時髦的誤區(qū)
自從“互聯(lián)網+”的概念興起以來,“能源互聯(lián)網”突然成了個時髦的熱詞。不少人紛紛開始進行“能源互聯(lián)網”概念的炒作。
在這些炒作中,絕大部分人混淆了一個概念,就是將“能源互聯(lián)網”與“互聯(lián)網+能源”等同了起來。
其實,能源互聯(lián)網與現(xiàn)在的“互聯(lián)網+能源”不僅不是一回事,而且,兩者之間相差十萬八千里。
“能源互聯(lián)網”的概念,是杰里米-里夫金在他那本著名的著作《第三次工業(yè)革命》中首先提出來的。他認為,第三次工業(yè)革命的最重要的標志,就是能源互聯(lián)網的建立,而他所說的能源互聯(lián)網,指的是電力能源網絡的互聯(lián)所形成一個全新的體系,而不是信息互聯(lián)網加上現(xiàn)有的能源體系。
各國在能源互聯(lián)網上的研究
能源互聯(lián)網并不是現(xiàn)在才開始研究,早在21世紀初期,就已經得到了許多國家的重視。
2011年6月13日,美國白宮宣布實施一系列新的計劃,以加速國家電力基礎設施的現(xiàn)代化,支撐與能源互聯(lián)網緊密相關的電網創(chuàng)新項目(如FREEDM系統(tǒng)),并推進清潔能源經濟轉型。該能源互聯(lián)網建設計劃在2030年完成。
2011年,歐盟發(fā)布了“能源基礎設施基礎設施”的戰(zhàn)略報告,提出了將歐盟各個國家的電網、氣網等能源網絡聯(lián)起來,建成跨歐洲的能源互聯(lián)網的戰(zhàn)略構想。其中,2011-2014年,德國計劃撥款34億歐元,重點資助與能源互聯(lián)網相關的關鍵技術,包括能源儲存技術、電網技術以及可再生能源發(fā)電技術等。英國政府積極對以能源互聯(lián)網為核心的第三次工業(yè)革命進行政策支持,將能源互聯(lián)網落實到電動汽車和電網基礎設施的建設項目上,制定了詳細的以實現(xiàn)可再生能源發(fā)電和強互動性智能配電為主要目的的智能電網建設計劃,并制定出到2050年的智能電網線路圖及實施方案。
中國政府也非常重視能源互聯(lián)網的建設。2011年,時任國務院副總理的李克強就向國務院各部門官員推薦《第三次工業(yè)革命》一書。在該書中,里夫金寫到:“建設能源互聯(lián)網基礎設施,以此為支撐推動第三次工業(yè)革命經濟。如果做到這一點,中國目前巨大的新能源潛力,將被極大釋放和充分利用,這將在很大程度上解決目前中國新能源產業(yè)面臨的困境。”
國內的電力科學院、國防科技大學、華北電力大學等均對能源互聯(lián)網以及智能微電網進行了研究。2010年7月15日,由中國工程院、中國能源研究會、國家能源專家咨詢委員會等機構的有關專家組成評審委員會,評審并通過了《中國智能能源網發(fā)展模式及實施方案》課題研究成果,這里的智能能源網就是能源互聯(lián)網的另一個說法。
究竟什么是能源互聯(lián)網?
能源互聯(lián)網的定義是,“通過先進的電力電子技術、信息技術和智能能量管理技術,將大量的微電網互聯(lián)起來,實現(xiàn)能量和信息的流動和互通的能量對等交換與共享網絡。”
可見,能源互聯(lián)網的形成有一個基礎,那就是“大量的微電網”。而“微電網”的概念,在本人2014年6月16日的博文《我國光伏產業(yè)系列分析之六:智能微電網將一統(tǒng)天下》一文中有詳盡的介紹,此處不再贅述。
簡單地說,能源互聯(lián)網是能源的互聯(lián),而不是信息的互聯(lián)。它的拓撲結構有些像信息互聯(lián)網,目前,骨干電網相當于信息互聯(lián)網的干線,或網絡總線,而每個微電網相當于一個局域網。
由此我們可以知道為什么說把能源互聯(lián)網理解為“互聯(lián)網+能源”是個誤區(qū)。雖然現(xiàn)在的信息互聯(lián)網是今后的能源互聯(lián)網重的不可或缺的一部分,但“互聯(lián)網+能源”只不過是能源互聯(lián)網的一個子功能,相當于目前所說的“智能電網”的概念。而能源互聯(lián)網更加重要的變化是能源的互聯(lián)。
能源互聯(lián)網相關技術
由于能源互聯(lián)網是大量的微電網的集合,因此,微電網的技術是發(fā)展能源互聯(lián)網的前提,微電網的相關技術在2014年3月31日的博文《智能光伏微電網的特點與構建》中已經介紹過,除此之外,能源互聯(lián)網涉及的廣域能源互聯(lián)技術,包括能源互聯(lián)傳輸相關技術,微電網之間的信息互聯(lián)互通技術(也就是俗稱的“互聯(lián)網+能源”技術,涉及到實時大數(shù)據處理等問題),多種能源方式(電力、燃氣、供熱、制冷等)的高效集成技術,能源與其它公共服務的集成技術,等等??傊茉椿ヂ?lián)網的實現(xiàn)涉及到很廣泛的技術,并非只是電力專業(yè)一門技術。不少技術都是已經在其它行業(yè)里大量應用,但在能源互聯(lián)網這個新的框架下需要重新找到實現(xiàn)的新的方式。
能源互聯(lián)網大規(guī)模應用的條件
鑒于微電網是針對新能源的應用形成的組網技術,因此,能源互聯(lián)網也是針對新能源所形成的廣域能源互聯(lián)技術。因此,能源互聯(lián)網形成的條件,其實取決于新能源對于傳統(tǒng)能源的取代程度。這里面除了技術原因外,還有政治、環(huán)境的原因,也有經濟原因。有關的情況可參考本博主所寫的《光伏發(fā)電的間隙性及其解決方案》、《新能源的優(yōu)缺點》兩篇文章。在這里,則主要列出能源互聯(lián)網在中國能夠得到大規(guī)模發(fā)展與應用的幾個主要條件。
1)新能源成本下降導致需求市場化
無論哪種新能源,其發(fā)展的快慢與成本的高低息息相關。目前,在我國西部陽光較好的地區(qū),發(fā)電成本已降到了0.6元/千瓦時,可以實現(xiàn)平價上網。如果說早期的新能源是由政府補貼的政策推動的話,那么,隨著光伏發(fā)電、風力發(fā)電的成本不斷下降,新能源發(fā)電即將從依賴政府補貼的商業(yè)模式過渡到完全市場化的商業(yè)模式,預示著新能源產業(yè)即將面臨一個井噴式的增長和一個長期的高速發(fā)展。
2)中國的城鎮(zhèn)化進程帶來的巨大的能源市場
國家已經制定了城鎮(zhèn)化的規(guī)劃目標,我國在2020年要將城鎮(zhèn)化率從現(xiàn)在的50%提高到70%,這意味著有三億人要進入城鎮(zhèn)化的生活,至少要增加3億千瓦的用電容量,相當于目前全國總用電量的1/3。這么大的用電量國家已經決定要全部用可再生能源來滿足,否則霧霾等問題將成為致命的社會問題。但是,城鎮(zhèn)化的用電不可能通過大規(guī)模的地面電站解決,必須依靠以智能微電網組成的能源互聯(lián)網方式,才是最佳、最實用的方案。
3)歐美雙反促使中國政府加快推出了新能源的支持政策
近年光伏和風力發(fā)電價格的不斷下跌,將使光伏發(fā)電從目前的補充能源一躍而成為替代能源甚至主力能源,歐美不愿自身國家未來的支柱能源由中國主導,因此先后試圖以“雙反”等貿易保護措施來遏制中國光伏產業(yè)的發(fā)展,以保持其在傳統(tǒng)能源多年來形成的壟斷供應局面,并通過石油供應和運輸?shù)膬?yōu)勢來扼住中國經濟發(fā)展的脖子。
從上面可以看到,能源互聯(lián)網的形成現(xiàn)在已經基本具備條件。尤其是第三條,光伏、風力等新能源目前已經連續(xù)兩年造成了我國石油進口需求的下降,對于國際石油格局造成了巨大的影響,給我國的能源安全做出了巨大的貢獻。既然成果初顯,我們當然要再接再厲,繼續(xù)大力發(fā)展新能源。而新能源的大量應用,最終一定是通過能源互聯(lián)網的形式進行的。
所以,我們要大力推動能源互聯(lián)網,但不要將“能源互聯(lián)網”局限在“互聯(lián)網+能源”這個狹窄的領域中,雖然“互聯(lián)網+能源”作為智能電網的形象稱呼,也是非常有意義的,但這兩者還是有著天壤之別的。