾乎是任何研究電力系統體制,制定電力世界經濟模式的各種專家與媒體必須具備的基本常識容器的底部。從這一點往外推,技術上會形成注入電力系統穩定分析、頻率控制、負荷預測、需求響應等各種新老名詞與概念,而經濟上則必然會指向一個最終目標:基於電的瞬時交換特性,如果電力真的成為一種市場追逐物,那麼其價格必然是24小時不斷變動,隨時起伏往返的一種獨特商品。
這種特性聽上去還有些混沌,但已足以讓所有砌圖於資本流通的金融愛好者們感到興奮。簡單來說就是,世界經濟發展從物物交換到以黃金白銀為媒介,再到貨幣帝國各種金融槓桿工具,不過是不斷在更加清晰的反映出金融投資者的執念:他們期盼更快的商品交換速度,更多的交易夥伴,更便捷的交易方式,更普遍的交易媒介,更變幻的交易起伏。
唯獨如此,才能創造更多的利潤,積累更多的財富,短時間內。所以幾乎不用懷疑,從華爾街到矽谷,人們都在期待電或者其他一種東西(比如說比特幣),能成為一種新的貨幣形式來享受資本的專寵。而近年來新能源的出現,其貌似變幻莫測的不可預知性更加增大了電成為新貨幣的魅力值:僅以剛剛過去的2014年1月1日這天為例,歐洲萊比錫EEX電力交易市場上的電價僅在24小時內就從最低-100歐元每兆瓦時到最高+150歐元每兆瓦時間打了幾個來回。
有哪只股票,敢於承受如此大的變動?卻又,能夠製造如此多的投資空間?
只有電,堪當此任。只有能源互聯網,可包羅萬象。
l 能源互聯網路線圖
雖然電充滿了活躍的能量,可電力工業的發展不光是在中國,在全世界各國都帶著強烈的封閉性和混沌性,頗有些大隱隱於市的倨傲,直接用各種物理計算和安全流程將各種資本的企圖零封於城外。
直到智能電網Smart Grid的提出,算是吹響了打破這道行業壁壘的號角。基於電的必須交換和流動的特點,人們(或者說有些人而已)設計出新的智能電網,發展新能源,並試圖通過推出能源互聯網這樣的概念,把電徹底變成一種經濟產物,將整個電力工業體系再造為一個資本狩獵場供金融機構和大眾獲取收益,而把傳統的電力工業群壓縮進電網物理層內變成純技術和物流保障單位。
這種美好同時也是雄心勃勃的期望終於與大時代相逢於互聯網可大行其肆的今天。所謂能源互聯網,簡單說就是以互聯網為媒質把全民各業納入能源產業圈各端,使得電從物理意義上的一種能量形式,變成一種商品尤其是24小時的商品,去搭建新的金融、物流、生活、交通產業群。
假以時日,也許人們會在平板電腦上手指輕劃就能把自家屋頂多余的光伏發電通過微信賣給附近準備給電動汽車停車充電的陌生人,也或許風和日麗休假時就能通過手機在電力交易市場上追漲殺跌獲取利潤,而這一切,離不開電網的進一步發展。
為此,我們需要智能電網,需要新能源;需要電網公司,更需要各種投資商和新型的消費者。
但智能電網的概念從國外提出至今,一直缺乏一個清晰的定義。美國、日本、歐洲和中國等都有各自的發展特點和國情理解。但近兩年隨著通信和自動化技術的不斷發展,前沿的電力科學家們逐漸已經形成共識,所謂智能電網就是指在不斷提高電網自動化和設備通信能力的基礎上,不斷大比例的可靠接入各種新能源,直至實現對用電需求側的靈活管理和智能節能的目的。
用更簡單的方式來描述這種進步邏輯就是:所謂智能,就是先要增加感知,再優化系統決策,再準確執行----知行合一,方為智。
這三個階段其實就是從智能電網演變到能源互聯網的發展路線圖:先提高設備的自動化水平,再由於節能減排的需要引入各種可再生能源,由此為了最大限度的利用可再生能源我們必須改變人類至今的用電習慣和方式,因此要再造電網,再造我們的電力使用邏輯。
「需求順從生產」是智能電網帶給人類的最直接的哲學轉變,也是第三次工業革命將給我們整個社會帶來的巨大變革。而無論是石油、天然氣、煤這些傳統能源的比重轉換,還是互聯網、物聯網、移動通信網等這些新興技術的飛速發展,甚至包括智能建築、智能家居、電動汽車、節能環保、分散式能源等這些與百姓生活息息相關的科技突破,都必然會相交於電這個看不見又摸不著的中心焦點上。
由此再往上推一步去構建我們國家清晰的能源戰略,就必然會形成一個再簡單不過卻又準確的規劃:先要提高電在整個能源消費的比重,把更多的直接一次能源消耗轉移到電力消耗上,再提高可再生等清潔能源在電力使用中的比重,從而成功實現對能源利用的轉型。
為此所需要的投資和政策就必然會把電塑造成為一個新的經濟支撐點和中轉站,因此必須驅動各種新時代的高科技技術將智能電網作為載體或者媒介,吸引資本注入去幫助人們去建設智慧城市和綠色地球。
這就是能源互聯網的博大精深,而電,將以其24小時不斷變換的價格特性貫穿於中。
l 中國的能源轉型就在2014
如果有人問,新的一年,中國如果也要進行能源轉型,並且構建更高規模的能源互聯網,應該從何做起?
2014年初的國家電網的若干最新動態上,似乎已經標明了方向:
「要堅持「兩個轉變」這條主線,以建設堅強智能電網、承載和推動第三次工業革命為重點,加快轉變電網發展方式。積極推動電力改革,加快建設全國統一電力市場」;
「大力實施「一特四大」和「電能替代」戰略,加快推進以電代煤、以電代油、電從遠方來,著力解決電網「兩頭薄弱」問題」;
「未來的智能電網,是網架堅強、廣泛互聯、高度智能、開放互動的能源互聯網」;
「發展智能電網要加快推進關鍵環節突破:一是加快建設特高壓網架。二是加快配電網建設改造。三是加快提升電網互動能力。四是加快構建全國電力市場體系。」
很多讀到這些字句的人們總是很快的翻過,以為不過又是標語式的口號和專業化的套語。但細心品味,讀者不難感嘆其所圖之大。
「全國統一的電力市場」,遙想公瑾當年,小喬初嫁了。想來2014年內,真正的可以容納發電和用電側自由交易的電力市場當會從容出現,只不過是因還是果,無人可知。
但無論如何,這都是一個無比巨大的突破性項目,宛如當年在中國設立股票交易所。如果有誰在1988年斷言中國會出現股票交易所,即使不是危言聳聽至少也是妖言惑眾。但很快在1990年底,年僅35歲的尉文淵就敲響了上海證券交易所開業「第一鑼」,不能不讓人感嘆在中國很多新事物出現之迅猛與其脈動之年輕。
再龐大的項目,中國也沒有做不好的準備。事實上,國家電網公司以年超3000億美元的營業額雄踞世界500強第七能源行業之首,擁有過百萬員工其中不乏數萬高端技術人才,雄踞電力、自動化、水建、通信等多種行業領域,如果他們要發力打通能源類傳統行業與新興互聯網行業之間的溝壑,相信不會有人懷疑他們的實力。
但是,在中國實施能源轉型的難度實在無法預估,因為我們幾乎不用民調就可斷定,在員工超百萬的國網公司內部,搞不清楚到底什麼是智能電網什麼是能源互聯網的就不會少於百萬。何況,還有除了國網之外的更多其他「外行」的從業工程和管理人員。
其實任何一個超大型的項目,想要在一個國家實施並真正成功,歸根結底不過是這兩個詞:Understanding理解和Coordination協調。
新能源發電已經超過總發電量25%的德國之所以能取得能源轉型的成功並獲得世界各國的矚目,離不開全體德國人的長期支持和對工業生產體系的良好理解,這就是人們常說的能源轉型始於人文精神的準備。經過幾年的發展,人們越來越清晰的認識到,能源轉型絕不只是電力工業圈或者能源產業群自己的事,而是需要全社會的各個功能單元都能互相配合統一行動。
比如新能源發展中難度最大的海上風電,就需要天氣、海洋、勘察、深海施工、軍事外交等各個部門的齊心協作,涉及到海底電纜、風機設計、直流輸電、抗腐蝕材料等多方面科研技術的綜合協調,才能獲得一步步的發展。
因此我們如果要制定某項發展戰略或支持政策,元始之初務必力求將各個研究機構、運營單位、利益團隊邀請齊聚一堂,共同探討清楚各種問題和困難,力爭把最複雜的高層決策換之以必須要獲得的全社會的最大理解和支撐。因為時代的發展已經證明,事過境遷,日新月異,技術的發展對人們的各種觀念的影響實在是太大了。
比如幾十年前人們對可能要佔掉電力生產半壁江山的三峽工程幾多爭執,認為投資大見效慢,可現如今再看不過是滄海一粟群山一峰而已,時代已經往前走了很多步。而此前公眾爭議最大的特高壓項目、新能源併網這些大帽子,在
「能源互聯網」這一超大戰略面前不過也只值來寥寥數語,將來會證明這些其實都只是其中的小小一環節,所引發的衝擊遠不能與能源轉型大戰略相比。
