能源互聯網帶來的機遇與挑戰

能源互聯網帶來的機遇與挑戰

廖宇，德國華人新能源協會主席，現任泰豪科技首席技術官（CTO），貴安新區配售電公司董事。主要工作領域為新能源數據分析與可視化、電力交易監管、智能電網及能源互聯網系統設計。

簡單而言，能源互聯網要做的就是一件事：把能源供給與需求側以高度智能的方式結合起來，“需求順從生產”是智能電網帶給人類最直接的哲學轉變，也是第三次工業革命將給我們整個社會帶來的巨大變革。

能源轉型其實也是社會轉型、行為轉型，它在今后幾十年對整個國家和社會的影響，將會超乎所有人的想象。

最近，由于電改和能源互聯網的興起，周圍越來越多的人都在談論這個話題：風生水起的能源互聯網到底是什么？入口到底在哪里？

記得年初在美國訪問能源企業時，在硅谷曾經碰到一個華人女孩，她是斯坦福大學畢業的環境工程博士，她家里人就是電力系統的，與很多電力系統的人一樣，父母對她有個最簡單的要求：畢業后回系統內吧。但是這位漂亮的女博士并沒有遵從父母的愿望，毅然選擇了環境工程并跑到了美國，現在在一家光伏行業領軍軟件服務公司工作。

我問她：“你為什么不愿意去電力系統工作？”

她說：“我不喜歡那種封閉的氣氛，不自由，一輩子做一樣的事情，沒有成就感，壓抑。30歲就可以看到自己60歲的樣子。”

我告訴她：“可是你現在做的新能源領域工作，根本就是殊途同歸。我們現在提的這個能源互聯網，就是所有電力系統專業最后的指向。如果你還以為電力系統工作就是畫畫圖紙測測油樣拉拉電閘那就錯了，這個專業可能蘊藏的潛力和前所未有的高要求根本超乎所有人的想象。”

因為能源互聯網的入口，實際上只有一個：電力公司。現在叫電網公司，以后叫售電公司。當然這個公司并非只是簡單賣電，還要賣氣賣水，提供各種增值服務。表面上看似封閉瓶頸的傳統能源行業，實際上早已波濤涌動。很多人在問能源互聯網到底誰會最后勝出？哪里是入口？路徑在哪？

智能電網到能源互聯網

作為在德國從事電網調度與新能源管理的電力從業者，在能源轉型的大環境下浸淫多年，對“能源互聯網”自然不陌生。2005年左右歐洲慢慢開始提出智能電網這個概念時，人們只是針對電力網絡做出更新換代的設計，而后隨著可再生能源的不斷出現，對電網提出挑戰的同時也促進了各產業的關注與融合，智能電網這個概念在2009年進入中國的同時在歐美國家內已經被更多更廣的概念填充和深化，德國在2008年底就開始提出能源互聯網這個概念并開始了六個不同類型的示范項目嘗試，并且由聯邦經濟部組織企業和科學機構在六個不同城市完成了試點。

能源互聯網，Internet of Energy，或者叫Energy Internet，無論是從字面上理解，還是由初衷去揣測，呈現的都是一種試圖把各種能源形式組合成一個超級網絡的大開大合，似乎有把智能通信（ICT）、智能電網（SG）、智能交通（ST）等等眾多智能與綠色概念一網打盡之意。

簡單而言，能源互聯網要做的就是一件事：把能源供給與需求側以高度智能的方式結合起來，“需求順從生產”是智能電網帶給人類最直接的哲學轉變，也是第三次工業革命將給我們整個社會帶來的巨大變革。在這個體系之下，無論是對各種規模用電企業的節能增效和動態需求調控，還是對各種電源的優化利用和調度安排，無論是石油、天然氣、煤這些傳統能源的比重轉換，還是互聯網、物聯網、移動通信網等這些新興技術的飛速發展，甚至包括智能建筑、智能家居、電動汽車、節能環保、分布式能源等這些與百姓生活息息相關的科技突破，乃至各國各地區之間的利益分配，都必然會相交于電這個看不見又摸不著的中心焦點上。

