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能源互联网的精准配置“法则”:让清洁能源从远方来

日期:2023-01-12    来源:中国科技信息

国际新能源网

2023
01/12
09:25
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关键词: 能源互联网 化石燃料 可再生能源

基于可再生能源的、分布式、开放共享的网络,即能源互联网(Energy Internet)即将出现,将会引领第三次工业革命。

能源互联网,这个听起来十分新颖的词汇最早起源于美国知名学者杰里米?里夫金著作《第三次工业革命》。书中提出,由于化石燃料的逐渐枯竭及其造成的环境污染问题,在第二次工业革命中奠定的基于化石燃料大规模利用的工业模式正在走向终结。

里夫金预言,“基于可再生能源的、分布式、开放共享的网络,即能源互联网(Energy Internet)即将出现,将会引领第三次工业革命。实际上,所倡导的能源互联网的内涵主要是利用互联网技术实现广域内的电源、储能设备与负荷的协调。

随着经济发展和人民生活水平的提高,对能源的需求也逐渐增大,环境污染的日益严重倒逼人类寻找能源的新出路。杰里米·里夫金及其能源互联网概念得到了广泛传播。如今,可再生能源逐步成为全球能源主流,但传统电力网络已不再适应可再生能源的大规模应用。如何进一步提高能源利用效率?“互联网+”行动计划又将如何在我国助推能源生产与消费模式变革?今天,请跟随小编的脚步,一起来探索问题的答案。

能源互联网支撑新能源分布式发展

能源互联网就是用先进的传感器、控制和软件应用程序,将能源生产端、能源传输端、能源消费端的数以亿计的设备、机器、系统连接起来,形成了能源互联网的“物联基础”。再通过大数据分析、机器学习和预测,将大量由分布式能量采集装置, 分布式能量储存装置和各种类型负载构成的新型电力网络、石油网络、天然气网络等能源节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。

专家曾这样举例说明能源互联网起到的作用:过去一个用户既用电,又用热,电网和热网需要根据满足用户的峰值需求分别建设,这将造成不必要的浪费。如果将电和热协同考虑,所需建设并不是电网和热网的简单叠加,而是通过储能等技术手段进行电能和热能的储存和转换,并通过价格信号引导,控制终端消费和引导国家整体能源体系的构成。同时,通过多种能源协同,还可以提高资金、资产利用率,减少冗余建设,综合提升整体能源系统效率。

再比如,用户在平板电脑上手指轻划,把自家屋顶多余的光伏发电通过微信卖给附近准备给电动汽车停车充电的陌生人;也可以对每一个家用电器,根据能耗曲线设置最佳开关时间,并随时远程遥控,建筑物的能耗控制随时依据会议活动类型人数和实时电价进行动态调整;城市的整体能源消耗和二氧化碳排放随时依据天气和事件变化进行需求侧编排以实现最优。

这当中,储能技术的逐步成熟,为传统能源体系带来了革命性变化的契机。在此基础上,“能源互联网”可以实现实时匹配供需信息,整合分散需求,形成能源交易和需求响应。也就是说,来自北极的风和赤道的光驱动我国城市,零排放电动车行驶在大街小巷,清洁能源设备装点高楼大厦……这些听起来有些“魔幻”的场景,在不远的未来或将变成现实。

通过精准配置大幅提升可再生能源利用率

可以说,构建能源互联网是充分适应我国资源禀赋特征、加快推动能源低碳转型的可行方案。一直以来,我国传统电网通过发电机组出力计划结合调峰调频机组控制保证电网稳定,而随着大量存在波动性和不可预测性的新能源接入,加之消费侧的波动,对传统电网提出了更高的要求。互联网技术可以缩短生产和消费的距离,使二者直接匹配。能源互联网的云平台和大数据技术,能够拉近供和用,使发电和用电之间紧密匹配起来,通过市场手段和技术手段,提升电能品质,可再生能源的利用率将大幅提升。

通过能源互联网,能源供给模式呈现出从集中到分散的演变趋势,资源和生产单位的地理分布从特定区域扩展到无处不在,供给主体从少数能源巨头转变为家庭和个人,大规模集约生产方式模式演化为无数微小单位的集成。

不过,这需要在更大范围内进行资源的配置,才能使能源的生产和消费更好地匹配。例如在能源互联网所应用的技术上,主要以智能电网为骨干,通过新能源、储能、智能调控和多能转换等技术,实现清洁能源广泛接入与终端供能网络相互联通;以先进信息网络为纽带,通过数字孪生、5G、“云大物移智链”、超算等数字信息技术对传统能源系统进行智慧赋能,实现能源的精准配置和高效利用。

能源互联网产业体系是经济增长重要驱动力

“能源互联网”这个低碳时代的产物,究竟距离人们还有多远呢?事实上,在落地规划层面,能源互联网分成了两个阶段:第一个阶段为2016年—2018年,着力推进能源互联网试点示范工作,建成一批不同类型、不同规模的试点示范项目;第二个阶段为2019年—2025年,着力推进能源互联网多元化、规模化发展——初步建成能源互联网产业体系,成为经济增长重要驱动力。

有专家指出,“能源互联网”将有助于形成一个巨大的“能源资产市场”(Market place),实现能源资产的全生命周期管理,通过这个“市场”可有效整合产业链上下游各方,形成供需互动和交易,也可以让更多的低风险资本进入能源投资开发领域,并有效控制新能源投资的风险。我国快速且大规模开发建设的城镇、园区、绿色建筑、工业需求侧响应是推进能源互联局域网发展最急需、也是最佳的切入点,具备广阔的发展前景和机遇;我国目前有超过300个城市启动了智慧城市的规划和建设,为能源互联广域网的发展提供了综合的平台和政府支持;我国提倡建设的“一带一路”、亚洲基础设施投资银行、丝路基金等,为能源互联骨干网的发展提供了广阔的发展空间和国际市场。

同时,能源互联网的发展也将带动许多新兴的能源市场,包括新能源、电动汽车、储能、微网、能源管理服务等,以及相关的产业,包括设备制造、通信、金融、软件等。

如此看来,能源互联网能够最大程度利用我国技术积累和创新成果,具备联通多品类低碳能源生产网络、畅通多时空尺度能源传输网络、贯通电热气冷能源供应网络等诸多优势,是智慧能源体系的重要组成部分。总体而言,能源互联网将改变能源的生产、传输、消费方式和人们的生活工作方式,成为推动我国能源转型、提高能源利用效率、实现节能减排和可持续发展的重要途径。

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