如今,互聯(lián)網(wǎng)已然成為傳統(tǒng)行業(yè)升級(jí)換代的引擎,是后發(fā)企業(yè)顛覆行業(yè)先進(jìn)的利器。“互聯(lián)網(wǎng)+”當(dāng)真幻化出無限可能,傳統(tǒng)集市+互聯(lián)網(wǎng),有了淘寶;傳統(tǒng)百貨商店+互聯(lián)網(wǎng),有了京東;傳統(tǒng)銀行+互聯(lián)網(wǎng),有了支付寶;傳統(tǒng)紅娘+互聯(lián)網(wǎng),有了世紀(jì)佳緣;傳統(tǒng)出租車+互聯(lián)網(wǎng),有了滴滴快的。
對(duì)于更為封閉保守,壁壘深厚的能源行業(yè),更需要借助互聯(lián)網(wǎng)的力量進(jìn)行順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流的變革和提升,更需要依托互聯(lián)網(wǎng)為新興企業(yè)逆襲傳統(tǒng)寡頭提供機(jī)遇。
能源互聯(lián)網(wǎng)是塑造下一代智能電力系統(tǒng)的技術(shù)支撐。其在提高可再生能源發(fā)電的運(yùn)行效率和降低成本方面已取得很好的進(jìn)展。簡而言之,能源互聯(lián)網(wǎng)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)來解決能源革命面臨的挑戰(zhàn)的方法集。
在當(dāng)前言必及“互聯(lián)網(wǎng)+”的語境里,能源互聯(lián)網(wǎng)也毋庸置疑地成為能源界的顯學(xué)。能源行業(yè)龐大復(fù)雜,牽涉廣泛,因此關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、特征及應(yīng)用更是眾說紛紜,至今沒有形成統(tǒng)一的概念。不同角色、不同專業(yè)都有基于自身立場的定義和詮釋。但無論概念如何新穎和豐富,最終都不能脫離其產(chǎn)生的背景和我們使用這個(gè)概念要達(dá)到的目的。
能源互聯(lián)網(wǎng)從何而來?
能源互聯(lián)網(wǎng)概念自2008年美國人首次提出后,一直不溫不火,直到最近被廣泛熱議,看起來很突然,實(shí)則有著深刻而宏大的時(shí)代背景。
第一大背景就是能源革命的來臨。人類社會(huì)經(jīng)歷了以人力和畜力為代表的柴薪時(shí)代、以蒸汽機(jī)為代表的煤炭時(shí)代和以內(nèi)燃機(jī)為代表的油氣時(shí)代,正在向一個(gè)全新的可再生能源時(shí)代過渡,這將是一場以能源生產(chǎn)清潔化和能源消費(fèi)電氣化為核心特征的新型能源革命,其最終目的就是要建立一個(gè)清潔、高效、經(jīng)濟(jì)、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系,而能源互聯(lián)網(wǎng)正是推進(jìn)這場革命的技術(shù)手段。
第二大背景就是信息技術(shù)的指數(shù)級(jí)進(jìn)步。摩爾定律、吉爾德定律、梅特卡夫定律和亨迪定律,分別對(duì)計(jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)價(jià)值效應(yīng)、數(shù)字傳感器,從技術(shù)發(fā)展速度和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值角度給出了準(zhǔn)確的總結(jié)和預(yù)測(cè)。摩爾定律揭示了計(jì)算能力進(jìn)步的速度,關(guān)于“計(jì)算機(jī)性能每24個(gè)月提升一倍”的預(yù)言,在半個(gè)世紀(jì)后的今天依然適用。
正在熱賣的蘋果智能手表IWATCH與1985年生產(chǎn)的價(jià)值3500萬美元的克雷-2(Cray-2)超級(jí)計(jì)算機(jī)具備一樣的計(jì)算速度。吉爾德定律對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的發(fā)展速度和成本降低趨勢(shì)給出了準(zhǔn)確的描述,他預(yù)測(cè)主干網(wǎng)帶寬的增長速度每8個(gè)月就增長一倍,并且隨著使用者增多,成本也在快速下降。不僅有線網(wǎng)絡(luò)的速度增長迅猛,移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也從2G跨入了4G。而在五年前,通過手機(jī)進(jìn)行視頻聊天和上網(wǎng)看電影都是不可想象的。
梅特卡夫定律則揭示了網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的平方成正比,即網(wǎng)絡(luò)價(jià)值隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的增加而呈幾何數(shù)級(jí)增長,就像電話網(wǎng)絡(luò)一樣,一個(gè)人的電話是沒有價(jià)值的,但所有人都使用電話,就煥發(fā)出了不可估量的巨大外部價(jià)值。
亨迪定律反應(yīng)了數(shù)字傳感器技術(shù)的進(jìn)步速度,變得更小、更輕、更便宜、更好了。看看現(xiàn)在一個(gè)可握在手里的智能手機(jī),集合了多少傳感器:位置傳感器(GPS)、指南針、高清攝像頭、加速度傳感器、陀螺儀、多點(diǎn)式觸摸屏、話筒,并且各種新型的傳感器還在層出不窮。
