您的位置:澳门威斯尼斯人娱乐网 > 生命科学 > 澳门威斯尼斯人娱乐网:加快能源互联网落地,

澳门威斯尼斯人娱乐网:加快能源互联网落地,

发布时间:2019-08-20 05:43编辑:生命科学浏览(162)

    杜祥琬:“三化”“两结合”加快能源互联网落地

    为能源互联网安装智慧大脑

    能源是社会生产生活诸多要素的基础,“互联网 ”则让能源各种类、各环节之间告别孤立、割裂状态,互联互通。在世界经济转型升级需要新的突破口与增长点的背景下,能源科技革命蓄势待发,能源互联网成为加速能源科技革命的助推器。

    澳门威斯尼斯人娱乐网 1

    当前各国都在抓紧布局能源互联网建设,中国也处于产业化初级阶段。为共同探索构建能源互联网生态新模式,日前,2016中国能源互联网大会暨智慧能源产业博览会在秦皇岛召开,中国工程院院士杜祥琬在会上指出,能源互联网发展的趋势是“三化”,即电气化、低碳化和智能化;途径是“两个结合”,即将分布式与集中式相结合,将横向的多能互补和纵向的能源“源、网、荷、储、用”优化结合。

    未来将是全国范围内大规模开展“互联网 智慧能源”试点的机遇期。图片来源:百度图片

    “众多先进的传感器、控制和软件应用程序、大数据技术等,将能源生产端、传输端、消费端数以亿计的设备、机器、系统连接起来,形成能源互联网的物联基础。”杜祥琬说。

    ■本报记者 李惠钰

    趋势是“三化”

    《第三次工业革命》的作者杰里米:里夫金对能源互联网这样设想:“在即将到来的时代,我们需要创建一个能源互联网,让亿万人能够在自己的家中、办公室里和工厂里生产绿色可再生能源,多余的能源则可以与他人共享,就像我们现在在网络上分享信息一样。”

    “能源互联网”这一概念最初是由英国《经济学人》杂志提出,它的目的就是要建立一个“安全、经济、高效、低碳、共享”的能源体系,最终实现能源的可持续发展。

    能源互联网可以把普通的能源分布网变成类似信息互联网,毫无疑问这将掀起一场能源变革,而我国已做好变革的准备。

    近年来,能源互联网的概念迅速普及,我国虽然处于建设的初级阶段,但也不再是一提能源互联网就是一头雾水的状态。随着国务院确定的“互联网 智慧能源”指导方针不断发力,“能源互联网生态新模式”即将开启。

    继今年2月三部委联合出台《关于推动“互联网 ”智慧能源发展的指导意见》之后,日前国家能源局又下发了《关于组织实施“互联网 ”智慧能源示范项目的通知》,能源互联网的征途又向前迈进了一步。

    对于能源互联网,在杜祥琬看来,其呈现出电气化、低碳化和智能化的特点和发展趋势。

    “可以说在未来一个阶段,将是全国范围内大规模开展‘互联网 智慧能源’试点的机遇期,无数的产业在这里面跃跃欲试。”8月10日~12日,在河北省秦皇岛市召开的2016中国能源互联网大会暨智慧能源产业博览会上,国家发展改革委能源研究所副研究员苗韧预测,到2030年,能源互联网有望达到GDP的0.5%~1%的水平。

    电气化目前已经是业界共识的大方向,不仅是在能源互联网,也是中国能源战略发展的主要方向。

    上述比例看似很低,但苗韧表示,到2030年,整个工业占GDP比重可能只有30%。这也意味着,如果能源互联网能占到GDP的1%,就已经能够与不少传统行业比肩。

    “在终端能源当中,电力的比例应该大幅度的提高,这就意味着要把非电的终端能源逐步的减下来。”杜祥琬表示,现在中国能源的一次能源当中,有64%都是煤炭,这些煤炭一半用来发电,一半直接燃烧。而要想提高电力比重,就要想办法减少散烧煤的使用。

    但是,如何搭建起能源互联网神经式的互动网络,将互联网更好地与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合,仍面临太多难题。

    在杜祥琬看来,用工业余热来取代散烧煤不失为一个可行之策,这既有利于提高能效、优化能源结构,同时也有利于改善环境。

    电气化、低碳化、智能化是趋势

    “我国目前的电力占比也就是20%多一点,这个比例应该在‘十三五’中上升到25%甚至更高,并且进一步达到更高的比例。总而言之,增加用电的比例是中国能源一个肯定的方向。”杜祥琬说。

    实际上,看似高大上的能源互联网并不是一味地跟风“互联网 ”,既是大势所趋,也非常接地气。

    能源互联网的另一趋势就是低碳化,这也是改善环境,应对气候变化和中国可持续发展的必然要求。杜祥琬表示,低碳能源要用三匹马拉车,即可再生能源、核能和天然气。只有这三匹马共同努力,才嫩逐步实现对煤炭的高比例的替代。

