云能源――云計算理念的延伸

　　云計算將使人類在信息文明的征途中長驅直入，持續(xù)進步的信息技術和這一技術所建立起的理念正在牽引著人類文明的走勢。就如同當年瓦特改進蒸汽機，人們開始廣泛應用蒸汽機在工廠、礦山、鐵路、輪船之后，由蒸汽機牽引著人類直駛工業(yè)時代。云計算對呈爆炸形態(tài)的信息數據實現“無處不在的運算，無處不在的儲存，無處不在的交互”，信息技術不僅更加高效地改變著我們的生活，也將改變我們能源工業(yè)的形態(tài)和理念。

　　信息技術走過的道路與能源工業(yè)頗為相似，從小型到大型，再從大型回歸小型、微型，形成螺旋式上升，只是每一次并非回歸原點，而是升華逾越。

　　云計算：“各盡所能，各取所需”

　　互聯網在發(fā)展過程中，為提高效率，充分利用資源，確保信息安全，給予更多人參與的權利，并提供充足的信息擴展的冗余空間，而不斷采用了一些新的理念和新的技術，并形成一種去中心化潮流式的大趨勢，例如分布式處理（DistributedComputing）等。這些技術解決方案形成的趨勢是將信息的運算、儲存分散，既不是集中在大型中央計算機上，也不是只停留在用戶自己的計算機上。

　　在互聯網的信息服務中，為了保障網站的信息數據安全，最初計算機系統工程師將服務器中安置多塊存儲硬盤，將數據分散儲存在每一塊硬盤上，任何一塊硬盤損壞了都可以依靠其他硬盤中的數據將其恢復。后來工程師用類似的技術將數據進一步存放在不同的服務器中，任何一臺計算機出現故障，網站仍然可以繼續(xù)安全運行。最后他們干脆將采用這類技術的服務器安放在不同地區(qū)的服務器機房內，不僅可以確保信息安全，而且可以大大提高訪問速度，使系統資源得到充分利用。如果將每一個終端用戶信息的儲存、運算放在整個網絡之中，信息儲存將更加安全，計算速度將更加快捷，系統的冗余空間將更加充足。未來人類在建設物聯網中會在一切需要的地方設置具有探測、儲存、運算和交互能力的電子芯片及系統，而有這些無處不在的芯片參與儲存和計算，這種計算存儲的模式就會呈現一種云一樣的形態(tài)，或者說如入云煙的形態(tài)。云計算（CloudComputing）的理念也就由此應運而生。

　　云計算的應用包含這樣的一種理念，把彼此的力量聯合起來，供其中的每一個成員使用。讓全世界的計算機或具有儲存和運行能力的電子設施，通過各種形態(tài)的網絡連接起來，再服務于每一個需要者。云計算的核心思想，是將大量用網絡連接的計算資源統一管理和調度，構成一個計算資源池向用戶按需服務。從最根本的意義而言，云計算就是充分利用互聯網上的軟件、硬件和數據的能力，服務于需求者。這或許更像是一種“信息共產主義”理念，從信息層面達到馬克思夢想的“各盡所能，各取所需”的境界，調動所有的積極因素，滿足每一個個體的個性化需求。去中心化、去金字塔化的信息、工業(yè)、經濟、社會形態(tài)正在成為不可阻擋的趨勢。

　　能源獨立：互聯網革命的翻版

　　世界各種新技術不斷進步，新產品層出不窮，特別是各種新能源技術的突飛猛進，資源更豐富和分布更廣泛的頁巖氣、煤層氣、生物質沼氣等非常規(guī)天然氣資源等的利用，以及多能互補和能源系統智能技術融合，正在為人類展現了一個可廣泛參與的、可持續(xù)發(fā)展的新興能源系統新藍圖。我們看到，不僅世界可以是平的，支撐這個世界的能源系統也可以是扁平的。

　　從“信息獨立”到“云計算”的過程中，我們似乎感受到“能源獨立”的新寓意?！澳茉椽毩ⅰ被蛟S不僅僅在一個國家，按照目前的技術，一座城市、一個小區(qū)域、一個工廠、一個村鎮(zhèn)、一座辦公大樓或一個公共建筑群，甚至一個家庭

　　為什么不能實現能源的獨立？而我們說的能源獨立不是“村村點火，戶戶冒煙”的小農經濟式的自給自足，而是一種新境界的“互聯網”式的參與和相互連接，是一種用戶與能源供應者之間真正平等而相互滲透的、取長補短的和相互參與的新模式，是互聯網革命在能源領域的翻版。

　　遠大公司參與了印度最大房地產商DLF公司一座新城建設的能源系統供貨和設備安裝服務，為一些分布式能源站的燃氣輪機和燃氣內燃機機組提供余熱吸收式制冷機組，利用發(fā)電機組廢熱向建筑供冷和提供生活熱水。該新城安裝了53臺容量為2MW的燃氣發(fā)電機組，組成了數個分布式冷熱電能源站，余熱制冷量為51.3MW，其模塊化、陣列化的構筑特色完全像是一個網絡服務器中心。DLF公司還建設了連接全城所有建筑的智能化電網、冷網和生活熱水管道系統。整個區(qū)域的電力和制冷全部由這些機組承擔，與外部電網完全分離，二次能源實現了能源獨立，綜合能源利用效率高達84%，每年減排二氧化碳78萬噸，投資僅在一兩年就能全部回收，真正實現了高效、節(jié)能、經濟、環(huán)保和低碳的可持續(xù)發(fā)展目標。印度將自己的弱勢轉變?yōu)閮?yōu)勢，在分布式能源技術和智能多維能源網絡系統的支持下實現了跨越式的突飛猛進。