應當說所謂的能源互聯網的出現，實質上就是適應這一消費需求的法則：在超越最基本的數量需求之后，人們看重的不再是最低廉的價格，而是更加富有激情的全方位專業服務。這種消費心理的轉變在歐美國家尤為明顯，甚至已經持續多年，但是這種轉變并不以放棄專業精神為代價。

比如德國2000年起就創立了的一家叫做“能源大門”的能源互聯網公司，他們推出了一個在線的能源交易信息查詢和服務平臺，甚至還推出了手機及Ipad平臺的移動應用版，可以非常方便的讓售電公司或個人用戶實時查詢電力交易信息和交易量、日前市場的變化和期貨市場的批量交易信息。除此之外，重要的行業消息，涉及電力、天然氣、煤、石油和可再生能源的相關動態和分析報告也可一覽無余。而所有的內容產生和咨詢意見都來自工作了幾十年的專家和學者，而不是剛畢業的名校小年輕。這就意味著在能源互聯網時代，對需求的信息管控以達到降低社會總成本的目的是重中之重。

全球能源互聯網將成為能源互聯網的更高階段，以追求對各種能源最大程度的利用。因為如果要把最大限度的提高能效和保證環保作為目標，就必須要有全球化的能源觀來支撐技術上的無限發展。

2000瓦社會

當今社會，全球發展共同面臨著兩大主要問題：能源短缺和環境惡化，這兩大問題導致的氣候變化更是直接影響了人們的生活質量。在世界各國積極應對全球氣候變暖問題的同時，我們是否發現自己對能源的胃口也在一直變大：住更大的房子，到世界各地旅游，不斷更新各種時尚產品，而這其中到底有多少是必須的，又有多少隱藏著能源的浪費。我們是否問過自己，在消費多少能量的前提下，我們也能為控制全球氣候變暖，充分利用地球有限資源做一份貢獻？

為此，歐洲的科學家們提出一個新的概念：2000瓦社會，這是一個全新的生活理念，世界能源分配的嚴重不平衡是這個理念提出的初衷。當許多發展中國家，如孟加拉共和國僅需500瓦左右的時候，歐洲的發達國家早已遠遠超過了2000瓦這個指標。例如在德國，2014年社會平均連續能源輸出在5500瓦左右，這意味著，要實現2000瓦社會這個夢想，德國至少要減少一半的耗能。而在美國，這個數字更是達到了驚人的12000瓦。

那2000瓦究竟又是多少？2000瓦聽起來似乎已經很多，但事實卻非如此。例如心臟平均提供1~2瓦的連續輸出，高強度體力工作時會產生200瓦的輸出。而2000瓦的功率不過等同于一個中等大小的烤箱。這也意味著，2000瓦的功率乘以一年8760 (24×365)小時，2000瓦社會允許的總耗能每年不得超過17520千瓦時，而這其中包括了所有的能量消耗，從吃飯到消費，從居住交通到公共設施。

2 0 1 2年9月，瑞士S i h l-Manegg（綠城）被評為世界上第一個2000瓦生態園區。該項目推動了集生活和工作為一體的綜合性園區的使用。園區的路上輕軌保證了交通的便利性，獨立的小型水力發電廠覆蓋了園區總需能耗的大部分，充分實現了能源上的自給自足。

2000瓦社會的重點并非在于節能技術的提升或是盲目地使用大量可再生能源，它強調的是一種在不影響生活質量前提下新的生活方式。毋庸置疑，可持續發展戰略下的社會理應為個人發展提供更健康舒適的環境，并可在社會內部形成一種聚力。2000瓦社會的實現不是一千零一夜，但它的實現必須靠我們每個人的努力，水滴石穿，通過小的改變贏得大的收益。