    “如果说Internet是一个信息互联的网络,能源互联网则是一个利用Internet、为重塑能源服务的有力网络。因为能源互联网有众多先进的传感器、控制软件、大数据技术,他们把能源生产端、传输端、消费端的数以亿计的设备、机器、系统连接起来,形成能源互联网的物联基础。”

    “2015年,我国低碳能源占比约为18%,计划2020年要提高到25%,2030年要达到35%。”杜祥琬说,“低碳能源在电力当中的比例也将从2015年的27%,很快上升为35%,预计不用到2020年这一比例就会上升到50%甚至更高。”

    中国工程院院士杜祥琬作出上述阐释后强调,能源互联网把新的能源技术、新的用能方式和新的管理模式集合在一起,其目的就在于建设高效、安全、低碳、经济、共享、可持续的现代化能源体系。

    最后一个趋势就是智能化,在电力系统中,智能化为提高能效管理提供了可能性。整个能源系统的设计、运营、管理都会与信息技术和数字技术深度融合,使能源互联网能够更好的自动化、数字化和提高效率。

    在杜祥琬看来,能源互联网将向着电气化、低碳化、智能化三大趋势发展。

    能源智能化也会应用到诸多技术,首先是智能感知技术,比如通过智能传感器来输配电网、交通网、天然气网等运行状态的数据,以及用户侧的用能设备、微电网及分布式电源的运行状态参数等。

    电气化是指终端能源中电力的比例应大幅度提高,这就意味着直燃煤需求量大幅度下降,被电、气或工业余热取而代之;交通耗油要逐步下降,并发展电替代、生物油气替代、氢替代、太阳能替代这四种交通能源的替代技术。

    “目前,信息技术、大数据技术的发展将给我们的生产生活带来深刻变化,也让我们有条件和需求实现能源管理的智能化。”杜祥琬说,能源系统当中的数据量是非常庞大的,包括官网的监控、运行、能源的交易用户用能以及各类分布式电源负荷数据,大数据的分析应用则可以大大提高系统的效率。另外,云计算技术可以实时的高性能的进行计算,快捷便利的提高资源价值。

    “这两个减法将使终端能源中的非电比例下降,我国终端能源中,电力的占比将从目前的20%上升到2020年的25%以上,并进一步达到最高的比例。”杜祥琬说。

    途径是“两个结合”

    而为应对气候变化和可持续发展的要求,发展低碳能源也将是必由之路。杜祥琬表示,可再生能源、核能和天然气这“三匹马”将合力拉车,逐步实现高比例替代煤炭。未来,非化石能源将成为主导能源,我国低碳电力在电力中的占比将从2015年的27%上升至2020年的约35%,并进一步到50%以至最高。

    在杜祥琬看来,能源互联网要想接地气,首先就要使智能电网与分布式能源网络相结合,即集中式与分布式相结合。

    最重要的是,能源系统的设计、运营和管理也将与IT和DT深度融合,使其自动化、数字化程度与效率大为提高。

    澳门威斯尼斯人娱乐网,传统智能电网的概念是集中式的,随着可再生能源和信息技术的发展,智能电网应运而生。智能电网是一种自上而下的供能方式,它是电网技术、信息技术、数字技术的一个结合,是能源与互联网的主干和资源配置中心。

    智能化应用有多种技术,如智能感知技术、大数据技术、云计算技术、微网技术等。能源系统中管网监控、运行、能源交易和用户用能及各类分布式电源负荷数据极大,大数据分析的应用则可大幅提高系统的效率;云计算则可以实现随时、随地的高性能计算,快捷便利地获取计算资源并提高其应用价值。

    杜祥琬强调,集中式智能电网仍然需要,但也一定要注重发展分布式的低碳能源网络,它可以与大电网进行相互补充。集中式与分布式能源网络应该维系一种互相支持、互相配合的关系。

    可以说,能源互联网=智慧 能源系统。

    “长期以来,我国都是集中式的电网,但随着太阳能、风能、生物质能的发展,家家户户都可以成为能源的生产者和使用者。”杜祥琬表示,这些分布式电源可以构成独立运行的微网,构成一个社区、一个单位或者村镇的能源网络,利用智能感知技术和大数据来进行高效的管理,构成新型能源网络,使低碳化、智能化能够落地。

    能源互联网是智慧能源应用在能源系统中,在技术层面与能源系统中的分布式能源、储能设备、节能低碳技术等协同性技术相互配合;在运营模式上,借鉴互联网的运营管理和创新商业模式思路,推进能源系统的安全、高效、低碳运行。

    除了集中式电网与分布式低碳能源网络相结合之外,杜祥琬表示,能源互联网还应该注重横向的多能互补与纵向的源、网、荷、储、用等环节的优化的结合。

    杜祥琬表示,实现能源互联网的途径是“两个结合”,一是将分布式与集中式相结合,既可构成独立运行的微网,也可自下而上地与集中式的智能电网连接互动,利用智能感知技术和大数据技术高效管理,构成新型的能源网络,使低碳化、智能化落地;二是将横向的多能互补和纵向的能源“源、网、荷、储、用”优化结合,例如用火电调峰,提高间歇性能源的并网率,或者根据气象情况调动不同的能源,也可根据能源侧的波动启动调峰或峰电的有效利用。