任何的技術發展意圖,必須要放到更宏大的戰略框架面前,才可驗證出其完備性和必要性。但是還沒有任何證據表明,在中國已經出現了這樣的牽引者,可以順理成章的打通各處平台和關節去接受這樣的檢驗。
所以我們必須要給國家電網公司一些掌聲,鼓勵他們有勇氣去提出一個新概念,去推動一個大聚合的轉變。西方發達資本主義國家非常擅長的經濟發展策略之一,就是不斷推出一些看上去很美的新概念,去引領、影響、甚至逼迫發展中國家始終保持跟隨的隊形,以保證自己始終位於高高在上的產業圈上游發號施令。
比如近兩年非常熱火的雲計算,大數據,也包括智能電網,需求側管理,柔性輸電等等,了解西方大型跨國公司運作的人就知道,並非說這些概念一定是掛羊頭賣狗肉,但由此而引發的文化輸出和經濟壓迫則是必然。不能率先提出影響深遠且布局合理的新概念的國家或公司,勢必在全球化競爭中處於被動地位。
且不說美帝英帝們是如何辦到把全社會各圈子的力量扭矩在一起參與全球性競爭的,單單看他們提出的很多概念本身,確實有很多含義雋永的內涵。其實但凡要提出一個創新的概念,必須要做到如下三條:
1 經得起推敲
2 經得起拓延
3 最重要的,就是能讓更多人受益。
這就是忽悠和Fusion(聚合)的區別,也是為什麼美帝英帝平步天下的秘訣,而我們中國的企業,大多是天上的流星,憑一人之力激情爆發,而後分崩離析,再怎麼忍辱偷生也很難東山再起。而那些托拉斯卡特爾們,可以就此出一本本書,收一捆捆錢。
因此我們非常欣喜的看到,從智能電網到超強電網,國家電網公司的決策層顯然意識到這一趨勢,
展現出「能源互聯網」這一概念對近期湧現的各種新生代技術進行整合,同時非常明確的指出要在特高壓、配電網、需求側管理、電力交易市場這四個關鍵環節尋求突破,全面提出具有中國特色的電網概念並適應國際化發展的挑戰。
這就說明隨著人類的不斷發展,技術在更新,概念在更新,人們的思維方式也必須要更新。人們應當具備從充斥著專業術語與定文套詞的文字里讀出含義雋永的創新意圖的善意和能力。幾年前人們也許根本無法想到,代表著傳統工業和保守經營模式的電網公司能在面對大時代機遇時,比那些所謂的新興數碼英雄們率領的互聯網企業如百度、騰訊、阿里巴巴們能站得更高看的更遠,以無畏的責任感和堅決的包容心去推進能源轉型這一走在時代前列的跨界戰略,同時也促進中華民族的偉大復興和團結凝聚。
希望我們的電網公司們,做好了人才、體制、技術、金融上的前瞻準備,跨馬揚鞭,直指2014:中國能源互聯網元年。
但願,如此。
有興趣的可以加我微信liaoyu_energy,我們德國這裡已經有個戰隊。
謝邀 @maisie williams 承蒙抬愛,一直比較忙碌,疲於奔命,未有時間回答,今日擇取以往文章中的研究片段,作為對什麼是能源互聯網的回答,同時也歡迎與能源互聯網愛好者共同交流。
目前,能源互聯網的商業盈利模式由於受制於國內能源體制的影響以及全民能源需求側消費習慣的影響,加之一些其他因素,尚且沒有行之有效的規模化的現實市場。但這並不妨礙能源互聯網作為未來能源輸送與消費模式新趨勢的存在。
以下內容文字較多,無圖,略顯枯燥,慎重瀏覽。
1.1 能源互聯網產生背景
1.1.1 互聯網泡沫時代
準確的講,能源互聯網概念的雛形誕生於2000年左右的互聯網泡沫時代前期,互聯網泡沫(又稱科網泡沫或dot-com泡沫)指自1995年至2001年間的投機泡沫,一部分投機者看到了互聯網公司的巨大成功,很多企業在IPO時,股價達到2到5倍的攀升,投資者、企業家、銀行家以及相關的證券分析師等都呈現了一種狂熱的掘金狀態,當時的美聯儲主席已經意識到了經濟過熱以及足夠低的失業率空間,積極了進行了一個加息周期,利率從4%逐步上升到6%,但這並沒有逆轉互聯網企業的狂熱進攻態勢,部分互聯網企業即便意識到崩盤是遲早的時候,但都不願意相信那一天會在明天到來,而投資、融資把股價抬升的惡性循環已經讓很多企業難以自拔,失去了控制。而市場總體投資情緒突然出現的大逆轉,帶來了納斯達克大跳水。
在這個過程中,投資者和相關的獲益者利用各種途徑鼓吹互聯網時代的到來以及對人們生活的顛覆,其中就有能源互聯網的概念,當時的炒作僅僅局限於能源與互聯網的機械式組合,可以簡單的理解為互聯網給能源插上了騰飛的翅膀。在投資者及其他各路人馬開始著手能源和互聯網融合的概念猜想,並有意進行了炒作。而在當時,這種炒作僅僅是冰山一角,但是伴隨著互聯網泡沫的崩潰,作為冰山一角的能源與互聯網相結合的機械式組合的雛形消失了,因為2000年3月到2002年10月間的網路經濟泡沫的崩潰抹去了技術公司大約5萬億美元的市值,市場的低迷顯然難以再誕生太多新興的有創造力的概念。
站在今天的角度反觀由美國引起的互聯網泡沫經濟的原因,是互聯網過多的脫離了與傳統行業的相結合,盲目樂觀的追求一種虛擬經濟導致的,大量的資金和精力投入到了投資回饋率上,忽略了實體經濟的科技創新的支撐作用。
1.1.2 互聯網發展的啟示
互聯網始於1969年美國的阿帕網,網路與網路間再度鏈接成大網路,即區域網通過一定的通用協議組建成廣域網,發展到今天,互聯網已經完成了全球性的覆蓋,只有部分國家源自於政治上意識形態抵制互聯網的全球化應用。雖然互聯網經歷的千年之際的美國互聯網泡沫時代,但活過來的互聯網企業所展現的生命力帶動了經濟的快速發展,信息技術的應用使得傳統行業發生了翻天覆地的變化。國內形成的BAT(百度、阿里巴巴、騰訊)互聯網平台型企業所展現的成功以及一些傳統行業開始擁抱互聯網技術也獲得巨大飛躍的事實,再加上國外谷歌、推特、臉譜等的成功,國內開始逐漸興起新的追逐互聯網經濟熱潮。
全球能源發展經歷了從薪柴時代到煤炭時代,再到油氣時代、電氣時代的演變,由於大規模的開發利用,傳統的化石能源面臨資源枯竭、污染排放日益嚴重的現實問題使得能源發展政策制定者開始出現了新的迷茫。互聯網的巨大成功影響了各個行業,其中也包括能源行業。中國在能源供給過程中的實踐,尤其是電力系統建設過程中積累的成功經驗,如清華大學1999年開展電力系統的數字化研究,國家電網關於智能電網的構想與實踐以及關於微電網的研究與實踐等,使得中國的電力系統的智能化水平得到了明顯的提高。這裡面依然離不開信息技術的廣泛應用。但在能源發展過程中也逐漸形成的自然壟斷開始起到反制效應,能源的供給側改革成為了迫切需求,由於互聯網本身具有的扁平化屬性,人們開始思索是否可用互聯網技術改造傳統的能源行業,促進能源的供給側改革。
2011年美國學者傑里米·里夫金(Jeremy Rifkin)在其著作《第三次工業革命》中預言,以新能源技術和信息技術的深入結合為特徵,一種新的能源利用體系即將出現,他將他所設想的這一新的能源體系命名為能源互聯網(Energy Internet)。這種概念很大程度上符合中國解決能源問題的思路,因此引起了中國政府的重視,傑里米·里夫金及其能源互聯網概念在中國得到了廣泛傳播。2014年,中國提出了能源生產與消費革命的長期戰略,並以電力系統為核心試圖主導全球能源互聯網的布局。2016年3月全球能源互聯網發展合作組織成立,由國家電網獨家發起成立,是中國在能源領域發起成立的首個國際組織,也是全球能源互聯網的首個合作、協調組織。
1.1.3 電力技術與信息技術的融合
自從進入信息技術時代,人類一直關注著建立一個怎樣的能源系統才能與這個時代相匹配,2008年的華爾街金融海嘯使得美國陷入了自1929年大蕭條經濟以來最嚴重的經濟衰退,美國政府為了應對金融危機導致的一些列社會問題,向美國本土及友邦的智庫進行了諮詢和研討,而通過信息技術與能源相結合的方式推動美國的能源改革,給市場注入新的活力,就是其中一部分很重要的內容。美國擁有高度發達的信息技術已經應用在軍事領域,在電力能源方面的應用也逐步從市場引導上升到了政策引導。人們設想通過信息技術與電力系統的融合,創造一個能將能源的開發、輸送、消費等構造成一個智能化的電力系統,在這個系統中,各種類型的能源都將以得到充分利用,包括對太陽能、風能等可再生能源的使用,甚至還包括各種廢棄的資源回收利用等。美國的這一政策針對的主要對象依然是龐大的電力系統,由於美國本土的電力系統不像中國一樣便於從頂層設計,現實中美國能源部所制定的《Grid 2030》所倡導的建立「一個完全自動化的電力傳輸網路,能夠監視和控制每個用戶和電網節點,保證從電廠到終端用戶整個輸配電過程中所有節點之間的信息和電能的雙向流動」,進展的並不那麼順利。
受世界經濟大環境的影響與啟示,加上國家電網在大規模可再生能源集中併網、儲能及區域大電網的智能互動的可行性研究基礎之上,在2009年5月在北京召開的「2009特高壓輸電技術國際會議」上,國家電網公司正式宣布將建設「堅強智能電網」,且公布了規劃試點、全面建設、引領提升三個階段的建設方案。簡單的講,堅強智能電網可以理解為是以特高壓電網為骨幹網架、各級電網協調發展,涵蓋電源接入、輸電、變電、配電、用電和調度各個環節,集成現代通信信息技術、自動控制技術、決策支持技術與先進電力技術,具有信息化、自動化、互動化特徵,適應各類電源和用電設施的靈活接入與退出,實現與用戶友好互動,具有智能響應和系統自愈能力,能夠顯著提高電力系統安全可靠性和運行效率的新型現代化電網。中國提倡的智能電網堅持「堅強」與「智能」並重的發展策略,目前已經基本形成了這種電力系統布局。
在這種背景下,伴隨著電力系統與信息技術的深度融合,電力系統一方面需要突破發展局限,另一方向也需要打破體制約束,同時,由於煤炭產能過剩以及光伏、風電等併網的訴求,將現有的能源系統與互聯網去中心化的屬性相結合謀求提高能效、最大化的消納可再生能源就成為了能源發展的必然。
1.2 能源互聯網概念的廣義與狹義
1.2.1 概念狹義與廣義的區別何在
傑里米.里夫金所提倡的能源互聯網概念的基本特徵有:可再生能源作為主要一次能源;可大規模接入分散式發電系統與分散式儲能系統;基於互聯網技術實現廣域能源共享;支持交通系統向電氣化方向轉變。
國家電網公司所提倡的全球能源互聯網概念可以概述為:在全球能源互聯共享的戰略構想下,以泛在智能電網為基礎,通過「兩個替代」,即能源開發利用上的清潔能源替代,能源消費上的電能替代,實現世界能源的優化配置和消費。
以上兩種關於能源互聯網概念的闡述是界內普遍知曉的,實則都屬於探索性的。時下,能源互聯網在概念上依然存在較大爭議。之所以爭議不斷,其中不可否認的是帶有被炒作氣息的能源互聯網概念並不能夠完全解釋能源互聯網的內涵。這裡把能源互聯網概念劃分為廣義的和狹義的。
廣義的能源互聯網強調未來能源構成要素廣泛性、平等性、協同性,且把電能作為一種能源傳輸和利用的介質,但不唯一,其目的是要實現能源的優化配置,所倡導的是能源低成本消費。其廣泛性是指能源構成要素的種類繁多,既包含太陽能、風能、核能、海洋能等,也包含煤炭、石油等傳統的化石能源;其平等性是指能源構成要素間的競爭關係應當是平等的,譬如所承擔社會責任和環境壓力應當是一致的;其協同性是指能源構成要素間的多源協同關係。值得注意的是能源低成本消費的概念,這裡所提到的能源低成本消費不僅從經濟效益出發,還包含社會效益和環境效益,即綜合效益達到最優。
能源互聯網概念在政府高層關於能源生產消費革命的論述之後成為市場熱點,其意在煤炭、電力、石油、天然氣、新能源、可再生能源等全面的能源供給體系中發力,從而達到在保障能源安全的同時,促進經濟增長,通過能源互聯網技術與手段,在能源供需格局新變化、國際能源發展新趨勢下,發展和推廣新的業務模式。這就是廣義的能源互聯網未來的市場大格局。可見,廣義的能源互聯網概念,既包含了原生態的能源配置,又包含了二次能源的配置。
與廣義的能源互聯網概念相比,狹義的能源互聯網概念則凸顯了能源構成要素的主次關係,能源類型的不同導致生存空間也不一樣,無法體現出在能源的選擇與利用上的民主,在能源配置上只強調了二次能源,存在片面性。從這個意義上講,國家電網公司所提倡的以電力系統為核心的能源互聯網概念屬於狹義的。
1.2.2 誰在為狹義的能源互聯網做背書
國家電網公司「全球能源互聯網」巡迴宣講活動在中國各地以及部分重點高校已經完成,其主導的以電力系統為核心的全球能源互聯網的戰略構想也逐漸得到了普及,很顯然,電網公司從自己的角度出發解讀能源互聯網必定要以自己為中心,因此為狹義的能源互聯網做背書也無可厚非。
這種概念先行,從而佔領能源互聯網市場先機的系列行動,也為中國在能源互聯網領域贏得了世界的矚目,甚至形成了一種全球能源互聯網看中國的欣欣向榮的局面。
除了電網公司以外,以光伏、風力發電為主要業務內容的生產企業及其相關金融企業,對於狹義能源互聯網的追捧幾乎達到了一種極致。其論調在於太陽能、風能等可再生清潔能源將佔據未來能源供應中的主導地位,這也切合了傑里米.里夫金關於能源互聯網概念的論述。但傑里米.里夫金本人關於未來能源結構的願景就存在可探討的地方,比如有關核能的利用,比如核能,如果核能能夠被大量高效、安全、環保的利用,是不是傑里米.里夫金的未來能源願景就要從新描述?
1.2.3 狹義的能源互聯網盛行中國的必然性
能源互聯網概念在中國的盛行,部分原因得益於政府和群主對於能源變革的期待,且中國急需通過能源變革挖掘出新的經濟發展驅動力,能源互聯網所倡導的能源變革的理念儘管還不成熟,但是作為突破口,恰好迎合了這種期待。
狹義的能源互聯網概念盛行,就中國目前的能源發展現狀看,有其必然性,原因在於:
從能源互聯網的頂層設計的戰略需求來看,電網的高度壟斷地位便於著眼全局、統籌規劃;從能源互聯網未來能源構成要素看,作為世界公認的清潔能源的風能、太陽能等以分散式能源供給為主,在現階段對於堅強智能電網的依附性較強;從市場角度出發,電力在世界範圍內的廣泛應用的基礎是其他基礎設施所不能相提並論的;從技術角度出發,實現電力互聯網具有著現實的技術可行性;從能源供需關係看,中國經濟新常態的到來,電力消耗的供大於求的局面迫使電力主動需求新的發展機會。
1.2.4 能源互聯網與智能電網的關係
狹義的能源互聯網以電力網為基礎,通過可再生能源技術、智能電網技術與信息化技術等,融合其他能源網或城市交通網等,從而新的商業模式下實現能源高效利用和優化配置等。實際上,可以認為狹義的能源互聯網就是智能電網的拓展,界內對這一點諱莫如深,引發了諸多質疑。
智能電網倡導以物理電網為基礎,即以特高壓電網為骨幹網架、各電壓等級電網協調發展的堅強電網為基礎,建立以能流雙向流動、信息互動為特徵的經濟高效、安全可靠的智能化程度較高的新型電力網路。
與智能電網所不同的是,狹義的能源互聯網把原有的電力網路拓展成了以電力系統為核心的更大的能源系統範疇,在其能源構成要素上,不再以單純的物理結構的電力輸送為全部內容,以信息交互為特徵的用戶體驗至上的理念被引入,即市場主體發生了微妙變化。再者就是狹義的能源互聯網的發展理念提高了信息流的權重,除了像智能電網所完成的電力輸送的那樣完成能源輸送,能源信息也成為了能源不可分割的一部分。值得明確的是,智能電網在中國從概念誕生到落地實施,智能化程度還遠不夠,因此,基於智能電網為核心的狹義的能源互聯網實則屬於任重而道遠。
能源互聯網和智能電網二者本質上的差異化在哪裡?
能源互聯網和智能電網有著本質的區別,尤其是廣義的能源互聯網概念。區別之一就是,智能電網有中心,即便未來融合交通網路、融合互聯網技術,它的中心依然是電力系統。再回頭看能源互聯網概念,廣義的概念里應當是沒有中心的能源供需系統,甚至這一系統可以滿足全球能源輸送和使用,這是一個大膽的暢想。目前,很多專家學者將能源互聯網視為智能電網的再延伸,這不全部是從能源互聯網的本質內涵出發,或者考慮了現有能源系統的現狀。電力系統兩百年的發展歷史以及取得的成果,給人類社會的進步提供強勁的支撐。
智能電網與能源互聯網的不同在於以下幾點:
其一,智能電網的能量形式主要是電能,重點在於電能的輸送和使用上更加高效和智能化,而能源互聯網追求各種能量形式的融合,將電能和化學能、餘熱能或者機械能等放在一個大能源系統中;其二,智能電網的物理實體主要依託以特高壓為骨幹的電力系統,而能源互聯網是將電力系統、交通系統甚至是人們的生活能量融入了進去,比如你能想像你在健身房運動儲能然後再鏈接到能源互聯網嗎?其三,智能電網對於分散式能源主要採用的是就地消納或者集中轉移消納的控制方式,能源互聯網所鏈接的消納對象無比廣大,因此不刻意追求局部或部分消納,而是轉變成了全網式的消納方式。
總的來講,能源互聯網比智能電網具有更大的廣延性、開放性。
那麼為何現實中電力系統似乎主導了能源互聯的發展趨勢?
這與電力系統作為事實上的能源戰略的安全供應作用是分不開的,其實無論哪一個國家,電力系統都是最為關鍵的能源供應系統,即便電力公司被私有化的國家對於電力系統的把控依然具有強勢的決定權。電力系統在全球能源供需系統中,處於事實上的壟斷地位。
現實中還沒有其他能源供需系統超越電力系統的發展,把電力系統作為能源互聯網中的樞紐,是基於現實能源供需系統的一種考量。國家電網公司主推兩個替代,即電能替代和清潔能源替代,有著其本身的利益需求,也是基於現實的符合能源發展趨勢的研究探索。當然,未來的能源互聯網除了電力系統的巨大作用以外,同時也會衍生出很多新的機遇,比如,通過對能源消費數據的研究來判別人們的消費階層以更好的提高服務,或者正處於熱點的能源雲的討論等,即使是電力系統主導了能源互聯網的發展,但是未來的業務和利潤也將呈現更加的開放和公平,這是能源互聯網所具有的更大的廣延性和開放性決定的。
1.2.5 初探概念爭奪戰背後的能源格局變化
能源互聯網廣義和狹義的概念爭議必定會持續一段時間,處於發展劣勢的能源類型會謀求生存空間,因此對於廣義的能源互聯網概念的內涵就比較容易接受。比如以煤炭為代表的傳統常規化石能源,從概念的廣義出發,傳統常規化石能源依舊是能源互聯網的能源構成要素中不可或缺的一部分,尤其是煤炭,在一定的技術條件下,煤炭可以做到低污染的清潔利用,在未來格局中的競爭力依然可以強盛。
而狹義的能源互聯網概念,著重二次能源的配置與利用,強調能源的可再生性、可持續性以及對環境的友好型,因此在其框架下,能源的發展戰略上存在優先順序,以電力系統為核心,優先利用風能、太陽能等清潔能源,這個優先順序不是就能源本身而言的,不能體現出能源配置與利用上的民主性。因此受到的爭議也多。
就電力而言,隨著新電改六大配套文件的發布實施,新一輪的電力改革方向和措施已經十分明確,電網公司將逐步放開發電、售電環節,電力服務成為其主要職能。此時,電網公司積極推廣狹義的能源互聯網概念,就是為未來的能源格局定下基調,就是在主動出擊打造以電力輸配為核心業務的中間環節,以致其在未來的能源格局中的主導地位不被喪失。
最後,需要表明的是,能源互聯網概念是需要一個不斷探索的過程,其涵蓋了智能電網、物聯網、交通網路以及石油、天然氣網路等,是一個龐大的系統範疇。狹義的能源互聯網概念盛行有著堅實的現實基礎,而狹義與廣義的區別更多的在於能源利用上理念的不同,狹義與廣義沒有好壞之分,只在於是否與人類的能源需求相適應。
1.3 能源互聯網涉及兩大領域
能源互聯網概念的誕生源自於傳統經濟和社會發展模式的變革,同時也得力於可再生能源和信息技術的迅速發展,傑里米.里夫金在《第三次工業革命》一書中提出了能源互聯網的願景,而在能源互聯網的定義上採取了謹慎的態度。此後,能源互聯網被演繹出的概念也代表了不同利益群體的聲音。
按照傑里米.里夫金的能源互聯網願景,暢想了一種以電力系統為核心,以互聯網技術與先進感測技術為基礎的,並以分散式可再生能源作為主要的一次能源,且能夠與其他系統緊密耦合的共享網路。可見,在傑里米.里夫金的能源互聯網概念里並不包括對於核能的開發利用,但從我國最近核電的發展態勢看,核電的地位有望得到加強,核電也將成為能源互聯網中的重要元素。
從世界範圍看,在能源利用上,電能替代被認為是高效利用能源的一種有效方式,電力系統在世界能源利用領域的戰略地位決定了能源互聯網以其為核心布局中不可或缺的作用,也反映了電力系統在能源互聯網中的利益訴求。
這裡不糾結於能源互聯網概念之爭,而從能源互聯網的能源流通、信息交互兩大內涵出發探討能源互聯網可涉及的兩大領域。
1.3.1 能源輸送,能量流
電力系統作為能源轉化的樞紐,如果被認為是能源互聯網互聯網的核心,那麼,能源輸送便是能源互聯網的重點。國內部分學者在構建全球能源互聯網戰略構想時,認為能源互聯網就是以特高壓為骨幹電網,以輸送清潔能源為主導,互通互聯泛在的堅強智能電網,突出了電力系統在能源互聯網中的核心地位。這一觀點具有它的合理性,目前國家電網公司已經對這一概念進行了宣貫。
從目前的能源結構以及未來能源可預期的發展來看,能源互聯網包括電力系統、天然氣網路以及交通網路等,同時也包含了能夠體現能源信息並實現能源交易的信息網路。電力系統、天然氣網路以及交通網路,在能源互聯網範疇下,共同的特點之一就是能源輸送,電力系統與交通網路之間通過充電樁等充電設備實現與電動汽車的能源輸送,天然氣通過燃氣機組實現向電力系統的靠攏,從而完成能源輸送,在未來技術條件下,還可能出現電力系統與天然氣系統的雙向能量流動,甚至供熱系統也會構成一個網路成為能源互聯網的一部分,從而完成電力系統與供熱系統之家的能源在「能量」形式上的輸送功能。這也是目前部分能源互聯網研究者對能源互聯網在能量流領域的暢想。
如果從能量流角度出發完成能源互聯網的暢想,就要重構目前的電網公司、三桶油等利益格局。隨著國家對電網公司、三桶油的加強約束,再加上目前國內經濟下行,直接或間接削弱了他們的收益已經成為不爭的事實。比如,電力系統急需通過全球能源互聯網的概念尋求新的能源輸送格局,從國家能源局發布的10月份全社會用電量等數據來看,10月份,全社會用電量4491億千瓦時,同比下降0.2%,在經濟新常態的情況下,電力供大於求的局面將會愈演愈烈,向國外輸送電力成為可能。
最近,由能量流催生的電動汽車、充電樁領域的發展已經得到了國家能源局實際政策的支持,充電樁建設與推廣在未來一段時間內又可能再度成為新的熱點,不過,電動汽車的發展實際要早在能源互聯網概念的誕生,而在整個能源互聯網框架下,電動汽車不單單是能源形式的變換、技術的突破,還在待於交通政策的支持,人們思維觀念的轉變。
1.3.2 能源信息,信息流
這裡所講的能源信息流,主要包括:一次能源的本身固有信息構成的信息流,這些信息可以構成能源通過互聯網實現快捷交易的要素,例如煤炭、石油等實現網上交易;一次能源轉變為二次能源過程中在節能、環保等方面形成的信息,這些信息可構成了重要的能源利用過程中的大數據;二次能源在輸送、被使用過程中所形成的信息流,比如電力交易、電力損耗等;由前三者所衍生出來的安全防護、隱私保密需求等信息流。
能源信息是能源互聯網的重要構成要素,在能源互聯網的第二大內涵,信息交互的主導下,能源大數據理念將會使電力、石油、天然氣等能源領域數據應用得到充分發展。首先,未來能源大數據有利於能源配置單位、科研院所、高校等建立能源研究的綜合數據平台,從而實現能源供給、消費的平衡和優化。其次,以信息交互為特點的去中心化的能源信息互聯網,將更加便捷的讓用戶參與到節能環保行動當中,也有利於政府在實現節能環保效能的追蹤與管理。不過,以能源信息為內容的信息流,有可能在兩個方面遭遇阻力、一方面是國家源於能源安全戰略的考量,一方面是來自於供需雙方的隱私需求。
從國家能源局印發的「互聯網+」智慧能源(能源互聯網)工作方案也可以看出,BAT位列專家諮詢組,在能源互聯網的未來規劃落實過程中,能源信息流將會得到進一步重視。而且從撇不開的體制問題出發,兼顧企業技術問題現狀,社會資本在進入能源信息流領域,要比進入以能源輸送為特點的能量流領域要具有明顯的優勢。
當然,在能源使用過程中,能源輸送和能源信息往往相伴而生,能源互聯網是否能夠很好的落實實施、得到有效推進,還要看已經佔據了傳統能源輸送、信息網路有利地位者是否願意共享,事實上寄希望於能源互聯網的頂層設計已經表明了人們對於能源互聯網的真實態度。
1.4 能源互聯網的能源結構體系
目前,業內討論能源互聯網只是從形式上認同未來能源的聯接、交易形式,但無論怎樣,都脫離不了兩個介質,一個是能源本身,一個是能源信息。能源互聯網未來結構組成如何,取決於未來能源總生產量或總消費量中各類一次能源、二次能源的構成及其比例關係,學術上稱能夠結構。而能源信息更多作用在於把不同類型的能源效能利用趨向最優。
能源互聯網倡導的是一種低成本的能源消費,互聯是能源交易的載體特徵。如果把能源互聯網的技術進步看作生產力,那麼「電改9號文」、「三桶油」改革、國企改革等就屬於生產關係的變革,當然,能否真正達到與生產力相適應的生產關係,還是要看變革的是否徹底以及成效如何。
隨著能源互聯網建設構想的推進,關於能源互聯網的未來能源結構,可大膽的做出以下推斷。
能源供應充足是支撐能源互聯網得以實現的現實基礎
談論能源互聯網離不開目前國內的能源格局,我國能源消費總量在2014年達到了38.4億噸標準煤,最近幾年,隨著我國經濟低迷,能源消費增長率有所下降,如果以目前的製造業和房地產兩個經濟支柱產業的經濟形勢來判斷,很有可能2015年會成為我國能源消費總量的一個短期峰值。
