?《第三次工業(yè)革命》的作者杰里米˙里夫金對能源互聯(lián)網(wǎng)這樣設(shè)想：“在即將到來的時代，我們需要創(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共享，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)可以把普通的能源分布網(wǎng)變成類似信息互聯(lián)網(wǎng)，毫無疑問這將掀起一場能源變革，而我國已做好變革的準備。
繼今年2月三部委聯(lián)合出臺《關(guān)于推動“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導意見》之后，日前國家能源局又下發(fā)了《關(guān)于組織實施“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(能源互聯(lián)網(wǎng))示范項目的通知》，能源互聯(lián)網(wǎng)的征途又向前邁進了一步。
“可以說在未來一個階段，將是全國范圍內(nèi)大規(guī)模開展‘互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源’試點的機遇期，無數(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的2016中國能源互聯(lián)網(wǎng)大會暨智慧能源產(chǎn)業(yè)博覽會上，國家發(fā)展改革委能源研究所副研究員苗韌預測，到2030年，能源互聯(lián)網(wǎng)有望達到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)式的互動網(wǎng)絡(luò)，將互聯(lián)網(wǎng)更好地與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲、消費以及能源市場深度融合，仍面臨太多難題。
電氣化、低碳化、智能化是趨勢
實際上，看似高大上的能源互聯(lián)網(wǎng)并不是一味地跟風“互聯(lián)網(wǎng)+”，既是大勢所趨，也非常接地氣。
“如果說Internet是一個信息互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，能源互聯(lián)網(wǎng)則是一個利用Internet、為重塑能源服務的有力網(wǎng)絡(luò)。因為能源互聯(lián)網(wǎng)有眾多先進的傳感器、控制軟件、大數(shù)據(jù)技術(shù)，他們把能源生產(chǎn)端、傳輸端、消費端的數(shù)以億計的設(shè)備、機器、系統(tǒng)連接起來，形成能源互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)基礎(chǔ)?！?/p>
中國工程院院士杜祥琬作出上述闡釋后強調(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、共享、可持續(xù)的現(xiàn)代化能源體系。
在杜祥琬看來，能源互聯(lián)網(wǎng)將向著電氣化、低碳化、智能化三大趨勢發(fā)展。
電氣化是指終端能源中電力的比例應大幅度提高，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、太陽能替代這四種交通能源的替代技術(shù)。
“這兩個減法將使終端能源中的非電比例下降，我國終端能源中，電力的占比將從目前的20%上升到2020年的25%以上，并進一步達到最高的比例。”杜祥琬說。
而為應對氣候變化和可持續(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，逐步實現(xiàn)高比例替代煤炭。未來，非化石能源將成為主導能源，我國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%，并進一步到50%以至最高。
最重要的是，能源系統(tǒng)的設(shè)計、運營和管理也將與IT和DT深度融合，使其自動化、數(shù)字化程度與效率大為提高。
智能化應用有多種技術(shù)，如智能感知技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)等。能源系統(tǒng)中管網(wǎng)監(jiān)控、運行、能源交易和用戶用能及各類分布式電源負荷數(shù)據(jù)極大，大數(shù)據(jù)分析的應用則可大幅提高系統(tǒng)的效率;云計算則可以實現(xiàn)隨時、隨地的高性能計算，快捷便利地獲取計算資源并提高其應用價值。
共享綠色電力并非易事
可以說，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;在運營模式上，借鑒互聯(lián)網(wǎng)的運營管理和創(chuàng)新商業(yè)模式思路，推進能源系統(tǒng)的安全、高效、低碳運行。
杜祥琬表示，實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的途徑是“兩個結(jié)合”，一是將分布式與集中式相結(jié)合，既可構(gòu)成獨立運行的微網(wǎng)，也可自下而上地與集中式的智能電網(wǎng)連接互動，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和縱向的能源“源、網(wǎng)、荷、儲、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)動不同的能源，也可根據(jù)能源側(cè)的波動啟動調(diào)峰或峰電的有效利用。
可以想象，在即將到來的時代，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)過程中面臨的挑戰(zhàn)也不可小覷。
中國可再生能源學會理事長石定寰就提出了三重挑戰(zhàn)：首先需要國家投入大量的經(jīng)費來支持能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè);其次要解決應用的問題，即能源的生產(chǎn)和消費消納問題，這相應地需要降低可再生能源價格、大幅度壓低成本;第三，還需要進一步解決政策環(huán)境、機制體制問題。
不僅如此，能源互聯(lián)網(wǎng)想要實現(xiàn)成熟運轉(zhuǎn)，需要的技術(shù)準備也是只多不少：比如需要極強的信息流處理能力，來預測和監(jiān)視消費者的需求變化、極端不穩(wěn)定的能量生產(chǎn)供應變化;同時它還要指揮相應的能量調(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。當前，互聯(lián)網(wǎng)與能源融合不僅需要突破分布式發(fā)電、儲能、智能微網(wǎng)、主動配電網(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)、云計算等信息通信技術(shù)在能源領(lǐng)域的深度應用。
區(qū)塊鏈技術(shù)或?qū)⒓铀俾涞?/p>
未來，能源系統(tǒng)要連接數(shù)以十億計的發(fā)電設(shè)施、光伏面板、儲能電池、充電網(wǎng)絡(luò)、用能設(shè)備，使之像一個交響樂團。面對這些超大規(guī)模數(shù)據(jù)之間的流通，亟須一個服務能源互聯(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)塊鏈是由區(qū)塊有序鏈接起來形成的一種數(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構(gòu)，保障數(shù)據(jù)的真實可信，打破信任壁壘，極大降低了業(yè)務開展需要支付的信任成本，促進業(yè)務的高效開展。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。
國家開發(fā)銀行原副行長、智慧能源投資控股集團董事局主席高堅表示，能源互聯(lián)網(wǎng)融合信息技術(shù)與能源技術(shù)，是實現(xiàn)智慧能源的基石。而區(qū)塊鏈技術(shù)被普遍認為是繼蒸汽機、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的交易和運營成本，提高運行效率。兩者的碰撞與融合，將產(chǎn)生全新智慧能源的推動力。
“區(qū)塊鏈交易是真實、不可篡改的，所以可以加速金融機構(gòu)的清算、結(jié)算?！北本┐髮W區(qū)塊鏈技術(shù)研究院執(zhí)行院長朱皞罡也表示，“區(qū)塊鏈是只做一件事情，那就是用積極的方式，重新構(gòu)建全新的信用體系。這個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。”
朱皞罡表示，區(qū)塊鏈可以完整地解決能源過程中的信息流、票據(jù)流，還有電力流，實現(xiàn)能源的追蹤，實現(xiàn)電能代替這個柔***易平臺。
不過，區(qū)塊鏈技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應用仍然在計算能力及響應速度、異步共識網(wǎng)絡(luò)的容錯以及智能合約的責任主體缺失等問題上存在諸多挑戰(zhàn)。
