清華大學(xué)孫宏斌:關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的若干思考
為什么提出能源互聯(lián)網(wǎng)?
現(xiàn)有能源系統(tǒng)面臨以下三個(gè)重要挑戰(zhàn),亟需轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式:
1. 能源生產(chǎn)不可持續(xù),需要提高可再生能源比例;
2. 能源使用效率低,需要提高能源使用效率;
3. 能源行業(yè)內(nèi)向保守,需要實(shí)行能源體制革命。
在智能電網(wǎng)基礎(chǔ)上,能源互聯(lián)網(wǎng)還要突破以下兩個(gè)層面的互聯(lián)問題:
(1)物理互聯(lián)層面問題:能源沒聯(lián)上,表現(xiàn)為多能未互聯(lián),冷/熱/電/氣/交通割裂,能效低,全球互補(bǔ)效益未發(fā)揮;能源沒聯(lián)好,表現(xiàn)在可再生接納問題,源的即插即用問題,能量傳輸和轉(zhuǎn)換效率低,能源無線傳輸不成熟等。
(2)數(shù)據(jù)互聯(lián)層面問題:單靠物理互聯(lián)還不夠,還要依靠信息互聯(lián),實(shí)現(xiàn)資源的數(shù)據(jù)化和透明化,開放給大眾,把人互聯(lián)起來,實(shí)現(xiàn)供需對(duì)接,盤活資源,如Uber的做法。
What能源互聯(lián)網(wǎng)有什么特征?
1、能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)
?能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)如下圖所示,分為物理互聯(lián)和數(shù)據(jù)互聯(lián)兩個(gè)層面。
(1)物理互聯(lián)層面是“能源系統(tǒng)的類互聯(lián)網(wǎng)化”,利用互聯(lián)網(wǎng)理念對(duì)現(xiàn)有能源系統(tǒng)進(jìn)行改造,使能源系統(tǒng)具有類似于互聯(lián)網(wǎng)的某些優(yōu)點(diǎn),主要表現(xiàn)為:1)多能源開放互聯(lián),電、熱、冷、氣、油、交通等多能源耦合互補(bǔ);2)能量自由傳輸,表現(xiàn)為遠(yuǎn)距離、高效、大容量、雙向、端對(duì)端、選擇路徑、無線傳輸?shù)龋?strong>3)開放對(duì)等接入,具有良好的可擴(kuò)展性和即插即用性。
(2)數(shù)據(jù)互聯(lián)層面是“互聯(lián)網(wǎng)+”,為信息互聯(lián)網(wǎng)在能源系統(tǒng)的應(yīng)用和融入。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將設(shè)備數(shù)據(jù)化,所有主體自由聯(lián)接,形成能源互聯(lián)網(wǎng)“操作系統(tǒng)”,主要體現(xiàn)為:1)能源物聯(lián),在不影響安全等前提下實(shí)現(xiàn)信息的最大化共享;2)能源管理,不同能源類型的分布式協(xié)同管理和源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的實(shí)時(shí)互動(dòng)優(yōu)化;3)能源互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng),為能源的自由交易和眾籌金融提供平臺(tái),實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)各要素的共生共贏。
2、能源互聯(lián)網(wǎng)的主要理念
能源互聯(lián)網(wǎng)的主要理念可以歸納為以下6點(diǎn):
開放:開放是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心理念,表現(xiàn)為:多類型能源的開放互聯(lián)、各種設(shè)備與系統(tǒng)的開放對(duì)等接入、各種參與者和終端用戶的開放參與、開放的能源市場(chǎng)和交易平臺(tái)、開放的能源創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境、開放的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈、開放的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)等。
互聯(lián):互聯(lián)為能源的共享和交易提供平臺(tái),創(chuàng)造價(jià)值,包括:多種能源形式的互聯(lián)、多類能源系統(tǒng)的互聯(lián)、多異構(gòu)設(shè)備的互聯(lián)、各類參與者的互聯(lián)等。
以用戶為中心:以用戶為中心是在商業(yè)模式成功的關(guān)鍵,滿足用戶不同品位的用能、生產(chǎn)和交易能源的需求。
分布式:分布式是重要?jiǎng)恿?/strong>,光伏等適合分布式,用戶也將成為分布式的能源產(chǎn)消者。
共享:共享是能源互聯(lián)網(wǎng)的精神,通過共享實(shí)現(xiàn)資源的高效化利用。
對(duì)等:對(duì)等是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要形態(tài),打破壟斷,去中心化,不同參與者處于對(duì)等位置。
How能源互聯(lián)網(wǎng)該如何發(fā)展?
1、能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
能源互聯(lián)網(wǎng)需要突破一系列技術(shù),其關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題為:
(1)多能源網(wǎng)絡(luò)的耦合:包括設(shè)備級(jí)技術(shù)、系統(tǒng)級(jí)技術(shù)、市場(chǎng)機(jī)制和運(yùn)營(yíng)模式等層面的關(guān)鍵技術(shù)。
(2)開放環(huán)境下的信息-能量耦合:包括能量信息融合、信息-能量耦合系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性、基于數(shù)據(jù)科學(xué)管理與運(yùn)行模式等。
2、能源互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)空間
國(guó)務(wù)院[2015]40號(hào)文《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》,首提能源互聯(lián)網(wǎng)。國(guó)家能源局能源互聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃即將出臺(tái),能源互聯(lián)網(wǎng)具有巨大產(chǎn)業(yè)鏈和發(fā)展空間。我國(guó)快速且大規(guī)模開發(fā)建設(shè)的城鎮(zhèn)、園區(qū)、高能耗企業(yè)、綠色建筑是推進(jìn)能源互聯(lián)局域網(wǎng)發(fā)展急需和極佳的切入點(diǎn),售電權(quán)放開,具備廣闊的發(fā)展前景和機(jī)遇;我國(guó)目前有超過 300 個(gè)城市啟動(dòng)了智慧城市的規(guī)劃和建設(shè),為能源互聯(lián)廣域網(wǎng)的發(fā)展提供了綜合的平臺(tái)和政府支持;一帶一路、亞投行等,為能源互聯(lián)骨干網(wǎng)的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間和國(guó)際市場(chǎng)。
3、能源互聯(lián)網(wǎng)的總體方案和實(shí)例
能源互聯(lián)網(wǎng)的總體方案如下圖,需要實(shí)現(xiàn)電、熱、冷、氣、交通等多能互補(bǔ)和“源-網(wǎng)-荷”的協(xié)同。風(fēng)/光大數(shù)據(jù)全生命周期管理、多能互補(bǔ)(光熱發(fā)電、電制熱、儲(chǔ)熱、電制氫等)和源-荷互動(dòng)(需求響應(yīng)、風(fēng)電供暖等),可以減少棄風(fēng)/光、提高發(fā)電量和資產(chǎn)利用率。用戶(尤其是高耗能企業(yè))的大數(shù)據(jù)分析、能源綜合管理、需求響應(yīng)、智慧家居等,與售電結(jié)合,可以顯著提高能源使用效率,促進(jìn)分布式發(fā)電,改善用戶體驗(yàn)、增加盈利。
典型實(shí)例有:1)甘肅的能源Uber,棄風(fēng)和高載能對(duì)接,可以減少棄風(fēng),增加高載能產(chǎn)量;2)張北的基于集中式光熱電站(CSP)的能源互聯(lián)網(wǎng),CSP可以實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ),減少棄風(fēng)棄光,數(shù)據(jù)中心使用便宜電力;3)荷端的基于云平臺(tái)的多能流多用戶能量管理。
責(zé)任編輯:滄海一笑
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