不久前由國家能源局、工信部牽頭出臺了《能源互聯(lián)網行動計劃大綱》并確定了12個支撐課題,相關文件正在制定中。這些舉措意味著能源互聯(lián)網產業(yè)規(guī)劃路線圖逐漸成型,一個新的能源互聯(lián)網藍海即將誕生。
國務院發(fā)布的《關于積極推進“互聯(lián)網+”行動的指導意見》以下簡稱《意見》,明確提出了“互聯(lián)網+智慧能源”的發(fā)展路線圖,即:“要通過互聯(lián)網促進能源系統(tǒng)扁平化,推進能源生產與消費模式革命,提高能源利用效率,推動節(jié)能減排。加強分布式能源網絡建設,提高可再生能源占比,促進能源利用結構優(yōu)化。加快發(fā)電設施、用電設施和電網智能化改造,提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性?!?
在“互聯(lián)網+”春風勁吹的背景下,能源產業(yè)如何與互聯(lián)網、大數據、云計算技術進行良好的“聯(lián)姻”?又會產生什么樣的變化呢?
能源生產:智能化、協(xié)同化
隨著“互聯(lián)網+”、大數據、云計算等網絡技術的飛速發(fā)展,在互聯(lián)網已成功顛覆眾多產業(yè)后,越來越多的人開始將傳統(tǒng)能源產業(yè)的未來聚焦點和突破口放在互聯(lián)網與能源的結合上。
然而,兩者應該如何進行有效地結合呢?此次,國務院提出了一個重要發(fā)展方向和路線,即建設分布式能源網絡。
分布式能源是相對傳統(tǒng)的集中式供能的能源系統(tǒng)而言的,傳統(tǒng)的集中式供能系統(tǒng)采用大容量設備、集中生產,然后通過專門的輸送設施大電網、大熱網等將各種能量輸送給較大范圍內的眾多用戶;而分布式能源系統(tǒng)則是直接面向用戶,按用戶的需求就地生產并且供應能量,可滿足多重目標的中、小型能量轉換利用系統(tǒng)。
分布式能源是以清潔能源天然氣、可再生生物質能、風、太陽能等無污染能源為主要能量來源,其利用的能源性質分為兩類:一次能源以氣體燃料為主,可再生能源為輔,如天然氣分布式能源;而二次能源以分布在用戶端的可再生能源發(fā)電設備,如太陽能、風能等,實現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用。
據悉,我國一次能源消耗結構中,煤炭消耗比例為70%以上,這一能源消耗結構無疑對環(huán)境污染的治理工作增加了壓力。據環(huán)保部監(jiān)測,目前我國污染環(huán)境的各項指標中,燃煤發(fā)電產生的污染占所有污染的40%以上,且燃煤產生的多項污染指標在各分項中占總量比例很高。例如:煤炭燃燒產生的懸浮顆粒物占總量的70%以上,產生的CO2占總量的85%以上。
然而,分布式能源的大量推廣運用對我國環(huán)境改善、傳統(tǒng)能源依賴度下降具有極大的幫助。環(huán)保部相關數據顯示:2014年風電上網電量達到1550億千瓦時,按照發(fā)電標煤煤耗每千瓦時350克計算,僅一年可節(jié)約標煤5418萬噸,減少二氧化碳排放16686萬噸,減少二氧化硫排放84萬噸。分布式能源較傳統(tǒng)能源利用率提升70%以上。
通過電子、電力、信息等技術,將大量分散的分布式能源連接起來,不僅可以實現(xiàn)分布式能源的能量采集、上網,同時也建立了各分布式能源間的互聯(lián)互通,通過大數據技術及基于信息的智能調控,實現(xiàn)能源在整個網絡的高效互通。
利用ICT在線測試技術,對能源產業(yè)進行互聯(lián)網化,將能源賦予新的數據屬性,達到能源的經濟性、高效性及環(huán)保性,這些正是能源互聯(lián)網的基本概念。清華大學能源互聯(lián)網創(chuàng)新研究院副院長高峰介紹說,“分布式能源網絡屬于典型的物理形態(tài)的能源互聯(lián)網,但我們現(xiàn)在理解的能源互聯(lián)網外延已經不僅僅限于此,是一個更為寬廣的概念?!?
在華北電力大學能源與經濟研究咨詢中心主任曾鳴看來,“互聯(lián)網+智慧能源”是對傳統(tǒng)的以生產順應需求的能源供給模式的顛覆。
可以預見,能源互聯(lián)網通過新一代信息通信技術與能源的完美結合,勢必將產生一個巨大的能量體,甚至將徹底改變我們的生活。
能源消費:網絡化、信息化
試想一下,如果有一天,在手機上動動手指,就能將自家屋頂多余的光伏發(fā)電通過微信賣給附近準備給電動汽車充電的陌生人;每臺設備、每條自動化流水線、每個工廠的能源消耗、運轉狀況及碳排放、硫化物排放、氮氧化物排放等種種指標都化作數字化坐標,管理者只要輕點控制系統(tǒng),就能進行最優(yōu)化生產設置;你每一秒鐘的各種需求都能被積聚起來,并被導向最有效的生產供給等等。
然而,擁有“互聯(lián)網+”,這些情景已不再只是“幻想”!不管你是在家庭、商場還是工廠,都可以隨時掌握每一臺家電或設備的用電情況,并進行節(jié)電管理;尤其當你實施實時電價后,節(jié)電效果將更加明顯。所謂實時電價,即一個區(qū)域內的電價根據當時的負荷情況實時調整,該區(qū)域負荷高時,電價上漲,反之電價下降,以此鼓勵用戶在負荷低時用電,在負荷高時節(jié)電,從而達到最大限度節(jié)約能源的目的。
如今,智能電表逐漸走入千家萬戶,未來透過家家戶戶的智能電表,或可實現(xiàn)電能數據采集與雙向交互,實現(xiàn)網上繳費和電量信息查詢,更可為智能家居的電能應用提供大數據、云計算等數據支撐。
只要在手機上下載一個“掌上電力”APP,居民就能隨時查詢、繳存電費;并且在任何有網絡的地方,還可以對家里的電器進行操作,或者檢查電器運行狀況,非常方便、安全。
同時,居民可以用手機、平板電腦、電視等終端,對能源使用效率進行分析、管理,選擇在電價低的時候啟動電器,這樣既節(jié)約電費,又節(jié)能環(huán)保。
有條件的居民還可以自己安裝太陽能發(fā)電板,甚至在一個樓宇或社區(qū)形成一個微電網,充分利用新能源,并與大電網相連接,參與到多元用戶互動中去,為環(huán)保作出貢獻。
國家電網公司科技部調研員劉建明表示,未來的家庭能源互聯(lián)網,即在各種電力設備、家用電器中植入智能芯片,運用“互聯(lián)網+”、大數據、云計算等新技術,采集到用電設備的有關信息,如開關、功率、負荷、用電量等,然后把這些信息通過電力光纖或其他通信手段傳送到互聯(lián)網上,使我們在任何一個地點都可以隨時了解和控制自己的家用電器,達到節(jié)能的目的。
能源管理:服務化、精細化
八月北京的暑伏之熱還沒有消退,張家口聯(lián)合北京申辦2022年冬奧會的成功,也一度激起了人們“狂熱”。而作為該地區(qū)唯一的能源互聯(lián)網平臺,智慧能源云平臺也在這個炎炎夏日燃起了人們的希望之“火”。
中國智慧能源產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟常務副理事長兼秘書長、天地互連董事長劉東介紹說,通過該平臺,產品提供商可建立實時設備管理數據平臺,打造全新銷售服務模式;用戶單位可獲得高性價比的產品和解決方案,實現(xiàn)能源消耗的可追溯、可監(jiān)控、可管理,從而降低成本、提高能源使用效率;實施合同能源管理的技術服務公司不但可以降低開發(fā)、建設和運營成本,還可通過第三方的實時數據存儲、分析、可視化管理等服務,使節(jié)能數據更有公信力,減少糾紛,實現(xiàn)效益最大化;云平臺還能打破各自封閉的信息孤島,政府及金融機構可把握能源生產和消費整體動向,掌握真實透明數據,實行有效監(jiān)管和調控。
這些數據還可以支持節(jié)能技術改造、節(jié)能量監(jiān)測、核算和評價,支持碳交易的開展等。
從全球看,目前已有許多發(fā)達國家開始認識到能源互聯(lián)網的重要性并付諸實踐。例如,美國的“立體”式智能電網,德國的“互動”式智能電網,英國制定出“2050年智能電網線路圖”等等。
而我國對搶占能源互聯(lián)網發(fā)展先機同樣給予了高度重視?!秶鴦赵宏P于加快發(fā)展節(jié)能環(huán)保產業(yè)的意見》也明確指出,加強推進節(jié)能監(jiān)測平臺建設,強化數據和信息交流能力,使節(jié)能環(huán)保產業(yè)成為國民經濟新的支柱產業(yè)。
中國社科院研究生院院長、國際能源安全研究中心主任黃曉勇說,“發(fā)展‘互聯(lián)網+智慧能源’,是保障我國能源安全、促進生態(tài)文明建設的必然要求,也是順應世界工業(yè)革命發(fā)展趨勢,促進我國能源生產和消費革命的必然選擇?!?
雖然能源互聯(lián)網化早已融入到傳統(tǒng)能源產業(yè)中來,但是如何將互聯(lián)網的優(yōu)勢更好地運用到能源產業(yè)中來,賦予能源新的數字化屬性和互聯(lián)網思維,達到提高效率、節(jié)能減排、能源生產和消費智能化等是能源行業(yè)亟須探索和議論的內容。
來源:中電新聞網
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