能源供大於求局面將出現。2015年11月16日,國家能源局發布10月份全社會用電量等數據。10月份,全社會用電量4491億千瓦時,同比下降0.2%。1-10月,全國全社會用電量累計45835億千瓦時,同比增長0.7%。分產業看,第一產業用電量879億千瓦時,同比增長3.0%;第二產業用電量32858億千瓦時,下降1.1%;第三產業用電量5959億千瓦時,增長7.1%;城鄉居民生活用電量6140億千瓦時,增長4.6%。第二產業作為目前我國核心支柱產業的用電量情況實際反映了經濟現狀,根據目前的經濟現狀,經濟下行的壓力短期內不會消除。
與美國相比,我國國民人均能源消費量具有較大的發展空間,但也不能單純的通過對比國內外人均能源消費量的差距判別國內能源供需關係的實際潛力,人均能源消費量實際是衡量整個社會經濟、文化等綜合作用到能源消費上的指標。能源消費富足的局面實際也促成了能源尋求向外輸送的驅動力,優質高效能源供應商也需要通過尋求更加公平競爭的方式變現能源商品的價值屬性。
煤炭依舊是能源互聯網構成中目前最有效的能源之一
煤炭在供電、供熱過程中幾乎佔據了目前能源構成中的七成,應該說,為中國的經濟高速發展貢獻了不可磨滅的力量。目前的能源結構以煤炭為主是事實存在,經濟新常態下,經濟下行壓力倒逼能源結構做出調整,發展風力、太陽能等新能源成為了新興產業,但是以風力、太陽能等新能源由於其本身固有的物理性限制因素,如間歇性,再加上儲能系統裝置使得成本進一步增加的事實,使得風力、太陽能等新能源的發展不容樂觀。
我國以煤炭為主的能源格局現狀的形成是多方面的因素造成的,一部分原因是我國產業結構在規模效益逐漸喪失優勢的情況下,產業結構調整的政策在執行的過程中沒有良好的過渡形成的。不過,這些都是能源互聯網得以布局的基礎,是無法逃避的存在。
核能有望部分取代煤炭地位成為能源互聯網的重要元素之一
由於核能的優勢,自核能逐漸被人類認識並加以利用,人類就沒有停止過發展核能。譬如在電力供應未來構成中,核電比例將可能增加,火電比例將可能下降。
從電力供需角度講,我國未來的能源格局極有可能以發展核電代替傳統火電的地位。原因在於,其一,我國水電的建設與利用在目前的技術條件下基本接近天花板,雖然某些地區存在大規模建設水電站的可能性,但由於水域流向其他國家的原因,這種可能性也變得渺茫;其二,以煤炭為原料的火電由於諸多的環境問題其發展將受到遏制,更重要的原因在於第二產業用電量的下滑,火電再建的必要性受到質疑;其三,以風力、太陽能等為主的可再生能源的間歇性以及電能質量等問題,再加上目前傳統火電尚不能充分發電,因此存在棄風、棄光現象。源於以上三點原因,我國很有可能在未來能源結構中以核電替代火電作用,在這方面,中國很有可能學習法國在核電方面的經驗。
以「華龍一號「為代表的三代核電,使得核電概念股地位得到提升,包括四代核電也成為了熱點。尤其是我國核電的成熟以及核電本身擁有的優勢,再加上國家在國際環境中對核電的極力推廣,其中也有很大一部分原因是由於我國在國際核電項目上的資助,使得核電的地位得到了加強和鞏固。從對核電建設反對者中去分析,發展核電的的糾結在於兩點,一點是存在人為事故可能和自然災害的風險,一點是核廢料的處理問題以及安全問題。不過,從目前國家推崇核電建設動作上觀察,核電佔據未來能源互聯網格局中的重要一席已經明顯。
傳統化石能源短期難拋棄,兼顧發展風能、太陽能等可再生能源
在傳統化石能源利用上面,煤炭最具有代表性,目前煤炭的最大流向就是火電。而火電在面臨能源結構變化時,也不可能短期內造成市場萎縮,原因在於核電的裝機容量在我國能源構成中比例還很小,據權威統計數據表明,截止2014年底,我國核電裝機容量在0.2億千瓦,佔全國總裝機容量的1.4%,再加上核電建設周期以及核電中的鈾原料依賴進口等問題,火電的地位短期內不可能動搖,只不過以煤炭為主要原料的火電的比例會有逐步減少。
對於風能、太陽能等的發展,從國家在補貼政策逐步收緊的局面分析,風能、太陽能等難以成為經濟發展中起到支柱作用的能源形式。以目前的儲能系統成本難以取得市場認可的實質性突破的情形分析,在能源互聯網框架下,中國發展風能、太陽能等也不會像德國那樣充分,風能、太陽能等會成為補充性的能源形式,成為兼顧發展的對象。
1.5 能源互聯網未來的發展趨勢
民主、平等對待能源體系要素是能源互聯網發展理念中的核心
確切的講,中國的能源互聯網從一個產經領域的概念轉變為一個政經領域的概念,始於2015年9月,中國在聯合國會議宣布,中國倡議探討構建全球能源互聯網,推動清潔和綠色方式滿足全球電力需求。很顯然,此時全球能源互聯網概念從那時起已上升到國家戰略層面。從一個概念歸屬的劃分儘管在內涵和外延上保持了一致,但為了促進清潔能源利用的,由國家電網公司倡導的全球能源互聯網概念並沒有全面保持能源互聯網概念在產經領域裡的獨立性,而將全球能源互聯網解讀為以電力系統為核心的泛在堅強智能電網。
綠色、低碳是能源產業技術的發展方向,在如何對待不同能源體系要素問題上,國家能源政策有沒有針對能源本質屬性上去制定,都值得商酌。傳統化石能源與綠色能源之間的對抗關係將在能源互聯網的實踐過程中突出表現,不可忽略的是能源本身有謀求自身出路的訴求。在淘汰落後過剩產能的過程中,如何從市場競爭的角度出發而不是受約束於體制因素,將是未來能源體系要素能否真正受到民主、平等對待的關鍵。
從廣義的能源互聯網概念出發,能源互聯網就是在「互聯網+」的形勢下,以現有的能源領域的能源體系要素為基礎,在能源利用與消費、環境責任承擔上都應趨向民主、平等。能源互聯網不僅給傳統能源行業帶來了變革,而且帶來了以數據信息、技術驅動等為內容的商業契機。
打破舊的能源供應、消費鴻溝,釋放壁壘紅利,是能源互聯網屬性要求
傳統的能源供應與消費,因供應主體缺乏民主,或因消費主體經濟狀況不佳、能源配置話語權不足,導致在能源消費過程無法做到高效利用或被平等對待,以至於在傳統的能源領域,形成了非常明顯的供應、消費鴻溝。
在我國,在傳統能源供應與消費中,鴻溝現象表現較為突出的是電力、石油等。目前,體制改革已經在傳統能源體系中悄然進行,比如基於新電改指導意見的電力改革方案及其措施,業已逐步獲得了市場的認可。但是能源體制改革的步伐還是較為緩慢,鴻溝現象還是依然存在。
從能源互聯網屬性要求出發,不僅要求變革舊的能源系統的物理層面,而且要求革新能源體制層面。在「互聯網+」行動計劃刮遍各行各業的角落時,所謂的能源領域的互聯網思維被喚醒了,有人稱之為能源的「互聯網精神」。所謂的能源的「互聯網精神」應是互聯網信息技術的商業價值的成功,向能源領域傳遞了一種能源在供應、消費上的民主意識、平等意識。因此固有的能源體制將在能源互聯網時代被打破,而市場競爭環境以及商業主體也將呈現多樣化。
能源體制壁壘的存在實則是政府過度干預能源市場化流通交易的結果,在特定的歷史時期,能夠快速的發展能源,為國民經濟起到了強有力的支撐。但隨著市場體制的健全,依然受到體制壁壘保護的能源領域,產能過剩、壟斷等特徵就會對能源發展戰略掣肘。
能源互聯網將實現能源領域的縱橫向突破,跨界融合成趨勢
所謂的縱向突破,是指打破能源在生產、運輸、存儲、經營以及消費等過程中的體制與技術壁壘,實現能源從生產到消費的自由流動。所謂的橫向突破,是指打破傳統能源在規劃、運行與經營以及消費領域的獨立性,實現傳統化石能源、綠色能源間的基於能源體系要素被民主、平等利用基礎之上的協同效益。
能源領域的縱橫向突破,將為所有的能源體系要素創造了一個自由的市場化競爭環境,打破了傳統能源產業之間的供需界限,很大限度的促進油、氣、電等一、二次能源類型的互聯互通。
除了體制的限制導致能源體系要素間的耦合程度不高,另外一部分原因在於人類發展能源史上的認知限制。能源領域的縱橫向被打通,將有效刺激能源行業內部的重組併購以及能源行業與其他行業的跨界融合。
大數據為基礎形成有效數據將催生能源互聯網信息增值服務
數據已經滲透到每一個行業和業務職能領域,且成為了一種重要的生產要素。大數據是信息化經濟時代的一個特徵,海量的數據也將充斥整個能源系統,而以大數據為核心的商業模式在能源互聯網領域中的誕生應當以有效的數據信息為依託。
能源互聯網中,有效的數據信息是指在能源要素在生產、流通、消費等閉環中形成的各種數據,在經過數據挖掘、篩選後所提煉出的包括能源生產信息以及用戶的消費習慣、生活方式等在內的商業信息,能夠構成重要的生產要素的數據信息。
有效的能源數據所催生的信息增值服務,其商業主體不僅包括傳統的能源企業、電力企業、可再生能源企業等,還包括互聯網企業在內的跨界的商業主體,它們都將有機會參與到能源互聯網未來的商業競爭格局中,甚至以數據研究分析為主要業務形態的企業也將從能源互聯網未來的有效的數據信息中受益。有效的數據信息的使用不僅可以實現能源配置的優化,而且有利於用戶更好改善利用能源的方式,使能源在使用過程中趨向低成本,實現包括社會效益、環境效益在內的高效益。
