實(shí)戰(zhàn)：能源互聯(lián)網(wǎng)如何以“互聯(lián)網(wǎng)+”的方式表達(dá)

實(shí)戰(zhàn)：能源互聯(lián)網(wǎng)如何以“互聯(lián)網(wǎng)+”的方式表達(dá)？

但遺憾的是能源互聯(lián)網(wǎng)概念自傳入中國(guó)以來(lái)，就一直存在爭(zhēng)議。不同的理解中不乏真知灼見(jiàn)，但也夾雜著某些誤解，一定程度上影響了我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展。為了深化和統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，在今天“互聯(lián)網(wǎng)+”的新形勢(shì)下，有必要以理性的態(tài)度對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行再認(rèn)識(shí)。本文從分析能源互聯(lián)網(wǎng)概念提出的背景以及產(chǎn)生歧義和誤解的原因入手，對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、技術(shù)模式、與智能電網(wǎng)的關(guān)系，以及如何以“互聯(lián)網(wǎng)+”的方式表達(dá)等問(wèn)題作了深入研究，提出了新的見(jiàn)解。1能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)有歧義的概念互聯(lián)網(wǎng)(Internet)作為一個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，指的是由無(wú)數(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)形成的覆蓋全球的信息共享網(wǎng)絡(luò)。將能源與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，構(gòu)成“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念，這是美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰里米˙里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書(shū)中正式提出來(lái)的。里夫金說(shuō)，歷史上經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的變革離不開(kāi)能源革命和通信革命兩大因素，正是它們的發(fā)生和結(jié)合引發(fā)了新一輪的工業(yè)革命。目前一場(chǎng)以可再生能源替代化石能源的革命正在興起，通信領(lǐng)域在過(guò)去的25年里也出現(xiàn)了偉大的變革，即互聯(lián)網(wǎng)革命，這就促使他將能源革命與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)系在一起。他認(rèn)為可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源相融合，將全球的電力網(wǎng)變?yōu)槟茉垂蚕砭W(wǎng)絡(luò)，使億萬(wàn)人能夠在家中、辦公室、工廠生產(chǎn)可再生能源并與他人分享。這個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)的工作原理類似于互聯(lián)網(wǎng)，分散型可再生能源可以跨越國(guó)界自由流動(dòng)，正如信息在互聯(lián)網(wǎng)上自由流動(dòng)一樣，每個(gè)自行發(fā)電者都將成為遍布整個(gè)大陸的、沒(méi)有界限的綠色電力網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。這是最早也是最“正宗”的關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想。毫無(wú)疑問(wèn)這一構(gòu)想符合能源革命的方向，也十分美好，但不能不指出的是其中存在著不可忽視的技術(shù)失誤：能源共享網(wǎng)絡(luò)(即電網(wǎng))與互聯(lián)網(wǎng)的工作原理不是類似而是截然不同，能源(電力)不可能像信息那樣在全世界自由流動(dòng)。事實(shí)上由于電網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)彼此的結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)特性、傳輸方式和載體，以及運(yùn)行所遵循的物理規(guī)律完全不同，電力在電網(wǎng)中傳輸受到的約束要比信息在互聯(lián)網(wǎng)中傳輸受到的多得多、大得多，不僅有電壓、頻率、功率平衡、電能損耗、傳輸能力的約束，還有暫態(tài)、動(dòng)態(tài)、熱穩(wěn)等各種安全穩(wěn)定極限的限制，因此電力很難像信息那樣可以在任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間自由交互。那種認(rèn)為只要電網(wǎng)不斷擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)全球電網(wǎng)互聯(lián)就解決了電力從一點(diǎn)到任一點(diǎn)的輸送問(wèn)題，是一種誤導(dǎo)或誤解;即使在較遠(yuǎn)的將來(lái)，超導(dǎo)輸電在電網(wǎng)中的應(yīng)用與今天光纖在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用一樣普遍，并且采用直流電網(wǎng)為主干網(wǎng)架時(shí)，也不能完全做到。