　　同樣的技術在中國也非常適用，研究機構對一些區(qū)域全部采用分布式能源系統，全部滿足用戶對電、熱、冷和生活熱水的需求進行了經濟技術評價，研究結果證明這一技術非常可行，像DLF公司一樣高效、節(jié)能、經濟、環(huán)保和低碳。整個項目投資基本可以靠節(jié)省下的供電公司、熱力公司收取的增容費和制冷機組的投資來解決，供電可靠性比電網更高，運營更經濟。北京燃氣集團大樓靠天然氣獨立供電多年，安全經濟。在中石油的油田利用石油伴生氣自發(fā)自用解決油田供電的模式早已非常成熟，非?？煽俊?/p>

　　美國能源部認為天然氣分布式能源系統調節(jié)靈活，可以融入更多的不確定的分布式可再生能源，例如屋頂晶硅太陽能電池，玻璃幕墻太陽能薄膜電池，低溫廢熱發(fā)電、微風發(fā)電和地源、水源或污水源熱泵等系統，未來還可以融入各種充電式電動汽車系統。所以其決定到2020年，將在2010年9200萬千瓦裝機規(guī)模的基礎上，再增加9500萬千瓦，占整個發(fā)電裝機容量從14%增加到29%，而未來將不再建設大型發(fā)電設施。

　　但遺憾的是，我們中國卻一邊說要代表先進生產力，對世界承諾要節(jié)能減排，并給各地和企業(yè)下達難以完成的節(jié)能減排目標；一邊卻又無力讓這樣一種科學、清潔、高效、環(huán)保的能源設施得到合法普及。

　　云能源：下一個趨勢

　　中國工程院倪維斗院士在質疑:陽光普照大地，我們?yōu)槭裁捶且獜那Ю镏獾闹形鞑康貐^(qū)去集中利用可再生能源，再遙遙數千公里輸送回東部？這算不算是“折騰”？現在一些微風發(fā)電設備的研發(fā)企業(yè)制造出2米風速可以啟動、2.5米可以切入、6米可以滿發(fā)的10~50千瓦微風發(fā)電機組，一年中70%~80%時間可以供電，設備利用小時大幅度提高，對于電網的影響明顯降低，而這樣的風無處不在。

　　中國科學院電工所所長最近提出“云電力”是受到云計算形態(tài)的啟發(fā)判定未來電力發(fā)展形態(tài)。對于能源可能實現“云”態(tài)模式的還不僅僅是電力，天然氣網、熱網、冷網等未來都可能呈現云狀態(tài)。

　　最近，在非常規(guī)天然氣研究中發(fā)現頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣、生物質沼氣，以及深層天然氣等資源遍布在各地，由于不是大規(guī)模集中的礦藏資源，更加適合分布式的開發(fā)和就地化的利用。這些項目的氣量也許不能滿足一個超大型城市，但至少可以滿足一些中小城鎮(zhèn)的能源供應。如果我們將這些氣態(tài)能源分別處理成為統一標準，建立一個廣泛連接的智能管網系統，我們就可能建立天然氣的云系統，將多元的資源和多元的用戶融合于一個統一的系統之中。

　　目前一些低溫廢熱利用技術得到快速發(fā)展，他們可以利用不到90度的廢熱制冷，用110度的廢熱發(fā)電，回收30度的熱水發(fā)展地板輻射供暖。每一個工廠中這樣的廢熱隨處可見，如果都能回收利用，我們就可以回收大量能源。還有，太陽能薄膜技術發(fā)展迅速，這一技術正在和建材工業(yè)整合，人們用各種薄膜電池制造透光的玻璃，用這樣的會發(fā)電的玻璃替換建筑的玻璃幕墻或窗戶，甚至用它建設太陽能玻璃大棚種植蔬菜，將建筑變?yōu)殡娬?。未來，電力的生產或各種能源供應將呈現無處不在的形態(tài)，而且熱力也可能成為這一形態(tài)。在一個熱力管網系統中統一配置資源，實現分級分層的梯級供熱，大大提高系統效率和能源利用效率。冷源、冷網同樣如此。

　　如何將這些無處不在的能源收集整合利用？現在全世界正在建設的智能電網和進一步延伸的智慧能源網絡系統，就是要解決這一難題。智能電網、智能燃氣網、智能熱網、智能冷網、智能供水、智能排水系統與我們各種分布式的能源系統融合成為一個智慧能源網絡體系，再與信息物聯網系統融合，據此實現以最低的環(huán)境資源代價，最優(yōu)的投資運營效益，最安全的多元化供能方式，最智慧的個性化服務體系解決人類能源的可持續(xù)發(fā)展問題。分布式能源實現一個個系統的相對“能源獨立”，而各種能源網絡又將獨立的供能設施連接在一起，實現能源的相互支援、相互平衡、相互保障和相互彌合。這種能源生產形態(tài)與云技術的理念和形態(tài)極其相似，而云計算的技術也將會融入這一智慧能源體系。云計算不僅可以整合各個能源系統，還可以將用能及控制整合在同一系統之中，實現全系統的優(yōu)化控制平衡，將節(jié)能更上一個臺階。

　　這是人類文明的一個趨勢，人類之所以成為萬物主宰，就是因為我們駕馭了火，駕馭了能源技術。人類文明的每一次進步都是能源技術突破的成果，可以說能源技術進步是人類文明的根本動力。能源技術與信息技術融合的趨勢將勢不可擋，而信息技術改變能源形態(tài)將成為趨勢也將勢不可擋。

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