在能源互聯網中,信息增值服務的另一大機遇在於數據信息的安全領域。能源互聯網給能源體系融合了開放、共享等特徵時,同時也引發了國家能源戰略安全、用戶隱私等在內的多方面的思考,可預見的是能源互聯網將更加註重信息的安全。
能源路由器、分散式能源技術等在能源互聯網領域價值空間巨大
能源路由器,又稱能量路由器,實則都是比擬互聯網所進行的形象化的表述,但都離不開兩個要求,即要求能夠實現能源本身的雙向流通以及信息的互聯互通。市場上出現的諸如智慧能源網關,炒作的概念大於實用,其技術實質上就是微電網、智能電網等領域所倡導的能量雙向流動控制器的翻版,或是粗糙的技術堆砌。目前國內能夠真正滿足兩個要求的能源路由器尚未出現,僅僅實現的是狹義的能源互聯網概念中所倡導的電力互聯網的部分電力流通控制,這也是能源互聯網為什麼沒有真正落地實施的重要原因所在。
能源路由器仍將在能源互聯網未來的市場格局中佔據重要的地位,在產品形態上將可能呈現多元化趨勢,比如,針對煤炭行業在能源互聯網未來的機遇中,煤炭開採、運輸、倉儲以及使用等,其信息有可能被集成到某一種只針對煤炭的特有的能源路由器上,煤炭及其信息要素所構成的煤炭互聯網將作為整個能源互聯網的有機組成部分存在,再比如,針對電力行業,電力在輸配電過程中,廣域內的電能過剩以及缺額現象可以通過針對電力互聯網的特有的能源路由器實現整體平衡。從廣義的能源互聯網概念出發,能源路由器不應被狹隘的定義在電力互聯網中的分散式自動控制和保護等領域。
從技術創新驅動的商業模式角度出發,另一個由技術驅動從而產生巨大價值空間的,分散式能源技術領域的創新值得關注。狹義的能源互聯網概念側重電力互聯網的核心地位,在物理實體上,雖然在形式上也是電網+氣+油+交通等系統在內的共享的大網路,但以能源有中心的發展理念還是突出了未來電力系統的核心地位,不過,也可預見的是以清潔能源利用、分散式發電技術在內的分散式能源的技術價值空間巨大,分散式能源技術可有效的讓用戶也參與到能源供應鏈中且可以扮演不同的角色,可以是傳統意義上的消費者,也可以是能源供應者,或二者兼有之,目前,這也符合國家戰略改革當中的優先發展清潔能源的意見倡導和政策支持。
提防市場炒作可能閹割概念內涵的風險,現階段不宜過快標準化
能源互聯網涉及行業較多,寄予了人們對於能源行業的期待。能源互聯網在全球範圍內都處於實驗探索階段,距離成熟的實踐還有相對大的工作去做,傳統能源行業與未來能源體系的競爭關係,新舊市場和管理體制的矛盾,新舊行業從業人員的觀念差異,都將制約著能源互聯網的標準化實施。同時,並非從挖掘能源互聯網內涵出發的市場炒作,存在著將能源互聯網真正的內涵閹割的風險,應當引起業內人士警惕。
中國在全球能源互聯網的概念推廣上已經搶佔先機,國內也一直期待能源互聯網相關的頂層設計。不過,換個角度想,沒有能源互聯網頂層設計的束縛對於能源互聯網概念內涵以及商業模式的探索是有利的,而能源互聯網的標準化需要更多的考慮整個能源系統的複雜性以及現實性,過快的標準化很難把握其概念內涵,如果過分具體,則極有可能從新設立行業間的發展障礙,如果過於籠統,則極有可能激發不出有效的商業模式。
能源互聯網未來的商業機遇在哪裡,更重要在於要把握好能源體系要素在謀求發展中的訴求是一樣的,機遇和擔當也應該是一樣的,這樣在後期的能源效益評價體系中也能體現出更大的公平,同時也應兼顧能源格局現狀,以市場為導向謀求發展。
1.6 能源互聯網縱向發展的三個階段
能源互聯網從概念的誕生,到如今商業模式的初露端倪,清華大學、華北電力大學等也都成立了相應的研究中心,可以預計不久的將來,能源互聯網所蘊育的巨大商機將會逐步釋放出來。中國作為能源互聯網重要的主導國家之一,尤其在堅強智能電網建設上,已經走到了世界前列,這一點國人應該增強自信力。
目前,業界人士將能源互聯網的商業模式劃分為三種,第一種是能源的網路營銷及電商模式,第二種是能源領域的資源聚合模式,第三種是能源的泛在雲服務模式。一般,我們討論商業模式是在橫向上對比,但是,這三種模式更像是從縱向上闡述的。
與其將其看做三種模式,倒不如視為能源互聯網縱向上的三個階段。能源互聯網在中國大行其道有著其必然性,尤其電力系統領域的電源技術、電網技術以及通信技術的應用,再加上政府主導力較強的原因,使得中國的電力系統更利於從戰略上布局,而「互聯網+」的戰略構思也使得局部產能過剩的能源領域開始發掘自己的出路。從唯物辯證法出發,能源互聯網的實踐不會是一蹴而就的,而是循序進行的過程,且每一個過程也都可能滲透了其他過程的部分特點。從一角度出發,將其三個階段劃分為:兩化融合在能源行業的深化階段,不同類型能源追求協同發展階段,能源信息流的數據增值服務階段。
兩化融合在能源行業的深化階段
什麼是兩化融合?簡單的講,就是工業化和信息化的高度結合。兩化融合在中國具有一定的時代背景,並且取得了不少成績,現在來看,未來中國的「互聯網+智能能源」(能源互聯網),第一個階段就是將兩化融合的思路借鑒到能源行業。
由於能源的戰略地位以及其他歷史原因,能源行業不像其他行業那樣能夠相對孤立的實現兩化融合。能源行業的兩化融合需要破除三方面的限制。第一,打破原有的能源競爭體制,突出市場化的作用;第二,解決能源行業的局部嚴重過剩遺留問題,確保能源行業健康發展;第三,加快建設能源發展過程中的補貼受益標準化文件,加大群眾監督力度。這三點不實現突破式發展,就更難真正實現能源行業的兩化融合,說到底,兩化融合的動力,不能是來自於行政壓力,而應該來自於市場壓力,其目的就是讓各種類型的能源在新的競爭環境下展開角逐,這將有助於解決能源信息不對稱、供需關係不明朗等問題。
不同類型能源追求協同發展階段
能源行業發展到今天,尤其是該領域的局部過剩問題嚴重的情況下,該如何對待不同類型的在發展過程中的訴求,成為了新的思考出發點。政府在去過剩產能的政策制定過程中,突出了解決人的問題。比如,中國人力資源和社會保障部部長尹蔚民最近表示,在化解過剩產能的過程中,預計將出現130萬煤炭系統和50萬鋼鐵系統的剩餘人員。中央財政將拿出1000億元用於下崗職工的安置。忽略了不同類型的能源訴求,在能源互聯網發展過程中,民主、平等對待能源體系要素應是能源互聯網發展理念中的核心,不僅要求對人要民主、平等,也要強調對不同類型的能源民主、平等。
如何做到公平對待各種不同類型的能源,在這一階段,不僅需要政策的定性指導作用,還需要行業內部關於能源成本和收益的定量分析,該如何歸類能源的成本和效益將成為這一階段在爭取政策上的砝碼,比如由於煤炭消費過程中產生的大氣污染、環境污染成本,太陽能電池板在製造過程中產生的廢物污染以及其本身在報廢過程中的形成的污染,風能在利用過程中的雜訊污染等,這些都應歸納到能源成本當中。而通過某些技術手段實現的低碳、綠色等,就應該歸納到能源的積極的效益當中。
能源信息流的數據增值服務階段
能源互聯網本身的內涵將實現了能源利用的網路化,融合了交通網路、天然氣網路及其他網路,大數據時代的到來,能源消費成為了一個新的數據產生方式。比如,通過研究人們的能源消費信息進而挖掘人們在其他領域的消費習慣,將是能源信息流在大數據時代一種非常重要的增值方式。
能源領域的零邊際成本現象也最有可能在這一階段出現,這一階段已經基本解決了信息不對稱的問題。能源信息流的數據安全問題將成為新的角逐戰場,數據隱私也會得到較好的保護。
不應當將能源互聯網純粹的視為一個新生事物,也未必一定要將能源互聯網機械的分割為三個階段,因為每個階段的邊界線並不是那麼清晰,甚至是一個階段表現出了其他階段的特性也是可以理解的。
目前,也沒有哪一家企業將能源互聯網的概念內涵完全包含進去,在國內最大的實踐其實就是電力互聯網,包括以特高壓為骨幹的智能電網建設,分散式能源發電、微電網及新能源電動車的充電站、充電樁布局等,實則都是事實上的以電力系統為核心的狹義的能源互聯網實踐,也可以理解為智能電網的延伸。
1.7 全球能源互聯網與新的能源戰爭
2016年3月30日,全球能源互聯網大會在北京舉辦,中國、日本、韓國、俄羅斯電網公司共同簽署《東北亞電力聯網合作備忘錄》。能源互聯網不再是一個簡單的概念化的存在,在不久的將來,狹義的能源互聯網就會落地到區域電力網,至於這個區域究竟有多大,東北亞的國家或地區還有很多利益博弈考量著各個政府的智慧。能源是國家發展的命脈,無論是能源的獲取還是能源的輸送,對國家而言都具有較強的戰略意義。國際能源市場也被認為是沒有硝煙的戰場,從這個角度看,全球能源互聯網又將帶來什麼樣的新格局?
從美國獲取能源霸權的歷史看,能源短缺時代「沒有硝煙的戰場」是怎樣的?
