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什么是能源互聯網?

2015-03-12 17:12:00 作者: 點擊:

所謂能源互聯網,就是所有的能量信息(分布式的產生、供應、消耗),都可以通過網絡互聯,得到及時的反饋,并根據需求予以選擇控制。

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簽,如華為,遠景能源等。


能源和互聯網結合的話題似乎很熱。

===================通俗的解釋能源互聯網=====================

試想下未來,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,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,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并隨時遠程遙控,建筑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(分布式的產生、供應、消耗),都可以通過網絡互聯,得到及時的反饋,并根據需求予以選擇控制。


===================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么區別?


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占比和影響,所以這個層面,能源互聯網和智能電網的些許區分就在于是當可再生能源占到80%甚至更高時,那個時候,我們的電力系統和電網怎么去支撐這個環境?


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絡的大開大合。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。



====================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。德國于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;從軟件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,并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。



===================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,并合理聯網調度、利用


以數據形式存在于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。


但由于這些渠道的能量供應有非常強的隨機性、間斷性和模糊性。目前將它們成功的并入電網,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)支持超大規模分布式發電、儲能及其他能源終端的接入平臺


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、數據庫、服務器等等一系列軟硬件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。


然后,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)。還要再引入分布式清潔能源和市場競爭兩個超復雜的變量。


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于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。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),要么建設成本和科研成本極高(如特高壓輸電技術)。


相對于信息的傳播,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,要么效率太低(如內燃機),要么太貴且用起來麻煩(如燃氣機),要么就是我們“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,真能和同價位傳統的汽油車一比了么?



來源:知乎

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