數(shù)字信息技術(shù)的指數(shù)級(jí)進(jìn)步,促成了一個(gè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),即“連接一切”。從傳統(tǒng)的門戶網(wǎng)站、網(wǎng)商、即時(shí)通信這種人與人的聯(lián)接,到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)形式的機(jī)器與機(jī)器的聯(lián)接,最終形成人、機(jī)器、過程和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。這是一個(gè)基于各種傳感器信息的數(shù)據(jù)大爆炸時(shí)代,也是一個(gè)基于萬物互聯(lián)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)的智能化時(shí)代。在這個(gè)時(shí)代里,我們可以讓機(jī)器幫助我們感知一切,優(yōu)化決策,高效執(zhí)行。
能源革命三大挑戰(zhàn)都有辦法解決
與志在“連接一切”的“互聯(lián)網(wǎng)+”化腐朽為神奇的商業(yè)技術(shù)力量以及無限可能相比,我們使用能源互聯(lián)網(wǎng)的目的則具體而明確,即運(yùn)用新概念和新方法來化解能源革命進(jìn)程中遇到的主要矛盾和障礙。
我國提出的能源革命,基于當(dāng)前形勢(shì)而言,面臨著來自三個(gè)方面的挑戰(zhàn):
一是針對(duì)能源消費(fèi)總量巨大、浪費(fèi)嚴(yán)重、效率低下的問題,需要大力推進(jìn)節(jié)能和提高能效;二是為適應(yīng)電力系統(tǒng)從集中到分散、從單向到雙向、從穩(wěn)定電源到波動(dòng)電源的發(fā)展方向,需要重塑電力系統(tǒng);三是需要借助新的技術(shù)手段,提高風(fēng)電場、
光伏電站等波動(dòng)性電源的運(yùn)行效率和運(yùn)行水平。簡而言之,能源互聯(lián)網(wǎng)是利用現(xiàn)代信息技術(shù)來解決能源革命面臨的挑戰(zhàn)的方法集。
這一理解不是憑空臆斷,而是有了探索的雛形,取得了初步的成效。針對(duì)上述能源革命的三大挑戰(zhàn),都分別有相應(yīng)的技術(shù)手段和商業(yè)實(shí)踐。
移動(dòng)2.0技術(shù)、傳感技術(shù)、智能家電和智能建筑技術(shù)在節(jié)能降耗方面表現(xiàn)出超強(qiáng)的潛力,2014年初谷歌以32億美元收購智能家居公司Nest,通過對(duì)用戶衣食住行的管理,在提高人們生活舒適度的同時(shí)又能節(jié)約能源開銷,這是通過能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行需求側(cè)管理,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的典型案例。
能源互聯(lián)網(wǎng)是塑造下一代智能電力系統(tǒng)的技術(shù)支撐,在數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的協(xié)助下,電力能夠按照市場需求實(shí)時(shí)定價(jià),從而回歸真正商品屬性,價(jià)格取代頻率成為調(diào)節(jié)供需平衡的有效信號(hào),從之前的供應(yīng)按需求調(diào)整變?yōu)樾枨?ldquo;隨風(fēng)而舞”、“隨光而動(dòng)”。在智能電力系統(tǒng)里,清潔可再生能源電力成為主導(dǎo)電源,工商業(yè)、交通、民用等各領(lǐng)域的終端用能全面跨入電氣化時(shí)代。借住這種系統(tǒng)提供服務(wù)的是各種創(chuàng)新型商業(yè)模式,例如美國的Opower和德國的E-energy。
能源互聯(lián)網(wǎng)在提高可再生能源發(fā)電的運(yùn)行效率和降低成本方面已取得很好的進(jìn)展。通過信息采集、智能控制等技術(shù)打造的機(jī)器互聯(lián)網(wǎng),使風(fēng)電場、光伏電站成為同傳統(tǒng)電廠一樣的高效可靠電源。風(fēng)電場通過安裝狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng),結(jié)合資產(chǎn)完整性管理,實(shí)現(xiàn)從故障后維修,變?yōu)轭A(yù)防性維護(hù),大大降低了故障停機(jī)檢修時(shí)間,提高了電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行性能。
智能控制系統(tǒng)則是通過感知并預(yù)測(cè)所處環(huán)境,根據(jù)不同時(shí)間、不同季節(jié)、不同扇區(qū)的風(fēng)況條件,自動(dòng)采取不同控制策略,在達(dá)到降載增壽的同時(shí),提高發(fā)電效率。具有自我修正功能的自適應(yīng)控制策略,可以根據(jù)環(huán)境條件和機(jī)組故障情況給出最優(yōu)的發(fā)電策略,比如在故障不那么嚴(yán)重時(shí),保持一定比例發(fā)電,或者更快速地再次運(yùn)行,以提高發(fā)電量。這樣的技術(shù)還有很多,已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中發(fā)揮了巨大的作用。
能源革命是人類社會(huì)發(fā)展歷程中不可阻擋的潮流,而能源互聯(lián)網(wǎng)賦予了其實(shí)現(xiàn)的技術(shù)可能。在公平開放的互聯(lián)環(huán)境中,能源行業(yè)“天然壟斷”的神話將會(huì)被徹底顛覆,多元化的能源商業(yè)模式將獲得自由平等的發(fā)展權(quán)利。
歷史經(jīng)驗(yàn)表明,由技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)的變革,往往以超乎人們想象的速度和烈度發(fā)生。能源互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)的能源革命,即使窮盡我們所有的想象力,也難以預(yù)測(cè)其到來的速度有多么快,其影響的程度有多么深遠(yuǎn)。