談到能源霸權,繞不開的就是美國,美國也最具有代表性。在人類歷史上,尤其是工業革命之後,能源匱乏就越發成為全球亟待解決的問題之一,第一、二次世界大戰期間,能源也成為了事實上最大的掠奪對象。霸權國家希望借武力威脅與打擊建立對自己有利的能源秩序。美國在樹立並維護其能源霸權地位的過程中,最重要的方式之一就是建立某種形式上的有利於自己的國際機制,實際上就是在能源領域調節國家或地區間的多邊協議。
美國能源歷史上有兩種能源不容忽視,第一個是石油,第二個是頁岩氣。美國在20世紀60年代開始主導建立的國際石油機制,其特徵表現為壟斷,在政治上表現為以美國為首的西方國家對產油國實施軍事或政治控制。二戰以後,日本和歐洲部分國家政策上追隨美國,唯美國馬首是瞻。這一階段實際上就是美國主導了石油消費國為中心建立了以石油為代表的能源交易機制。之後,隨著以產油國為中心的歐佩克的壯大,美國的能源霸權地位受到影響,不過,美國很快找到了新的對策,於1974年將石油消費國重新組織並建立國際能源組織,國際能源組織成為了事實上的與歐佩克進行利益博弈的有力措施。之後的海灣戰爭、阿富汗戰爭和伊拉克戰爭,更是美國以軍事力量鞏固其能源霸權的有效方式之一。在美國「9.11」事件之後,美國和俄羅斯在能源方面的合作力度加大,俄羅斯一度認為到2010年出口到美國的油氣能佔據美國需求約13%,不過俄羅斯的美夢破滅了,因為在2011年,源自於美國對頁岩氣的開發利用,美國再度成為石油製品凈出口國。美國通過對頁岩氣的開發利用起源於2006年德克薩斯州,在2014年後,美國的頁岩氣、油等基本能夠實現自給自足,而且還能夠實現部分出口,目前基本是全球供應格局。此後,國際石油價格曾一路大跌,一些石油產生國本已不堪全球經濟低迷,油價大跌更是雪上加霜。
美國在形成自己的能源霸權的道路上,主要採用的手段實際上能源外交,如當時的西歐和日本的跟隨,控制能源產地,如軍事打擊或控制產油國,還有就是保護能源通道以及形成利於自己的國際能源合作機制,甚至在金融市場打造美國主導的期貨市場以及石油美元機制。
隨著可再生能源開發利用,或出現全球能源局部過剩,能源輸出成為新訴求
國際可再生能源署最近發布可再生能源未來的路線圖,預計2030年全球能源結構中可再生能將佔比36%。近日中國國家能源局也稱,預計2020年,發電企業非水電可再生能源發電量應達到全部發電量的9%以上。中國有望在2020年實現可再生能源以及非化石類能源佔據一次能源的比重超過15%,或者更高。與部分業內人士認為的世界能源發展面臨的資源緊張不一樣的是,筆者認為隨著太陽能、風能等能源的開發,在未來的能源發展過程中,能源局部過剩的局面將會出現,能源輸出可能成為新的利益訴求。
在全球能源互聯網的理念下倡導的電力互聯網實際上解決的能源供需的兩個問題:第一個就是採取合理的方式融合掉太陽能、風能等可再生能源的物理特性上不利的一面,如,區域因氣候、環境等原因導致風能過剩,通過電力互聯網的方式輸送到不足的區域,從而實現能源供需的平衡;第二個就是實現能源供需的通道,目前狹義的能源互聯網主要集中在電力互聯網概念上,在電力互聯網中就是要建立電力輸送的通道,實現跨區域、跨國間的電力輸送。二者本質內涵上其實是一致的,就是要實現全球能源的平衡和轉移。
按照中、俄、韓、日四國的東北亞電力聯網的備忘錄,其構建的區域電力互聯網將佔據整個亞洲的電力需求的78%,國家之間將會出現高強度的電力供需的耦合,這種耦合甚至會改變國家之間的關係,任何一個國家都會明白自己必須擁有電力供應的主動權,保證本國電力供應能力不受干擾,以確保本國電力供應的安全。在這種情況下,電力向外輸送競賽有可能被展開,設想一下,未來如果俄羅斯通過東北亞電力聯網向日本輸送的電量佔據日本電力需求的大部分,日本的狀態又將是怎樣的?同樣的道理也適用於中國。
從美國能源霸權的形成過程以及手段看,未來能源的制衡權仍然是各國爭奪的重點,中國積極推動全球能源互聯網暢想和實踐,不能忽視的依然是能源戰略安全問題,未來中國能源的供需系統要保證自己的能源輸送通道的順暢,就需要首先布局獲得能源通道的控制權,再者就是一旦出現外部能源供應阻塞,需要有能夠自給的能源儲備系統。
其實,如果從全球能源互聯網的角度出發,就不難理解中國未來的能源格局。中國要想維持能源供需的戰略安全,就必須從滿足本國能源供應角度出發,核能的開發與利用極有可能代替目前的傳統化石能源,作為能源戰略保障作用的存在,頁岩氣也可能成為新的能源戰略安全的儲備,但是從國內頁岩氣發展現狀看,頁岩氣的戰略作用還不明顯。全球能源互聯網會不會被認為是一種新的能源殖民方式,也值得探討。能源爭奪或者能源通道的爭奪,都是沒有硝煙的戰爭。不過,這些都是推斷或者假想,從全球能源互聯網的內涵上出發,未來能源一定是更加平等、開放的,國家間、區域間的能源耦合度會進一步提高,反而可能解決國家或區域間不能解決的問題。
就像使用wifi一樣,通過互聯網和可再生能源(風能、太陽能、地熱能等)的結合,我們可以很方便地進行能源共享。當地球的一半處於黑夜時,其富餘的能源可以通過互聯網智能地轉移到處於白晝的另一個半球。
——傑里米·里夫金建立能源互聯網的步驟
1、將化石能源(如石油、天然氣等)向可再生能源轉型。 如:線下資源轉為線上(實體書變電子書)2、將每個大洲的建築物轉化為微型發電廠(包括人們居住的社區、工業園、電視台等)?,以便就地收集可再生能源。
註冊用戶3、在每一棟建築物以及基礎設施中使用氫和其他存儲技術,以存儲間歇式能源。
雲儲存4、成千上萬的建築物能夠就地生產出少量的能源,這些能源多餘的部分既可以被電網回收,也可以被各大洲之間通過聯網而共享。
雲共享5、將運輸工具轉向插電式以及燃料電池動力車,這種電動車所需要的電可以通過洲與洲之間共享的電網平台進行買賣。
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目前世界上的能源互聯網建立有:德國: 庫克斯港eTelligence項目 (主攻風力發電和供熱) 哈茨可再生能源示範區RegModHarz項目 (主公水力發電) 萊茵-魯爾E-DeMa項目 (調動消費者同時成為發電者和消耗者) 亞琛Smart W@TTS項目 (開發電力零售) 萊茵-內卡曼海姆MOMA項目 (負責家電供電和控制電費價格)中國:新奧集團在青島中德生態園中實施了泛能網技術。
目前中國企業準備或正在實施的企業包括:中石油、南方電網等能源企業與中移動共同建設智能電網,華 為, 阿里巴巴。參考資料:王偉兵,能源互聯網,2013 沈洲,周建華,能源互聯網的發展現狀,2014當全世界只有一個宗教的時候,能源互聯網就能剪綵了。
能源互聯網:大幅提升能源產生和消費的效率,最終形成能源交易和能源資產交易兩個市場
全球能源互聯網技術領軍企業遠景能源率先提出了能源互聯網這一概念。遠景能源認為,能源的市場化、民主化、去中心化、智能化、物聯化等趨勢將註定要顛覆現有的能源行業。新的能源體系特徵需要能源互聯網,同時「能源互聯網」將具備「智慧、能自學習、能進化」的生命體特徵。
物聯是基礎:能源互聯網用先進的感測器、控制和軟體應用程序,將能源生產端、能源傳輸端、能源消費端的數以億計的設備、機器、系統連接起來,形成了能源互聯網的「物聯基礎」。
大數據分析、機器學習和預測是能源互聯網實現生命體特徵的重要技術支撐:能源互聯網通過整合運行數據、天氣數據、氣象數據、電網數據、電力市場數據等,進行大數據分析、負荷預測、發電預測、機器學習,打通並優化能源生產和能源消費端的運作效率,需求和供應將可以進行隨時的動態調整。
智能發電、用電、儲電設備,最終都將接入網路,藉助信息流,形成自我對話。
能源互聯網巨大的價值創造:
1. 能源產生和消費的效率大幅提升
2. 形成能源資產交易的自由市場
3. 形成能源交易的自由市場
能源互聯網與工業互聯網最大的區別是,能源互聯網最終要走向消費端,例如智能家庭、智慧社區、電動汽車、家庭能源管理等,這是工業互聯網並不涉及的領域。走入消費端的能源互聯網將具備更大的想像空間和創新的商業模式。如果說互聯網是比特網,能源互聯網就是瓦特網。
實際上,互聯網和新能源恰好到了交匯後引爆的時間節點。
一、互聯網的演變
互聯網是在20世紀中期技術高速發展時誕生的,經歷了(1994-2003)和(2004-2013)兩個黃金十年。
第一代:內容消費型(1994-2003)這十年的典型代表是:Yahoo,Amazon,Ebay; 搜狐,網易,新浪.第二代:社交娛樂與電商廣告(2004-2013)
第二代互聯網的代表有:Google,Facebook,Twitter; 騰訊,阿里巴巴,百度第三代:物聯網IOT(2014-2023)
未來十年,互聯網的虛擬屬性將會物化,小米、騰訊等在智能硬體的大力布局可以看出。未來十年,互聯網在物化的演變趨勢下,將產生新的Top 3。二、能源業的演變