    “横向的多能互补就是可以把可再生能源中的核能、火电、天然气联网,相互补充,甚至还可以通过互联网大数据的管理,把电网和供热网、供冷网、水网、气象网连接起来,使得效率有更多提高的空间。”杜祥琬说。比如把这能源的供给侧和负荷侧及储能统一起来,提供多样化的电能服务,提高综合的效率。

    可以想象,在即将到来的时代,数亿人将在能源互联网上共享绿色电力。虽然能源互联网被寄予厚望,但其建设过程中面临的挑战也不可小觑。

    “如果说Internet是一个信息互联的网络,能源互联网就是一个利用Internet为重塑能源服务的一个武力网络。因为能源互联网有众多先进的传感器、控制软件、大数据技术,他们把能源的生产端、传输端、消费端数以亿计的设备、机器、系统连接起来,形成能源互联网的这样一种物联的基础。”杜祥琬表示,能源互联网是能源革命的一种体现,它是把新的能源技术、新的用能方式和新的管理模式集合在一起,发展能源互联网的目的在于建设高效、安全、低碳、经济、共享可持续的现代化的能源体系。

    中国可再生能源学会理事长石定寰就提出了三重挑战:首先需要国家投入大量的经费来支持能源基础设施建设;其次要解决应用的问题,即能源的生产和消费消纳问题,这相应地需要降低可再生能源价格、大幅度压低成本;第三,还需要进一步解决政策环境、机制体制问题。

    “‘三化’、‘两结合’听起来可能有点高大上,但干起来却是一个非常接地气的事,它需要各级政府做好顶层设计,需要很多企业和单位广泛参与,甚至每一个家庭都可以做出贡献的事业。”杜祥琬最后表示,“能源互联网不是摆在那看的东西,而是每一个人、每一个家庭都可以受惠,大家都可以感受到新的能源、新的管理模式一种效益。”

    不仅如此,能源互联网想要实现成熟运转,需要的技术准备也是只多不少:比如需要极强的信息流处理能力,来预测和监视消费者的需求变化、极端不稳定的能量生产供应变化;同时它还要指挥相应的能量调配部门完成上载与下载能源的分流与整合等等。

    另外,能源互联网中的“能源”还不仅仅限于电力这种二次能源,也包括电力之外的煤炭、石油、天然气等一次能源。当前,互联网与能源融合不仅需要突破分布式发电、储能、智能微网、主动配电网、柔性直流等能源领域关键技术,还需要探索物联网、大数据、云计算等信息通信技术在能源领域的深度应用。

    区块链技术或将加速落地

    未来,能源系统要连接数以十亿计的发电设施、光伏面板、储能电池、充电网络、用能设备,使之像一个交响乐团。面对这些超大规模数据之间的流通,亟须一个服务能源互联网的智慧大脑,区块链技术或将是最佳选择。

    区块链是由区块有序链接起来形成的一种数据结构,其中区块是指数据的集合,相关信息和记录都包括在里面,是形成区块链的基本单元。其核心功能就是不依靠中心或者第三方机构,保障数据的真实可信,打破信任壁垒,极大降低了业务开展需要支付的信任成本,促进业务的高效开展。这与能源互联网的理念在一定程度上十分吻合,使区块链未来有潜力成为能源互联网中重要的技术解决方案之一。

    国家开发银行原副行长、智慧能源投资控股集团董事局主席高坚表示,能源互联网融合信息技术与能源技术,是实现智慧能源的基石。而区块链技术被普遍认为是继蒸汽机、电力、信息和互联网科技之后,最有潜力触发第五轮颠覆性革命浪潮的核心基础技术,可以显著降低全社会的交易和运营成本,提高运行效率。两者的碰撞与融合,将产生全新智慧能源的推动力。

    “区块链交易是真实、不可篡改的,所以可以加速金融机构的清算、结算。”北京大学区块链技术研究院执行院长朱皞罡也表示,“区块链是只做一件事情,那就是用积极的方式,重新构建全新的信用体系。这个信用体系不是靠政策、规章、制度建立的,而是靠客观的技术建立,一个是永久的融合,形成永久数据的痕迹,其次就是双向的安全。”

    朱皞罡表示,区块链可以完整地解决能源过程中的信息流、票据流,还有电力流,实现能源的追踪,实现电能代替这个柔性交易平台。

    不过,区块链技术在能源互联网中的应用仍然在计算能力及响应速度、异步共识网络的容错以及智能合约的责任主体缺失等问题上存在诸多挑战。

    《中国科学报》 (2016-08-16 第5版 技术经济周刊)

    本文由澳门威斯尼斯人娱乐网发布于生命科学,转载请注明出处:澳门威斯尼斯人娱乐网:加快能源互联网落地,

    关键词: