你想过吗?把每个人的能源搜集起来,建立起一个互联网来存储这些能源,而以前的电力公司来管理能源的互联网,即形成一个能源互联网。构建能源互联网无疑已经成为当下最热门的话题之一,无论是能源企业还是能源用户,都对其抱有很高的期待。本期电力急先锋带你走进能源互联网。【澄清能源互联网几大误解

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电力急先锋:能源互联网是什么?有什么关键技术?

2015-08-25 08:43 来源:北极星售电网 

你想过吗?把每个人的能源搜集起来,建立起一个互联网来存储这些能源,而以前的电力公司来管理能源的互联网,即形成一个能源互联网。

构建能源互联网无疑已经成为当下最热门的话题之一,无论是能源企业还是能源用户,都对其抱有很高的期待。

本期电力急先锋带你走进能源互联网。

澄清能源互联网几大误解的

能源互联网是本世纪推动我国能源革命和生产力发展最重要的技术之一。然而,目前对能源互联网的许多解释在“跨界”和“如何与能源体制改革相结合”方面遇到了困难。

业内对“能源互联网”的解读很多,我们认为“以人为本”是能源互联网的基本出发点。互联网在人与人之间,人与能源系统之间,就各自对能源和环境的需求,及可能做出的贡献建立了便捷的信息沟通渠道,使得包括能源生产、输送、分配、储存、调节、交易等诸多环节的能源体系得以趋于最优化,最终为每个人提供更好的能源服务。严格来讲,经济性并不是人对能源的唯一需求,有些用户更多的是考虑环保、安全和便捷等因素,因而“最佳能源服务”应该是反映人们对能源互联网需求的最准确的定义。

我们对能源互联网的描述为:能源互联网是综合运用先进的电力电子技术,信息技术和智能管理技术,以信息网、能源网、物联网为载体,高智能优化控制软件、大数据与云计算为技术平台,将大量由分布式产能装置(包括天然气分布式供能、可再生能源、余热余压利用等)、储能和调峰系统、能源和相关信息监测采集系统、互联网信息传输系统、智能电力、热力和天然气等网络和控制性能源节点互联起来,最终建立能量、信息和物流全系统的多向流动的共享网络,在此基础上建立最优化的能源系统,使系统中的每个个体获得最佳能源服务。

从仿人体的角度能加深对能源互联网的理解,人体的基本单位是细胞,可以视同每个个体,所有的能源输配网络可以比喻为血管,神经系统则是信息互联网,体内其他物质的流动网络(如消化系统等)可以比喻为物流网;我们的肠胃是能源生产和转化系统,心脏是能源输送的动力,这两项的作用在能源互联网中往往是通过分布式供能系统来实现的;系统的平衡优化调控当然离不开我们的大脑,所有的智能化控制均在这里实现。在细胞之上是组织、机体、最终才有人体。

几个误解的澄清

智能电网就是能源互联网?

智能电网只是能源互联网的组成部分,而不是能源互联网。智能电网是构成能源互联网不可或缺的一部分,主要是通过输配电为主的软硬件配置,使得电网更加可靠、安全、更具弹性,并能接纳更加多样化的电源(包括大规模间歇式的可再生能源)。在我国,智能电网更关注较大规模的发电端,比如大风电等,而对小规模的终端分布式供能等关注不够。随着能源互联网的发展,智能电网将不得不接纳大量的小规模终端分布式能源,分布式能源不再是大电网简单的一部分,而是相对独立、平等、不可忽视的组成部分,整个电网的构架将发生深刻的变化。

“全球能源互联网”就是能源互联网?

“全球能源互联网”只是“能源互联网”的一部分。全球能源互联网是在全球范围内实现能源的互联和平衡,将大规模可再生能源(如沙漠的太阳能、海上的风电)等充分整合利用起来,为全球供能。这是一个宏大而前卫的想法,排除政治因素,或许在未来它将部分或全部地实现,但在当下,我们认为更应该关注与亿万用户利益直接联系的分布式能源系统。没有这个系统,中国以及世界的能源互联网无从淡起。正是这个最基础的能源互联网,遇到了大谈全球能源互联网的国网公司的抵制。正在进行的电力体制改革,将为我国首先建设以分布式能源为主导、能使亿万人民直接受益的能源互联网开辟道路。

“需求侧管理”就是能源互联网?

“需求侧管理”不是能源互联网。这种提法仍然是来自大电厂到大电网和配电网,从大到小单向流动的传统的能源结构,是主要为供电方服务的管理,而不是以用户利益为主要导向的、符合能源互联网互动的思维模式。

能源互联网通过对用能负荷和设备信息的采集和传输来实现。

在很多能源互联网模型中,能源信息采集系统只是对用能负荷和设备信息进行采集和监测。事实上,能源互联网系统需要的数据远不止这些,还应该包括与用能有关的许多信息,如当地气候条件和天气预报、人的生活和用能习惯、生产设备条件、工厂运营情况、生产的可持续性、安全等级、容量备用、企业文化、能源价格等。这些海量信息可以通过大数据、云计算技术进行快速分析,分析结果被用于系统的平衡优化控制或反馈给用户。

能源互联网的结构和运行

基础能源互联网。分布在终端用户侧的智能微网将成为供能系统的底层基本结构。这些能源微网或大或小,构建在工业园区、住宅区、商业区甚至城区范围内,以天然气分布式能源站等既能稳定输出能源,又可调节的能源设施为基础,结合储能和其他调峰系统,充分融合当地太阳能、小风电、热泵、工厂余热余压等资源,满足区域内热电冷和天然气等能源需求。这个微网的范围界定一般取决于区域的配电等级(一般在110 kV及以下)以及铺设供冷、热或蒸汽管网的经济范围。在微网之内的用户,既是能源消费者,也可以是能源生产者或调节者,比如屋顶光伏余电上网、余热余压利用、利用备用设施或容量为微网提供共享服务、利用夜间充电而白天不用的电动汽车向电网反送电为电网调峰等。

智能配能网在保证区域各种能源平衡的同时,通过安装在用户端和系统内各种能源设施的计量、统计和监测设备,以及相关信息收集和统计系统,对分布于微网内部及个体终端的产能、外来能源输入、用能、备用容量、储能系统、能源交易、经济运行和环保情况等重要信息进行实时监控,再通过互联网将信息转给控制中心,结合大数据、云计算等技术实现对产能和负荷的精准预测,并把最优化配置指令通过互联网传输给各个组成部分。

更高层级的能源互联网。同一地区以多个能源微网为基础,结合外供能源系统、区域能源配送系统、未包含在微网之内的若干产能、终端用户及备用和调节设施,构成更高层次的区域能源互联网。这个区域能源互联网的范围界定一般取决于区域行政、商业和工业的规划配置、输配电网的配电等级(一般在220 kV及以下)及其他因素。为了实现更大范围资源和负荷的优化配置,还应进一步规划和建设省市一级的能源互联网。能源互联网的思维、理念和技术也可以用于对全国能源系统的优化和改造中。只有互联网技术才能实现在大区域及全国范围内的信息互联互通,通过大数据和云计算等现代技术的支持,才能在大区域内实现能源结构的平衡优化配置。

互联网化是“一体化和智能化”的基础

无论哪一个层次的能源互联网系统,都需要一个最优化的结构和高智能的控制系统,我们曾在智慧能源系统的理念中提出了能源“一体化、结构最优化和智能化”,事实上没有互联网,不可能实现“结构最优化和智能化”。因此以上的“三化”还需要加上一个“互联网化”。

能源互联网将与电网、大型发电和可再生能源形成互补的运行体系。智能微网将首先尽可能多地配置可再生能源(屋顶光伏、地源、江水源、污水源热泵等),通过天然气分布式能源、储能和调峰系统以及用户的互动,尽可能实现自我能源平衡,力争做到不仅不对大电网造成过重负担,还可以为大电网提供调峰和安全保障方面的贡献。种情况可提高可再生能源比例,有利于能源结构的转型。

智能输电网将大电厂(火电厂、风电场、水电站、抽水蓄能电站等)与区域和基础能源互联网连接。通过智能化调控,在保障电力安全、实现电力平衡的前提下,可接纳更多大规模生产的风电、太阳能等可再生能源,在更高层面上实现系统最优化配置。

能源互联网的特点。能源互联网将具有互联网的开放、平等、互动、共享的精神。

开放。电网、热网和天然气网更加开放,终端分布式能源、可再生能源、储能等的接入不再受到限制,微电网的底层构架大大降低了终端不稳定电源对大电网的影响,智能电网的发展大大提高了大电网对可再生能源的消纳能力,从而使得大电网在技术上具备全面放开的条件。天然气网的开放和通过能源互联网的统筹调节,将更有效地提高天然气的使用效率,平抑峰谷差,降低用户的用气成本。热网的开放将使企业的余热被有效利用,通过互补降低用热成本。

平等。传统能源体系是自上而下单相流动的等级结构,而能源互联网内能源可以多向流动,呈现出扁平化的结构。在能源及互联网先进技术的支持下,终端微网或个体既是消费者,也可能为整个体系做出贡献,能源市场的参与度及话语权大大提高,终端消费者的能源利益将受到前所未有的重视,并延伸出新型能源服务等巨大的商业蓝海。

互动。一方面,能源互联网中的微电网、区域配电网、智能输电网等不同级别的电网之间,负荷预测、电源、备用容量、储能设备等重要信息通过互联网相互协调,实现各级电网内部的供需平衡,达到系统配置最优。另一方面,与传统电网不同,互联网使得信息更为透明和即时,终端用户可以通过互联网直观清晰地了解系统运行状态、市场电价信息、自身用电状况等,从而方便地参与到能源市场,比如购电、提出个性化的用能要求、购买增值服务、反馈用能体验等;在供热和供天然气方面用户得到的好处也将与供电方面类似。就如滴滴打车通过互联网提供了一个将用户和司机联系起来的平台一样,能源互联网也将通过电力交易平台等各种互动平台将消费终端与能源生产者联系起来。

共享。当前火爆的用车市场是共享经济极好的例子,通过Uber、滴滴打车、易到用车、PP租车等互联网平台,打破原有的信息不对称,使得各类用车需求都能得到满足;这种共享经济,可以在不增加汽车总量的条件下,通过将闲置的汽车(包括私家车)调动起来,使得更多人的需要得到更好的满足。通过互联网技术,能源互联网也可以实现负荷预测、备用容量、储能系统等信息及设备的共享,通过信息流和能源流的多向流动,促进能源高效利用和系统资源的优化配置。

举例来说,当前条件下,为了保障生产的持续性,几乎每个工厂都有不同规模的柴油机备用、热力锅炉备用、从电力或热力公司购买的电力或热力的备用容量,备用容量往往占实际用能的20-50%,这些设备绝大部分时间处于闲置状态;如果通过能源互联网建造集中的备用系统,或将各自的备用容量共享,就可以大大减少备用容量的需求量和闲置率;更进一步,工厂的备用容量应该与区域电网的备用容量互通共享,从而减少区域电网对备用容量的需求量。(来源:中国能源报)

(作者供职于北京恩耐特分布能源技术有限公司)

【秦海岩:互联网+能源怎么想象都不过分】

 关于 C+行动

作为时代的见证者,我们希望与你一起参与变革时代,面向未来的“C+行动”。

未来是变革进化后的传统企业,在旧基础长出新生态;是风口加速后的创业新贵,长成更大的巨头。未来需要什么?未来需要传统企业和创业新贵的携手探索,未来需要碰撞(Collide)、连接(Connect)和合作(Collaborate),这是一个C+才能完成的进化,这是一个C+带来的美好未来。

作为“C+行动”的一部分,新浪财经和新浪科技选取地产、能源、金融、家电、通信等传统行业,进行深入调研并推出“互联网+进化论”系列深度策划,探讨传统行业与互联网的碰撞。 欢迎一起参与:“互联网+”方法大讨论。

如今,互联网已然成为传统行业升级换代的引擎,是后发企业颠覆行业先进的利器。“互联网+”当真幻化出无限可能,传统集市+互联网,有了淘宝;传统百货商店+互联网,有了京东;传统银行+互联网,有了支付宝;传统红娘+互联网,有了世纪佳缘;传统出租车+互联网,有了滴滴快的。

对于更为封闭保守,壁垒深厚的能源行业,更需要借助互联网的力量进行顺应时代发展潮流的变革和提升,更需要依托互联网为新兴企业逆袭传统寡头提供机遇。

能源互联网是塑造下一代智能电力系统的技术支撑。其在提高可再生能源发电的运行效率和降低成本方面已取得很好的进展。简而言之,能源互联网是利用现代信息技术来解决能源革命面临的挑战的方法集。

在当前言必及“互联网+”的语境里,能源互联网也毋庸置疑地成为能源界的显学。能源行业庞大复杂,牵涉广泛,因此关于能源互联网的内涵、特征及应用更是众说纷纭,至今没有形成统一的概念。不同角色、不同专业都有基于自身立场的定义和诠释。但无论概念如何新颖和丰富,最终都不能脱离其产生的背景和我们使用这个概念要达到的目的。

能源互联网从何而来?

能源互联网概念自2008年美国人首次提出后,一直不温不火,直到最近被广泛热议,看起来很突然,实则有着深刻而宏大的时代背景。

第一大背景就是能源革命的来临。人类社会经历了以人力和畜力为代表的柴薪时代、以蒸汽机为代表的煤炭时代和以内燃机为代表的油气时代,正在向一个全新的可再生能源时代过渡,这将是一场以能源生产清洁化和能源消费电气化为核心特征的新型能源革命,其最终目的就是要建立一个清洁、高效、经济、安全、可持续的现代能源体系,而能源互联网正是推进这场革命的技术手段。

第二大背景就是信息技术的指数级进步。摩尔定律、吉尔德定律、梅特卡夫定律和亨迪定律,分别对计算能力、网络带宽、网络价值效应、数字传感器,从技术发展速度和社会经济价值角度给出了准确的总结和预测。摩尔定律揭示了计算能力进步的速度,关于“计算机性能每24个月提升一倍”的预言,在半个世纪后的今天依然适用。

正在热卖的苹果智能手表 IWATCH与1985年生产的价值3500万美元的克雷-2(Cray-2)超级计算机具备一样的计算速度。吉尔德定律对网络带宽的发展速度和成本降低趋势给出了准确的描述,他预测主干网带宽的增长速度每8个月就增长一倍,并且随着使用者增多,成本也在快速下降。不仅有线网络的速度增长迅猛,移动网络也从2G跨入了4G。而在五年前,通过手机进行视频聊天和上网看电影都是不可想象的。

梅特卡夫定律则揭示了网络的价值与网络规模的平方成正比,即网络价值随着网络用户数量的增加而呈几何数级增长,就像电话网络一样,一个人的电话是没有价值的,但所有人都使用电话,就焕发出了不可估量的巨大外部价值。

亨迪定律反应了数字传感器技术的进步速度,变得更小、更轻、更便宜、更好了。看看现在一个可握在手里的智能手机,集合了多少传感器:位置传感器(GPS)、指南针、高清摄像头、加速度传感器、陀螺仪、多点式触摸屏、话筒,并且各种新型的传感器还在层出不穷。

数字信息技术的指数级进步,促成了一个目标的实现,即 “连接一切”。从传统的门户网站、网商、即时通信这种人与人的联接,到工业互联网形式的机器与机器的联接,最终形成人、机器、过程和数据的互联互通。这是一个基于各种传感器信息的数据大爆炸时代,也是一个基于万物互联、云计算、大数据的智能化时代。在这个时代里,我们可以让机器帮助我们感知一切,优化决策,高效执行。

能源革命三大挑战都有办法解决

与志在“连接一切”的“互联网+”化腐朽为神奇的商业技术力量以及无限可能相比,我们使用能源互联网的目的则具体而明确,即运用新概念和新方法来化解能源革命进程中遇到的主要矛盾和障碍。

我国提出的能源革命,基于当前形势而言,面临着来自三个方面的挑战:

一是针对能源消费总量巨大、浪费严重、效率低下的问题,需要大力推进节能和提高能效;二是为适应电力系统从集中到分散、从单向到双向、从稳定电源到波动电源的发展方向,需要重塑电力系统;三是需要借助新的技术手段,提高风电场、光伏电站等波动性电源的运行效率和运行水平。简而言之,能源互联网是利用现代信息技术来解决能源革命面临的挑战的方法集。

这一理解不是凭空臆断,而是有了探索的雏形,取得了初步的成效。针对上述能源革命的三大挑战,都分别有相应的技术手段和商业实践。

移动2.0技术、传感技术、智能家电和智能建筑技术在节能降耗方面表现出超强的潜力,2014年初谷歌以32亿美元收购智能家居公司Nest,通过对用户衣食住行的管理,在提高人们生活舒适度的同时又能节约能源开销,这是通过能源互联网进行需求侧管理,实现节能的典型案例。

能源互联网是塑造下一代智能电力系统的技术支撑,在数据和网络的协助下,电力能够按照市场需求实时定价,从而回归真正商品属性,价格取代频率成为调节供需平衡的有效信号,从之前的供应按需求调整变为需求“随风而舞”、“随光而动”。在智能电力系统里,清洁可再生能源电力成为主导电源,工商业、交通、民用等各领域的终端用能全面跨入电气化时代。借住这种系统提供服务的是各种创新型商业模式,例如美国的Opower和德国的E-energy。

能源互联网在提高可再生能源发电的运行效率和降低成本方面已取得很好的进展。通过信息采集、智能控制等技术打造的机器互联网,使风电场、光伏电站成为同传统电厂一样的高效可靠电源。风电场通过安装状态监测和故障诊断系统,结合资产完整性管理,实现从故障后维修,变为预防性维护,大大降低了故障停机检修时间,提高了电站的安全稳定运行性能。

智能控制系统则是通过感知并预测所处环境,根据不同时间、不同季节、不同扇区的风况条件,自动采取不同控制策略,在达到降载增寿的同时,提高发电效率。具有自我修正功能的自适应控制策略,可以根据环境条件和机组故障情况给出最优的发电策略,比如在故障不那么严重时,保持一定比例发电,或者更快速地再次运行,以提高发电量。这样的技术还有很多,已经在现实中发挥了巨大的作用。

能源革命是人类社会发展历程中不可阻挡的潮流,而能源互联网赋予了其实现的技术可能。在公平开放的互联环境中,能源行业“天然垄断”的神话将会被彻底颠覆,多元化的能源商业模式将获得自由平等的发展权利。

历史经验表明,由技术进步推动的变革,往往以超乎人们想象的速度和烈度发生。能源互联网推动的能源革命,即使穷尽我们所有的想象力,也难以预测其到来的速度有多么快,其影响的程度有多么深远。(来源:新浪科技)

(作者系中国可再生能源学会风能专委会秘书长)

【能源+——全球能源互联网的基因与格局】

今年全国两会上,习近平总书记提出要加大金融改革创新力度,增强服务我国经济发展能力;国务院总理李克强提出“互联网+”概念。在这一背景下,“全球能源互联网”和能源行业的转型升级映入人们的眼帘,成为热议的焦点。

作为国民经济的基础领域,能源行业如何借助互联网对社会加以重塑?在应对气候变化压力下,以消纳全球清洁能源为己任的全球能源互联网如何实现?互联网的快速迭代特点和用户需求至上思维将如何引领能源行业升级?能源行业如何充分利用金融支持?“能源+互联网+金融”将会带来什么、改变什么?全球能源互联网发展如何形成多方合力?这些都是值得深思的话题。

种种迹象表明,从能源业者的角度,全球能源互联网的实现可能是一个“能源+”的过程。未来,我们会看到一个聚合的能源业态,似能源、似金融、似互联网,而正是在这样的产业互联和跨界融合的“能源+”演进中,全球能源互联网轮廓将浮出水面,并将伴随我国经济的“新常态”,迎来自己发展的新时代。

有鉴于此,《能源评论》举办了“第24次《能源评论》学术沙龙暨能源行业发展趋势研讨会”,邀请中石油中油资产管理有限公司副总经理高正琦、资深银行家辛乔利、国网能源研究院副院长张玮、国家电网公司产业部处长阙诗丰、国电通网络技术有限公司总经理吴文炤、百度公司研究总监苏静、IBM中国研究院资深研究员赵大溥等相关行业专家,对“能源+”的有关问题进行探讨,以期绸缪全球能源互联网的实现路径,为国家决策提供可行性建议,为行业发展提供可参考机会。

能源+互联网:新格局

如果把能源和互联网看做一对关系,我们首先要搞清楚,它们之间谁是主体?无疑,在能源+的进程中,能源是主体。我们不能把互联网作为主体,因为互联网只是提供能源的一个保障,是一个实现手段,明确这一点很重要,不能本末倒置。如果把互联网作为主体研究能源+互联网就偏离了方向。

厘清了这一点,我们会发现能源与互联网技术相结合,无论是油气、电力还是新能源,无论是能源生产、分配还是消费,通过互联网进行的数据采集、传输和储存正变成能源行业的标准行为。这可以改变目前的能源格局,并将能源的边际成本降为零,从而诞生一个全新的能源供应体系。

互联网为什么会在过去十几年获得突飞猛进的发展?实际上有个很大的特点就是它带来的消费革命。比如说滴滴打车,简单方便还省钱。互联网起到的一个重要作用就是在服务行业和消费端的便利性方面取得了重大突破,比如微信、淘宝、天猫、京东等等。因此,在能源消费端,互联网是大有文章可做的,而“能源+互联网”的革命性变化也可以借助互联网,从能源消费端开始。

能源行业在过去,消费者只能被动接受没有选择权,也就是说电力公司供给你电、燃气公司供给你气、自来水公司供给你水,你是没有选择权的。而未来随着能源+互联网的演进,能源消费端变成可以选择的了。比如某个社区的用户环保意识很强要选择太阳能发电,那就选择一个在这方面有竞争力的服务商。这样一来,消费者实现了选择权,就能够以市场机制来推动能源产业的发展。

当然,让消费者能够自主选择能源只是第一步。能源+互联网是否会带给能源产业商业模式的创新,还必须实现“以用户为中心”,让消费者参与到能源生产消费链条的每一个环节中,允许消费者不仅消费能源,还能参与生产、销售能源,打造一个开放的生态体系,吸引更多的参与者进入能源价值链,汇集全社会的智慧,能源企业才能和用户共同赢得未来。

因此,能源企业的商业模式、营销模式、研发模式、运营模式、服务模式等,都必须以互联网的时代特征为出发点进行重构。能源+互联网,不是仅把互联网作为一种工具叠加在电力或者其他能源行业之上,重构能源企业的思维模式是更重要的,因为思维决定了行动和方向。

能源+金融:新平台

首先,要厘清一个问题。能源+金融不是我们单纯意义上的能源金融。当下的能源金融,指的是能源与金融相互融合的一种金融形态,是传统金融体系与能源系统相互渗透而成的金融系统。我们所说的能源+金融,则是能源产业发展促进了金融业的创新,同时也产生了多元化的金融服务需求,从而构建一个面向广大能源企业与投资主体的能源金融平台。在这一平台中,我们能做的诸如能源企业上市、发债、引资,政策引导创投资本进入能源领域投资,能源金融产品创新(包括期货、期权等衍生品创新),以及能源定价权、能源交易结算体系、区域性能源合作等等。

我们常常谈到能源企业转型的核心问题,就是商业模式。商业模式实际上就是盈利模式。能源行业属于资本密集型行业,要推动其发展,首先要有大规模、持续性的资本介入。未来的能源公司可能是一个综合能源解决方案的提供商或服务商,但这个提供商或服务商把某个案例做成功以后要复制,实际上就形成了商业模式,这个商业模式在未来能产生收益,就会有人来投,这时候就一定要有金融资本、社会资本、民间资本的介入。

举个例子,绿能宝作为一个太阳能光伏发电的解决方案,用互联网方式,将光伏项目的融资需求和老百姓(603883,股吧)的投资理财需求相结合,让人人参与光伏电站建设成为可能。投资者最低投资16.7元,即可拥有一块多晶电池片。投资1000元,即可拥有自己的光伏发电板,并获得约8%~11.9%的年化收益。据绿能宝董事长彭小峰介绍,自2015年1月上线以来,已经有30多个太阳能光伏电站项目通过绿能宝平台解决了融资需求。

同时,能源+金融还可以用金融杠杆实现支付体系的变革。能源互联互通不仅是技术方面的互联互通,还是金融以及支付方式的互联互通。比如一个APP下载到手机等移动终端,一方面能够实现消费的智能化管控,另一方面可以实现线上支付和交易。现在支付手段已经成熟了,关键还是智能控制技术和金融的结合,金融手段是实现能源互联互通的重要抓手,没有钱解决不了问题。据悉,中石油将与支付宝在移动支付、大数据、车联网与O2O等领域达成合作。可以想见,移动支付连通消费者和加油站,既方便了消费者,也简化了加油站管理流程,更能通过金融数据记录消费者的金融数据,方便石油企业供应和输出,延展出更多的金融功能;大数据、云计算、车联网三大技术要素将形成围绕能源的O2O闭环,实现石油巨头的转型升级。

此外,“一带一路”恰好给能源+金融带来了千载难逢的机遇,在这一进程中,我国第一次有了参与国际能源金融游戏规则制定的机会,国内资本可以帮助国外能源产业发展,国内能源金融市场也可以尝试逐步向友好国家的大型能源企业开放,以人民币为主要货币来构筑能源金融结算体系等。

能源+新科技:新基因

雨果说过,与有待创造的东西相比,已经创造出来的东西是微不足道的。

能源+新科技,就是为能源行业引入新的基因,通过能源技术与系统创新,实现习近平总书记提出的能源革命。

近几年,中国研发强度(研发经费占GDP比例)增速非常快,2012年首次达到与欧盟相当的水平,2013年进一步提高至2.08%,投入额达1920亿美元,较2012年增加250亿美元,企业占到研发支出总额的76.6%。据经济合作与发展组织预测,最早到2019年,中国的研发强度将超过美国。然而,不断扩大的研发强度,带来了专利申请量剧增,让中国站上了世界之巅,但知识产权的数量增加并没有转化为创新竞争力,许多专利都在沉睡。

未来五年恰逢全球科技与产业变革的关键期,全球将出现新一轮技术革命。这意味着能源+新科技发展面临“窗口期”,如能抢搭这趟“快车”,将极大提高我国经济的综合竞争力;而一旦错失机遇,就可能在新一轮变革中落后,拉大与发达国家的差距。

面对机遇与挑战,众多能源科技专家认为,未来科技将更加重视生态环境保护与修复,致力于研发低能耗、高效能的绿色技术与产品,并将目光投放到生态环境、新能源、新材料、海洋开发等领域,以期在国际范围内酝酿重大创新突破。

中国科学院院长白春礼指出,智能化将成为继机械化、电气化、自动化之后的“新工业革命”,工业生产向更绿色、更轻便、更高效的方向发展。服务机器人、自动驾驶汽车、快递无人机、智能穿戴设备等的普及,将持续提升人类生活质量,提升人的解放程度。

清华大学国情研究院院长胡鞍钢认为,我国应抓住绿色工业革命机遇,大力发展应用新能源技术,立足国内,着力增强能源供应能力,加大陆上、海洋油气勘探开发力度。同时创新体制机制,促进页岩气、页岩油、煤层气、致密气等非常规油气资源开发。

清华大学环境科学与工程研究院院长郝吉明建议,我国应加大对新能源的支持力度,把对三峡工程的政策支持“移植”到太阳能、风能利用上。同时,进一步加大对节能技术的研发投入,将新增能源的需求控制在合理的范围内。

中国海洋学会理事长王曙光认为,我国应加大对海洋资源的探测和开发技术的研究力度,建立海洋立体综合观测系统,加强海洋观测技术的系统集成和关键技术的研发,突破国外技术封锁。同时,大力研发近海海洋生态环境可持续发展的关键技术,认清在自然变化和人类活动双重作用下海洋生态系统演变规律,为制定海洋战略、合理开发利用海洋提供科学依据。

能源+环保:新生活

曾以撰写《谁将养活中国?》一书闻名的地球政策研究所所长李斯特˙布朗指出,清洁能源正以令人鼓舞的速度在世界各地迅速发展并取代化石能源。目前。华尔街有许多聪明的投资人已经开始大规模地增加对清洁能源的投入,准备将美国中部地区的清洁能源输送到西部缺少能源的加州等地。美国当代年轻人,已经与“汽车一代”完全不同,他们并不追求对汽车的拥有,上班乘坐公共交通,周末外出拼车或租车的人越来越多,这种观念上的转变给能源发展带来了新的契机。今后人们对清洁能源的关注也会越来越大,这不仅有助于能源产业的发展,而且有助于地球环境的保护。

可见,能源和环保已经密不可分,二者你中有我,我中有你,能源+环保的进程,就是重塑人们生活方式的过程。用环保人士的说法就是,打造环保产业3.0。一般说来,环保产业1.0,环保的主要任务是通过末端治理,帮助企业或政府,将工业和居民生活排放的污染物进行专业化治理,以实现达标排放或无害化、资源化利用。目前,国内的环保企业,大多数仍处于产业1.0阶段,即以末端治理为其主要业务形态。环保产业2.0,即生产的绿色化,主要是环保公司帮助企业实现生产过程的绿色化。而到了环保产业3.0,即消费的绿色化,主要是环保公司帮助政府或个人消费者实现绿色消费。届时,环保与非环保之间的界线已经模糊化。绿色消费引导绿色生产、绿色制造,环保将变成企业的基因,从工业设计、原料选择、生产过程、产品消费、废物处置等各环节,处处体现环保优先的原则。

无论环保3.0,还是工业4.0,其实所要解决的问题就是能源替代。即在能源生产供应侧,实现清洁替代,以清洁能源替代化石能源,走低碳绿色发展道路,实现化石能源为主、清洁能源为辅向清洁能源为主、化石能源为辅转变;在能源消费侧,实现电能替代,通过“以电代煤”、“以电代油”,推广应用电锅炉、电采暖、电制冷、电炊和电动交通等,提高电能在终端能源消费的比重,减少化石能源消耗和环境污染。而实现这两个替代,正式构建全球能源互联网的必由之路。

能源行业内部也要跨界

前段时间,原中石化董事长傅成玉说,中石化以后不卖油了,有人就开玩笑说难道以后去卖电?没错,还真有这个可能。实际上,能源+的过程,就是要打破壁垒,让所有能源企业都可以参与综合性的能源解决方案。按照这个方向,以后中石油、中石化、国家电网都将变成综合能源服务公司。如果一个企业能够给消费者提供物美价廉的多种不同形式的能源解决方案,这家公司就是综合性的能源公司,不仅仅局限于卖本行业的产品。换言之,当消费者有选择权的时候,这些生产端的一个个综合能源提供商拼的就是服务了,这样一来,真正为老百姓服务的能源服务公司就出现了。

当然,这并不是一件容易的事。因为这样的一个能源公司干了电力的事、干了煤炭的事、干了供暖的事、干了供水和垃圾处理的事、干了支付宝的事,必然会触及到既有能源企业的利益,遭到反对,甚至抵制的。对此,国家有必要先搞一批示范区,或者选几个地方同时开始做,先是招标,阿里巴巴、中石化都可以来竞标;然后是比看哪家做得好,谁有本事谁做。所谓的能源互联网思维,必须打破过去所有的能源供应体系,重新设立游戏规则。如果一个社区做成功了,就可以在一个城市做试点,如果城市成功了可以在农村里做,农村做成功了可以在全国推广。最后形成的格局就是,一个社区的能源供应是由一家能源服务公司来提供的,这样才能实现能源的互联互通,而不是像现在这样,供电是供电的、供水是供水的、供气是供气的。

目前,面临的最大挑战不是来自技术,而是体制问题。这就要看政府的决心和魄力了。如果不打破能源各个子行业之间的壁垒,能源革命就会变成一句空话。(来源:《能源评论》)

【智能电网及能源互联网关键技术】

导读: 智能电网概念的提出,为传统的电力及能源供用领域带来了新的机遇和挑战,同时也为学术界带来了很多全新的研究课题和方向,而微网、主动配电网和电动汽车无疑是其中受到高度关注的研究领域。

1、相关背景

能源枯竭及环保压力——大量可再生能源发电;大电网安全稳定运行;高可靠性电力的需求;电力设备和资产高效利用;用户的积极参与;我国的现实需求——资源与负荷逆向分布;我国的现实需求——复杂的交直流混联网络;我国的现实需求——西北可再生能源基地入网;我国的现实需求——如何做好电网规划建设。

智能电网概念的提出,为传统的电力及能源供用领域带来了新的机遇和挑战,同时也为学术界带来了很多全新的研究课题和方向,而微网、主动配电网和电动汽车无疑是其中受到高度关注的研究领域。

2、分布式发电微网技术

1)定义及优点

微电网(Micro-Grid)指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可与外部电网并网运行,也可以孤立运行。

微网本身可看做是小型的电力系统,它具备完整的发/输/配电功能,可实现用户侧可再生能源的安全消纳。微网本身还是一个典型的分布式发电供能系统,可通过能源之间的协调,提高终端的能源利用效率。

微网是进行用户侧可再生能源开发和提高能源利用效率的一种有效途径。

优点:能源的梯级利用;可再生能源的安全消纳;多种能源的协调优化;提升用户的用能品质;提高用户的供能可靠性;降低用户的用能成本。

作为可再生能源在用户侧有效集成和提高能源综合利用效率的有效手段,微网在全球范围内受到高度关注,有超过70个国家开展了相关研究。

2)值得关注问题

问题一:微网运行特性及微网内DG相互作用机理

问题二:微网综合仿真技术

问题三:微网的一体化优化设计

问题四:微网的保护和控制

问题五:微网能量的优化调度

3)天津大学以往工作

工作一:微网系统综合建模

工作二:分析及控制系统开发

工作三:示范工程及实验室建设

3、主动配电网技术

1)问题背景

2)天津大学已有基础

3)值得关注的问题

问题一:主动配电网综合规划技术

问题二:主动配电网运行控制技术

问题三:主动配电网相关支撑技术

4)现在的一些工作

4、电动汽车与电网互动技术

1)相关背景

2)需要关注的问题

3)我们的初步工作

(1)电池通用建模

(2)电动汽车集成效应建模

(3)电动汽车时空特性建模

(4)V2G下的需求响应

(5)电动汽车控制系统

能源互联网几点思考

1、研究背景和意义

能源互联网:智能电网在能源领域的进一步发展,是互联网技术和理念在能源系统中的深度融合和应用,是一个物理-能量-信息融合的开放系统;它将支撑互联网理念和能源技术的深度融入,支撑多种能源的开放互联,支撑能量自由传输和用户广泛接入,支撑众筹众创的能源互联网市场和金融体系。

1)构建能源互联网,有助于可再生能源规模化开发,有助于传统一次能源利用效率提升,有助于实现社会能源的可持续发展。

2)有利于提高社会供能系统的安全性和自愈能力,有利于增强人类社会抵御自然灾害能力,对保证国家安全也有重大意义。

3)有利于提高社会供能系统基础设施的利用率,有利于提高社会资金利用率,有利于节约型社会的构建。

4)能源互联网已成为国际上能源领域未来重要的战略方向,开展此项研究,有助于培育国家自主创新能力,有助于提升我国在能源技术领域的国际竞争力和国际话语权。

5)中国政府高度重视,企业和研究机构响应迅速。

6)学术界和企业界在能源互联网问题上的不同视角。

(1)视角一:互联网+能源系统

主要观点:推进能源互联网的主要着力点是使能源网或能源系统完全具有现在互联网的全部(关键)特征,如即插即用、开放互联、自由对等、大众参与、众筹众创等等。

持观点者:众多互联网平台企业、IT技术人员和渴望投资能源领域的公司,典型代表企业如阿里巴巴、腾讯等。

主推方向:能源系统的自由开放(运营模式,如售电和能源服务公司等)和实现跨平台的自由交易(技术实现),如针对可再生能源提出的绿币概念等。

(2)视角二:能源系统+互联网

主要观点:能源互联网的根基是智能电网基础上的综合能源系统(IntegratedEnergySystem,也称新一代能源系统、泛能系统、多能源系统等),其目的是通过IT和互联网技术对能源系统实现升级改造,更好地服务于用户。

持观点者:众多的电力及能源供应企业,如电力公司、发电企业、燃气企业、热力企业等。

主推方向:在智能电网基础上,进一步推进能源系统的互通互联和智能化。

7)能源互联网的核心是智能化电力传输与分配网络(智能电网)。

能源互联网(综合能源系统):在规划、建设和运行等过程中,对能源的产生、传输与分配(供能网络)、转换、存储、消费、交易等环节实施有机协调与优化,进而形成的能源产供消一体化系统——视角二。

问题关键:能源有效的互联、互通和互济。

建设目的:提高能源利用效率,实现可再生能源规模化开发,实现能源的可持续供应,提高社会能源供用灵活性与安全性。

2、能源互联网规划的几个关键问题

1)体系构架

科学问题一:适用于我国的能源互联网体系构建研究,涉及国家能源互联(主网)、区域能源互联网和终端能源互联网三个层面。

科学问题二:助推能源互联网发展的规划核心支撑技术研究,重点挖掘和利用不同能源间的互补替代性,实现各类能源由源至荷的全环节、全过程协同优化。

2)支撑技术

支撑技术1:适用于能源互联网规划研究的建模和综合仿真技术

支撑技术2:能源互联网一体化的评估指标体系和评估方法体系研究

支撑技术3:有效满足用户多样化需求,实现能源互补优化的能源互联网优化规划技术

支撑技术4:能源-信息系统协同优化规划技术研究

支撑技术5:能源互联网与城市基础设施协同规划技术研究

3、能源互联网实现路径探讨

从技术经济、社会因素、难易程度等多个方面进行综合考虑,能源互联网最可能的实现路径应当终端能源互联网—区域能源互联网—全域能源互联网。

终端能源互联网:涉及范围小,适用于学校、工厂、建筑等环节,不同能源系统归同一单位,避免利益纠葛,技术问题为主,能源互联易于实现;前期基础好,已有众多前期研究和示范工程,需要进一步强化标准建设。

区域能源互联网:涉及范围较大,适合城市园区、新区、城镇示范区等,未来可推广至整个城市,涉及不同部门和环节协调;前期基础较好:已有一些前期研究和示范应用,未来推广应用需要政策支持。

全域能源互联网:涉及范围巨大,适于未来大到社会、中到城市、小到社区家庭的能源供用方式,涉及面广,影响深远,需国家政策大力和持续支持;可作为未来方向,目前应做好发展构架规划论证工作,

宜分阶段稳步推行。

总结

智能电网和能源互联网是能源领域最活跃的两个研究方向,能源互联网是智能电网基础上的进一步扩展和提升,为能源电力领域带来了新机遇、新挑战、新思路、新技术,本人结合智能电网的微网、主动配电网和电动汽车三个专题和能源互联网规划,谈了一些不成熟的想法,不当之处敬请批评指正。(来源:《电气技术》)

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