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2016年,能源互聯(lián)網(wǎng)啟動元年——專訪國家能源局中國能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究課題組首席科學(xué)家慈松

   2016-02-24 中國能源報(bào)鐘銀燕62430
核心提示:慈松博士系清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院PI研究員,國家能源局中國能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究課題組首席科學(xué)家及能源互聯(lián)網(wǎng)行動計(jì)劃預(yù)研課
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慈松博士系清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院PI研究員,國家能源局中國能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究課題組首席科學(xué)家及能源互聯(lián)網(wǎng)行動計(jì)劃預(yù)研課題組專家,曾入選中科院百人計(jì)劃。于2006年率先提出基于能量信息化與互聯(lián)網(wǎng)化管控技術(shù)的自適應(yīng)動態(tài)可重構(gòu)電池網(wǎng)絡(luò)的研究方向,相關(guān)研究成果目前已應(yīng)用于能源和信息等多個領(lǐng)域。

資深記者 鐘銀燕  

編者按

在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中,互聯(lián)網(wǎng)理念、先進(jìn)信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合,正在推動能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的興起。能源互聯(lián)網(wǎng)是推動我國能源革命的重要戰(zhàn)略支撐,對適應(yīng)可再生能源規(guī)?;l(fā)展,提升能源開發(fā)利用效率,推動能源市場開放和產(chǎn)業(yè)升級,形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),提升能源國際合作水平均具有重要意義。

近日,記者從權(quán)威渠道獲悉,由能源局節(jié)能與科技裝備司牽頭撰寫的《國家能源互聯(lián)網(wǎng)行動計(jì)劃》終稿即將發(fā)布,屆時將選取不同地區(qū),進(jìn)行技術(shù)、政策、商業(yè)模式等不同層次的創(chuàng)新試點(diǎn)。隨著這一能源互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計(jì)的出臺,2016年,能源互聯(lián)網(wǎng)無疑將迎來行業(yè)發(fā)展的啟動元年。但現(xiàn)階段,作為新生事物與新興行業(yè),能源互聯(lián)網(wǎng)從技術(shù)、模式、業(yè)態(tài)而言都算不上清晰。行業(yè)內(nèi)對能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識眾說紛紜,且常常局限于某一個層面上的認(rèn)識,為此,本報(bào)特別專訪了國家能源局中國能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究課題組首席科學(xué)家及能源互聯(lián)網(wǎng)行動計(jì)劃預(yù)研課題組專家、清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院PI研究員慈松,為大家準(zhǔn)確理解能源互聯(lián)網(wǎng)理清思路。

“工業(yè)4.0”具體實(shí)例

中國能源報(bào):從市場上看,行業(yè)對能源互聯(lián)網(wǎng)的追捧有增無減,但對能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識和理解卻相差甚遠(yuǎn),那么,能源互聯(lián)網(wǎng)的準(zhǔn)確定義是什么?

慈松:目前行業(yè)內(nèi)對能源互聯(lián)網(wǎng)存在多種解釋,造成這一現(xiàn)象的原因有多種,其中主要原因有兩個。首先是Energy Internet的最初英文翻譯存在技術(shù)模糊性,中文獨(dú)有的表意功能進(jìn)一步增強(qiáng)了這種模糊性;其次,由于能源互聯(lián)網(wǎng)是一個新生事物,不同行業(yè)背景的人對其含義的理解有所不同是正常的,但值得指出的是,這種不同不是本質(zhì)性的,業(yè)內(nèi)對其開放、扁平、共享、高效、清潔等特點(diǎn)是有廣泛共識的。

能源互聯(lián)網(wǎng)是一種新型能源系統(tǒng),是“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”得以實(shí)現(xiàn)的物理支撐系統(tǒng),同時也是一種以用戶用能體驗(yàn)為中心的定制化能源服務(wù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。其本質(zhì)是信息演變成為一種新型生產(chǎn)資料之后與傳統(tǒng)能源行業(yè)深度融合,對能源領(lǐng)域里的各種生產(chǎn)要素進(jìn)行重新配置和優(yōu)化的必然結(jié)果。

從宏觀上看,能源互聯(lián)網(wǎng)要滿足國家對能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的技術(shù)支撐,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源行業(yè)從目前垂直集成、邊緣封閉的業(yè)態(tài)向橫向互動、邊緣開放的新業(yè)態(tài)演進(jìn)過渡, 還原能源的商品屬性,并通過建設(shè)開放能源交易市場機(jī)制,充分釋放多元存量資產(chǎn)高效利用后所產(chǎn)生的共享(復(fù)用)價值。從微觀上看,能源互聯(lián)網(wǎng)要滿足多樣化用能需求驅(qū)動的能源生產(chǎn)和供給的C2B和C2C模式,從這一點(diǎn)上看,能源互聯(lián)網(wǎng)可以看做“工業(yè)4.0”在能源領(lǐng)域的具體實(shí)例。而能源互聯(lián)網(wǎng)的最終產(chǎn)品是為各種用能需求提供靈活多樣的定制化用能服務(wù)。

倒逼傳統(tǒng)能源變革

中國能源報(bào):發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)須得打破壟斷,再造能源市場格局,未來,您認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)出哪些新的業(yè)態(tài)?

慈松:在能源互聯(lián)網(wǎng)時代,傳統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)邊緣將存在海量雙向電源,這對傳統(tǒng)垂直集成能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所支撐的B2C模式造成極大的技術(shù)和商業(yè)模式挑戰(zhàn),倒逼傳統(tǒng)能源行業(yè)的變革,當(dāng)然這種變革首先是思維上的變革。其次,傳統(tǒng)條塊分割的不同能源系統(tǒng)邊界開放互動之后,不同種類的能源在消費(fèi)層面上的互補(bǔ)性也將催生和推動一系列基于異構(gòu)能源系統(tǒng)的集成高效利用的定制化能量服務(wù),如冷熱電氣一體化綜合利用,合同能源管理,需求側(cè)動態(tài)響應(yīng)等應(yīng)用場景。

作為融入互聯(lián)網(wǎng)基因的能源互聯(lián)網(wǎng)其產(chǎn)生的產(chǎn)業(yè)動因,首先是由用戶側(cè)日益多樣的用能需求所推動的,我們已經(jīng)可以從分布式光伏,電動汽車,家庭儲能等新型用戶側(cè)雙向電源的普及不難得出這一結(jié)論。在能源互聯(lián)網(wǎng)時代,傳統(tǒng)用戶的市場定位已經(jīng)從原來簡單的用能(consumer)變成動態(tài)產(chǎn)能用能(prosumer),這種角色的轉(zhuǎn)變將對能源系統(tǒng)的演進(jìn)和發(fā)展產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。

從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)的角度看,能源互聯(lián)網(wǎng)的物理規(guī)??梢苑譃樗膫€層次:能源個人(家庭)網(wǎng)絡(luò),能源局域網(wǎng)絡(luò),能源廣域網(wǎng)絡(luò),和全球能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。在這個體系里,通常規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由若干規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)互通互聯(lián)而成,這種形式進(jìn)而循環(huán)迭代最終形成一個全球性的能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施。值得一提的是,不同于以往傳統(tǒng)能源系統(tǒng),在能源互聯(lián)網(wǎng)中,由于存在供給與需求的動態(tài)互換性,我們可以利用能源虛擬化與能量信息化技術(shù)給傳統(tǒng)能源資源賦予新的互聯(lián)網(wǎng)信息屬性,進(jìn)而通過傳遞和交換供能方與用能方的互聯(lián)網(wǎng)信息屬性進(jìn)行新型負(fù)載調(diào)度,從而達(dá)到與傳統(tǒng)能源輸送同樣的目的,這樣就極大提高的能源資產(chǎn)的高效利用與能源資源的全生命周期利用效率。例如,我們可以通過信息互聯(lián)網(wǎng)引導(dǎo)用能(負(fù)載)分布與能源供給分布的最大匹配達(dá)到同能源輸送調(diào)度一樣的效果,從而實(shí)現(xiàn)新能源就地采集與消納,同時避免了能源輸送帶來的損耗,提高了能源資產(chǎn)和資源的利用效率。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)之間的負(fù)載調(diào)度和電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)中充電負(fù)載調(diào)度等用例都證明了這一點(diǎn)。

技術(shù)創(chuàng)新支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展

中國能源報(bào):在很多人看來,能源互聯(lián)網(wǎng)還處在概念的階段,現(xiàn)有技術(shù)對行業(yè)發(fā)展有足夠的支撐力嗎?

慈松:能源互聯(lián)網(wǎng)是信息通信技術(shù)與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)緊密耦合的系統(tǒng),其物理網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)是電,熱,氣,油,交通,分布式可再生等傳統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行的能源網(wǎng)絡(luò)通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、先進(jìn)信息通信技術(shù)和新型能源交易體系為紐帶而形成的一種互通互聯(lián)的新型能源網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

能源互聯(lián)網(wǎng)有別與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)信息化,其重要技術(shù)特點(diǎn)是構(gòu)建了信息流和能量流的雙向決策控制閉環(huán)。能源互聯(lián)網(wǎng)中能量流將被數(shù)字化和信息化處理并與信息系統(tǒng)無縫對接,從而形成能量流與信息流的深度融合(而不是信息化式的疊加),使能源最終變成一種可以計(jì)算計(jì)量的網(wǎng)絡(luò)虛擬資源。從這一點(diǎn)上看,未來信息互聯(lián)網(wǎng)也將與能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)生深度融合,信息互聯(lián)網(wǎng)的資源空間將增加一維:能量資源(其他三維是計(jì)算資源,存儲資源和帶寬資源),因此能源互聯(lián)網(wǎng)也是支撐下一代互聯(lián)網(wǎng),云計(jì)算與大數(shù)據(jù)及可持續(xù)ICT的重要技術(shù)之一。

能源互聯(lián)網(wǎng)作為新一代扁平化的信息能源融合系統(tǒng),其技術(shù)創(chuàng)新將主要包括:信息能源融合技術(shù)(物理信息系統(tǒng)(CPS),能源虛擬化,能量數(shù)字化與信息化,電力電子半導(dǎo)體器件及設(shè)備等),能量存儲技術(shù)(電池能量管控系統(tǒng),能量緩存,大規(guī)模分布式儲能,電動汽車及其基礎(chǔ)設(shè)施,家庭儲能,建筑儲能,UPS儲能,及其他各種儲能技術(shù)),能源互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)(即插即用能量網(wǎng)卡,能量交換機(jī),能量路由器等),能源互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(主動配電網(wǎng),特高壓,無線輸電,異構(gòu)能源網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一規(guī)劃與調(diào)度),能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與服務(wù)支撐技術(shù)(開放能源交易體系,能量大數(shù)據(jù),能量云,定制化能量服務(wù)等),而技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作將貫穿于各項(xiàng)核心技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程 。

綜上所述,能源互聯(lián)網(wǎng)除了支持傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的B2B和B2C等B端發(fā)起的商業(yè)模式外,其獨(dú)特的商業(yè)模式是C2B和C2C模式,具體來說就是以用能需求為中心構(gòu)建能源生產(chǎn)和消費(fèi)的定制化和個性化能量服務(wù),通過能源虛擬化與能量信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)能量的線上和線下(O2O),完成“能量與管控,能源系統(tǒng)(生產(chǎn))與應(yīng)用(消費(fèi))”的“兩個分離”,促使傳統(tǒng)能源企業(yè)向能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)營商轉(zhuǎn)變,以“電改9號文”為基礎(chǔ)分離和催生出能源互聯(lián)網(wǎng)中的能量服務(wù)運(yùn)營商(類似于信息互聯(lián)網(wǎng)中的內(nèi)容服務(wù)商如BAT),真正還原能源的商品屬性,從而有力支撐能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的歷史使命與“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的愿景。
 
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