能源業最大的變革是,分散式的、間歇性的可再生能源的崛起,是不可避免的趨勢。分散式光伏使得用戶通過屋頂的太陽能電池板轉變身份變成發電單位,打破了傳統壟斷的、單向的電力系統格局,加之售配分離等電力改革的趨勢,能源業正成為一個更加民主化和市場化的行業。可再生能源的崛起,帶動分布化、民主化、市場化這三種能源業的發展趨勢。
未來能源體系特質:毛細網路化、分布化;雙向通信;需求順從供應。這種能源體系形態使得需要一個能源互聯網平台進行信息的實時共享和能源交易。
三、互聯網和能源的交匯
新的能源體系需要能源互聯網,IOT構建了能源互聯網的基礎,使能源互聯網得以實現。
互聯網上流動的是數據流,接入的是無數信息發送和接受的終端,是比特網,而能源互聯網上流動的是電力流,接入的是無數電力生產和消費的終端,是瓦特網。
在能源互聯網上,電力將可以自由地生產、消費、互換、交易。能源的生產和消費的效率將得以提升;新的能源交易的自由市場、能源資產交易的自由市場都將得以建立;各種對能源進行管理、控制、交易的應用將陸續出現,形成能源互聯網的龐大市場。遠景能源
狹義來講,國家電網領導層為了繼續保持電網架構上的壟斷,所以要繼續推進特高壓電網建設,讓更大區域的電網連成一體不可分割,再偷換智能電網概念後,繼續偷換能源互聯網的概念,保證和歐美電網發展字面上的一致性。當然附加的電網技術升級還是值得我輩苦逼博士熬夜寫可研的。ps:劉總真的不是為了退休前賺那點稿費
- 能源互聯網是融合各產業應用的重要形式。分散式新能源、儲能、能源感測管控和智能電網等是能源互聯網建設的核心支撐產業,還需要諮詢評估、能源大數據等服務產業的介入。隨著能源互聯網系統的建設運營,尤其是分散式發電和微電網系統的商業化運行,插電式交通和分散式製造也將成長成熟起來。
- 按照對能源互聯網建設的支撐程度,能源互聯網相關產業可劃分為內生產業、外延產業和服務產業。能源互聯網內生產業、外延產業和服務產業是相輔相成、互有滲透的三大支柱,在進一步的劃分上有不可避免的交叉。內生產業的核心是清潔能源產業、儲能產業、智能電網產業和智能油氣網產業,能源感測通信產業、能源新材料產業、能源新設備產業是它們的基礎。外延產業中,基於3D列印技術的分散式製造和基於能源管控的智能家居,在未來將擁有龐大的市場。隨著特斯拉、比亞迪等電動車的市場推廣,插電式交通目前已成為熱門新興產業。
- 智能電網產業,包括柔性接入、雙向輸電、智能變電、主動配電的柔性電網技術;智能化、能耗低、分散式的新型電力電子設備;儲能產業(含插電式交通),目前國內外熱度很高,新技術新設備不斷湧現,是重中之重發展產業;結合分散式光伏產業的核心發展點——建築工業化的光伏建築一體化,區域分散式光伏與微電網系統,智能化戶用光伏系統,實現分散式光伏等新能源的就地生產、就地存儲、就地利用。
- 能源互聯網通過信息技術把各種能源集中起來,用不同的形式存儲並分布出去,將來的能源可以在能源互聯網中互相分享,電網中的每個節點既是能源生產者,也是能源消費者,可以吸收能量、消耗能量、分布和存儲能量。歐美在新能源發電的開發利用早期大多就以分散接入中低壓配用電網路為主,因此在新能源分散式接入方面積累了長期、大量的實踐經驗。對於建立小型光伏區域網等方面的也進行了一系列探索和研究,取得了一定的成果。
- 早在2001年,美國電力研究所在報告《未來展望》中對分散式儲能技術引入電網進行了初步介紹,指出:分散式能源生產的發展可能會採取與計算機產業發展極為相似的路線。大型主機電腦已經讓位於小型化、在地理上分散分布的台式和筆記本電腦,它們相互連接、充分整合,成為一個極富彈性的網路。在電力行業中,集中式電廠仍將發揮很重要的作用。但是我們更加需要更小、更清潔、分散化的發電廠,能源儲存技術將支持它們的發展。在含分散式儲能的智能電網底層信息架構方面,加利福尼亞大學伯克利分校提出「以信息為中心的能源網路」架構。以期在一個通用架構中將智能通信協議與電能傳輸相結合,能夠實現分散式控制,以及對於價格信號或更詳細可用電量的持續需求響應。以信息為中心的能源網路在配電系統之上覆蓋了信息傳輸,遍布各種物理場所,如機房、樓宇、社區、發電孤島和區域電網等。
- 2008年7月 1日,義大利國家電力公司
(ENEL)負責啟動了歐盟11個國家25個合作夥伴聯合承擔的ADRESS項目。該項目總預算為1600萬歐元,目的是開發互動式配電能源網路,讓電力用戶主動參與到電力市場及能源互聯網服務中。 - 2008年年底,德國開始投資實施了E-Energy(信息能源)計劃。E-Energy充分利用現代信息與通信技術,優化能源供應系統,為能量的生產和消費提供智能IT支持,它包括從電站中的發電機到客戶的各個環節,滿足未來以分散式能源供應結構為特點的電力系統需求。把信息通信技術和能源這兩個領域綜合起來是E-Energy項目的重點,試圖打造從配電到循環電網一個全新的能源互聯網。
- 英國在2009年發布《智能電網:機遇》報告,次年制定出「2050年智能電網線路圖」,大量發展分散式能源和清潔能源,智能家居、智能家庭、嵌入式儲存和分布發電以及虛擬電池的應用,並通過智能設計提高整個電網的自動化、智能化和控制力。
- 隨著新能源的應用越來越迫切,美國能源部於2011年發起Sunshot計劃,擬在2020年前將太陽能光伏系統總成本降低75%,該計劃若能實現,將使能源互聯網實現成本極大降低,具備經濟上的可行性。同年6月,美國白宮宣布實施一系列新的計劃,以加速國家電力基礎設施的現代化,支撐與能源互聯網相關的電網創新項目(如FREEDM系統),推動清潔能源經濟轉型。美國國家科學基金會支持建立的北卡大學FREEDM工程研究中心提出了一種全新智能微網模型,並效仿網路中的路由器提出了「能源路由器」的概念,且進行了原型實現。他們利用電力電子技術實現對變壓器的控制,路由器之間利用通信技術實現對等交互,驗證了能源路由器的概念。FREEDM 從電力電子技術的角度出發,希望以分布對等的系統控制與交互,實現能源互聯網的理念。
- 日本研製的能源路由器被稱為「電力路由器」,
可以統籌管理一定範圍的地區的電力,並可通過電力路由器調度地區電力。電力路由器與現有電網及能源區域網相連,可以根據相當於互聯網地址的「 IP地址」識別電源及基地,由此就可進行「將 A地區的風力發電電力送往B地區的電力路由器」等控制。 - Stem能源公司開發的STEM能量存儲系統將電能和能量預測軟體結合起來,軟體可隨能源價格變化進行實時反應,是樓宇建築能夠最經濟的使用電能。作為能源互聯網中的能量「緩存」,它的廣泛應用將大幅提升能源互聯網的能源交換能力,使整個能源網路的總的能源儲量和儲量變化閾值得到大幅提升,為能源互聯網實現智能調度、能源雙向對等整合奠定了基礎,預示著以大數據為特徵的能源互聯網將開啟節能新時代。
- 能源路由器主要功能是電力能量流的控制和信息流的融合,可以通過信息通道及時反饋能量流的狀態,並可根據信息流的反饋及時的調整對能量流的控制。目前市場上的還沒有實用價值的能源路由器,無法實現電能的交易功能,也沒有實現微網單元的自主組網功能,相關工作亟待開展。
- 個人認為,能源互聯網的概念在國內目前噱頭大於實際應用。在美國,能源路由器重新分配電力資源,是基於美國的波峰波谷電價差別極大的情況(最高相差1美元),而我國波峰波谷的電價只有幾毛錢,在耗費了大量的成本構建能源互聯網,最後的經濟效益有幾何?恐怕是一件得不償失的面子工程。相比起來,農配網改造、低電壓治理才是拉動經濟內需的王道,值得大規模投資。
能源是標的,互聯是手段,網是形態。能源流、信息流、價值流打通人類社會各環節(生產、生活、物流、消費等),打造高效、低碳、開放的人類能源生態系統,培養人類集約開發、節約使用、公平分配的能源倫理,推動人類社會的可持續發展。
能源互聯網就是在炒概念,吹牛逼的
將用電個體通過各種能源手段圈起來,實現:數字化數據化可視化可控化,將用電狀態呈現在屏幕上,可以進行人機互動,方便人類去控制電力設備。 下一階段,將各用電機構連接起來,形成一個和國有主網平行的新的電網。
可以看下三體第二冊
我感覺就是把能源技術和信息技術聯合起來,就是能源互聯網啊。。勿噴。。
海淘純氧氣?
在能源管理體系網裡的資料里應該能找到答案。
特高壓+智能電網+清潔能源
今天剛聽說這個概念。不知道"能源互聯網"和智能電網有啥區別?貌似這個詞並沒有很官方的定義。
理論上,智能電網是為了延長現有電網的使用壽命,保護投資。能源互聯網是在重構電網,也許經濟上根本就是不現實的。聽說過一種能量聯網,在一個理想的網路里能雙向傳輸各種類型的能量,不僅有電能,也有熱能,xx能。推薦閱讀:
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