因此，能源轉型其實也是社會轉型、行為轉型，它在今后幾十年對整個國家和社會的影響，實在是會超乎所有人的想象。德國的能源轉型經驗可以帶給我們非常好的影響，也許不在于最后的技術模式和實施軌跡示范，而恰恰在于那種文化自信所帶來的社會凝聚力。

看得見的全球能源互聯網

簡單來講，不管是德國的能源轉型還是各國都在進行的能源改革和創新，堅持的都是一個基本的發展邏輯：低碳環保和高效利用能源。尤其在極力推動可再生能源發展的歐洲，其低碳和環保的發展邏輯和途徑可以說和原國家電網劉振亞董事長明確提出的“兩個替代”（清潔替代和電能替代）一脈相承。

霧霾污染嚴重，長三角地區已經成為污染集中區域之一。華東電網于2015年年初提出與政府、省市電力公司建立霧霾預警協調聯動機制，結合大氣污染擴散規律，按照“電自遠方來，來的是清潔電”的戰略思想，加大特高壓輸送跨區清潔能源的力度，通過華東全網范圍優化發電地域、時段分布，降低污染日發電相關排放，有效緩解空氣污染。2016年8月19日，在安徽省銅陵市天門鎮境內的500千伏輸電線路。

以德國為例，雖然近年來制定了無數復雜的可再生能源發展的法律、條文和框架，整個能源轉型涉及電力系統、可再生能源、智能建筑和新能源汽車等眾多層面，其實歸根結底也就是“兩個替代”要闡述的核心意義：首先我們必須在能源消耗的整體框架中大大提高電的比例，同時也要在電力生產的來源中大大提高清潔能源所占的比例。

尤其是近年來隨著可再生能源的不斷發展，分布式能源與隨之帶來的需求側響應在配電網端的不斷沖擊，使得傳統電網的使用邏輯面臨著極大的挑戰。日照和風力資源的分布特點決定了對其的深度應用需要人們在更深的維度上對能源進行綜合利用。因此，在難度和力度上都遠超上面一般性定義的“能源互聯網”，全球能源互聯網（international connected energy network）將成為能源互聯網的更高階段，以追求對各種能源更大程度的充分使用。因為如果要把最大限度的提高能效和保證環保作為目標，就必須要用全球化的能源觀來支撐技術上的無限發展。這一概念下的能源互聯網，把能源網絡提升到了人類最重要的互聯網絡層面，在此框架下鼓勵各種通信、互聯網和能源新技術的發展，同時打破人們的地域思考局限，從文化突破的角度促進更多合作。

全世界都沒有人可以想象到這三年來互聯網尤其是移動互聯網的巨大發展對我們的影響，無數互聯網公司宣稱幾億人同時在線，任何信息可無需延遲指定推送，任何大數據可無需采樣直接無死角全景分析，這些絲毫不夸大的技術呈現對各傳統產業形成了巨大沖擊。人們越來越迫切地需要一樣事物能把汽車、家、單位、國家等這些人類存在的各種坐標系，或者手機、電視、空調、洗衣機這些人類生活必需品等不同維度的事物“一線相聯”，去優化去組合去創新，然后產生價值和利益。

最終這個領域要出現的公司必須是這樣：有完整的全球化團隊，以電力為基礎，為新能源、電動汽車、智能建筑等提供各種嵌入式服務，熟練運用金融手段和消費心理技巧來影響人們的能源消耗，商業模式取自系統最優而并非零和游戲。這個世界上最頂尖的IT和電氣工程師在這里工作的唯一原因是，想方設法在一切物理規則的限制下給人們提供最高的能源供應水平和在線互動交易帶來最大的快感。

而能源互聯網，就是保障一切和諧運轉的最重要的平臺。這就是能源互聯網的博大精深之處，而電，將以其24小時不斷變換的價格特性貫穿于中。Connection Smarts Energy互聯讓能源更聰明，這一切，值得期待。