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解讀:能源+互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)究竟有什么不同?

作者:嚴(yán)同
來源:知乎日報
日期:2015-06-25 11:08:36
摘要:最近一兩年,互聯(lián)網(wǎng)公司似乎突然一下找到了殺進(jìn)傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)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(tǒng)行業(yè)公司似乎一下子學(xué)會了給自己打上互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽,如華為,遠(yuǎn)景能源等。

  最近一兩年,互聯(lián)網(wǎng)公司似乎突然一下找到了殺進(jìn)傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)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(tǒng)行業(yè)公司似乎一下子學(xué)會了給自己打上互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽,如華為,遠(yuǎn)景能源等。

  能源和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的話題似乎很熱。

  1、通俗的解釋能源互聯(lián)網(wǎng)試想下未來,人們的電動汽車、家用電器、屋頂光伏、電腦手機(jī)等等都變成互相聯(lián)網(wǎng)的一分子,每個人的能源消耗、碳排放指標(biāo)和生活需求都能夠被打通變成數(shù)字化坐標(biāo),如果未來生活的每一秒鐘各種需求都能被積聚起來被導(dǎo)向最有效的生產(chǎn)供給,會是什么樣?

  

  比如下面的場景:

  如果你拖欠電費,那么你的的門口不會被貼上一張紙催費,而是響起一記手機(jī)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(fā)電通過微信賣給附近準(zhǔn)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(jù)能耗曲線設(shè)置最佳的開關(guān)時間并隨時遠(yuǎn)程遙控,建筑物的能耗控制隨時依據(jù)會議活動類型人數(shù)和實時電價進(jìn)行動態(tài)調(diào)整;

  城市的整體能源消耗和二氧化碳排放隨時依據(jù)天氣和事件變化進(jìn)行需求側(cè)編排以實現(xiàn)最優(yōu);

  沙漠和大海里安裝的各種新能源發(fā)電設(shè)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(lián)網(wǎng),簡單而言,就是類似信息互聯(lián)網(wǎng),所有的能量信息(分布式的產(chǎn)生、供應(yīng)、消耗),都可以通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),得到及時的反饋,并根據(jù)需求予以選擇控制。

  2、能源互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的區(qū)別能源互聯(lián)網(wǎng)究竟和智能電網(wǎng)有什么區(qū)別?

  電網(wǎng)層面,所謂能源互聯(lián)網(wǎng)的這些特點,在原來的智能電網(wǎng)理論中都講過了,只是之前智能電網(wǎng)沒有過多的關(guān)注新能源的占比和影響,所以這個層面,能源互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)的些許區(qū)分就在于是當(dāng)可再生能源占到80%甚至更高時,那個時候,我們的電力系統(tǒng)和電網(wǎng)怎么去支撐這個環(huán)境?

  但是上升到能源層面,似乎能源互聯(lián)網(wǎng),Internet of Energy,包含的東西要更多,呈現(xiàn)的都是一種試圖把各種能源形式組合成一個超級網(wǎng)絡(luò)的大開大合。其似乎包含了智能通信、智能電網(wǎng)、智能交通等等眾多智能與綠色概念。

  

  3、國內(nèi)外的能源互聯(lián)網(wǎng)目前,美國雖然尚未明確提出能源互聯(lián)網(wǎng),但其提出的智能電網(wǎng)卻與能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵有諸多相似之處。德國于2008年在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上選擇了6個試點地區(qū)進(jìn)行為期4年的E-Energy技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)計劃,成為實踐能源互聯(lián)網(wǎng)最早的國家。

  

  目前市面上呈現(xiàn)出三種對能源互聯(lián)網(wǎng)的理解版本:從通信的角度強(qiáng)調(diào)各種設(shè)備的互聯(lián),以華為等通信公司為代表;從軟件的角度強(qiáng)調(diào)第三方數(shù)據(jù)的優(yōu)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(qiáng)調(diào)跨區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián),以國家電網(wǎng)為代表。

  國網(wǎng)劉BOSS提出的”全球能源互聯(lián)網(wǎng)“就更加高大上了,之前我也回答過類似問題,并不是能源互聯(lián)網(wǎng)不好,而是無限地擴(kuò)大能源互聯(lián)區(qū)域,不太合理和可行。

  4、能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)1)可再生能源作為主要能源廉價供應(yīng),并合理聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、利用

  以數(shù)據(jù)形式存在于信息互聯(lián)網(wǎng)上的信息,其實是非常廉價且可以挖掘的,但是,能源互聯(lián)網(wǎng)的主要載荷--能量,卻只能從自然界中開采。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(lián)網(wǎng)的特點,要保障精心構(gòu)建的“能源互聯(lián)網(wǎng)”有米下鍋,必須讓它能消化基本“無窮盡”供應(yīng)的風(fēng)能、太陽能等。

  但由于這些渠道的能量供應(yīng)有非常強(qiáng)的隨機(jī)性、間斷性和模糊性。目前將它們成功的并入電網(wǎng),或用其他形式高效利用起來,還是一件很困難的事情。

  當(dāng)然這更是環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排方面的需要。

  2)支持超大規(guī)模分布式發(fā)電、儲能及其他能源終端的接入平臺

  依靠PC、智能移動設(shè)備的等個人接入者,在信息互聯(lián)網(wǎng)接入者的數(shù)量上占絕大多數(shù);IT業(yè)者用幾十年時間構(gòu)建了一套由通訊協(xié)議、路由器、交換機(jī)、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器等等一系列軟硬件設(shè)施組成的龐大系統(tǒng),是人類文明迄今為止最偉大的成就之一。

  能源互聯(lián)網(wǎng)想要達(dá)到這樣的運轉(zhuǎn)效率,需要的技術(shù)準(zhǔn)備只多不少:比如需要一個極強(qiáng)的信息流處理能力,用來預(yù)測和監(jiān)視消費者的需求變化、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。數(shù)據(jù)和習(xí)慣都是超大規(guī)模的。

  然后,還需要一個極強(qiáng)的能量流處理能力。以智能電網(wǎng)為例,設(shè)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(diào)節(jié),而且還必須滿足實時的供需平衡(由電能特性決定)。還要再引入分布式清潔能源和市場競爭兩個超復(fù)雜的變量。


  3)類似互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的能源共享實現(xiàn)

  信息互聯(lián)網(wǎng)的一大魅力就在于它能夠打破地域的限制,因為信息傳輸?shù)拈T檻和成本都相對較低。

  但當(dāng)我們開始依靠現(xiàn)有的技術(shù)輸送能量的時候,損耗問題就相當(dāng)嚴(yán)重了。于是人們不得不考慮手段來降低損耗,這些方法要么單位成本極高(如直接運輸,這個過程本身就要消耗大量的燃料),要么建設(shè)成本和科研成本極高(如特高壓輸電技術(shù))。

  

   4) 能源的移動互聯(lián)實現(xiàn)

  移動互聯(lián)是目前互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)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(zhuǎn)換裝置,要么效率太低(如內(nèi)燃機(jī)),要么太貴且用起來麻煩(如燃?xì)鈾C(jī)),要么就是我們“喂不飽”(如電機(jī));

  儲能問題是老生常談的老大難;

  無線充電技術(shù)雖然在已經(jīng)能夠給很多小的智能設(shè)備充電了,但是大規(guī)模應(yīng)用上仍然問題多多,最簡單的一問:那么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(tǒng)的汽油車一比了么?

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