此外，由于電力具有同質(zhì)化、一次性消耗、不能重復(fù)“分享”的特點(diǎn)(信息則具有個(gè)性化、長(zhǎng)期保存、可重復(fù)分享的特點(diǎn))，也決定了電力并非都有必要像信息一樣在任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸。世界上不存在沒(méi)有界限、工作原理類似于互聯(lián)網(wǎng)的能源共享網(wǎng)絡(luò)，也沒(méi)有不受約束可以在任何范圍內(nèi)自由傳輸?shù)哪茉?電力)。但如果僅在一個(gè)局部區(qū)域，如一片社區(qū)或一座城市甚至更大范圍內(nèi)，遵照電網(wǎng)運(yùn)行的客觀規(guī)律并根據(jù)用電負(fù)荷的需求和特性，對(duì)各種分布式電源、儲(chǔ)能裝置、微電網(wǎng)、配電網(wǎng)以及主干網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)，同時(shí)采用先進(jìn)的信息和自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行智能化協(xié)同調(diào)度管理，實(shí)現(xiàn)里夫金的構(gòu)想則是可能的。必須承認(rèn)作為一個(gè)翻譯的漢語(yǔ)詞組，能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)有歧義的概念。這里的“互聯(lián)網(wǎng)”如果看作是專業(yè)術(shù)語(yǔ)Internet，按詞面理解的意思應(yīng)當(dāng)是“傳輸能源的Internet”，顯然這在技術(shù)上不成立。如果將“互聯(lián)網(wǎng)”看作是一個(gè)普通漢語(yǔ)名詞而非Internet，則可認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)就是“能源的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)”。在此前提下還有兩種不同的理解：一是認(rèn)為各種能源，如水能、核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、天然氣、煤炭轉(zhuǎn)化為電能后都要匯入電網(wǎng)，因此電網(wǎng)是天然的能源互聯(lián)網(wǎng);二是認(rèn)為真正的能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)是包括電網(wǎng)、油網(wǎng)、氣網(wǎng)、熱力網(wǎng)在內(nèi)的綜合能源網(wǎng)。盡管兩種理解都講得通，但不把“互聯(lián)網(wǎng)”看作是Internet，顯然不符合這個(gè)概念的本意。這種因語(yǔ)言表達(dá)規(guī)律差異而帶來(lái)的困擾是客觀存在的，因此通過(guò)認(rèn)真討論，統(tǒng)一認(rèn)識(shí)十分必要。2能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與新能源革命思想由于能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想在技術(shù)上受到質(zhì)疑，作為經(jīng)濟(jì)學(xué)家的杰里米˙里夫金后來(lái)解釋說(shuō)，提出能源互聯(lián)網(wǎng)主要是源于哲學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)層面的思考，他承認(rèn)能源互聯(lián)網(wǎng)不是一種新的能源技術(shù)模式或體系，而只是一種新能源經(jīng)濟(jì)思想。這是一個(gè)十分重要的說(shuō)明，可以說(shuō)是正確認(rèn)識(shí)能源互聯(lián)網(wǎng)概念本質(zhì)和內(nèi)涵的一把鑰匙，但遺憾的是里夫金的這個(gè)解釋幾乎被人們完全忽視了。新能源經(jīng)濟(jì)思想實(shí)質(zhì)上就是新能源革命思想。根據(jù)里夫金的論述以及世界各國(guó)能源革命的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，它的要點(diǎn)可以概括如下：一、新一輪的能源革命是不可抗拒的歷史潮流，能源革命的目的是以可再生能源逐步取代化石能源，阻止地球生態(tài)環(huán)境的惡化，實(shí)現(xiàn)能源以及人類的可持續(xù)發(fā)展。二、能源的生產(chǎn)和消費(fèi)方式將融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù)，可再生能源的開(kāi)發(fā)將以分布式為主，公眾既是能源的消費(fèi)者同時(shí)又是生產(chǎn)者，世界將迎來(lái)能源綠色化、分散化、多元化、民主化的新時(shí)代。三、具有集中、垂直、單向特點(diǎn)的傳統(tǒng)電網(wǎng)將向相對(duì)分散、扁平和雙向互動(dòng)的新型電網(wǎng)轉(zhuǎn)型，與此同時(shí)傳統(tǒng)的電網(wǎng)公司也將由單一的自上而下的電力供給者，轉(zhuǎn)變?yōu)榘茉葱畔⒃趦?nèi)的服務(wù)提供商，與用戶雙向共同管理能源的生產(chǎn)和消費(fèi)。四、能源的綠色化需要經(jīng)歷一個(gè)化石能源與可再生能源并存的混合能源時(shí)期，要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，采用智能化手段協(xié)調(diào)控制各類能源的開(kāi)發(fā)和利用，優(yōu)化能源配置，最大限度提高能源利用率。五、分布式能源生產(chǎn)方式和能源民主化將為社會(huì)創(chuàng)造出數(shù)以百萬(wàn)甚至千萬(wàn)計(jì)的就業(yè)崗位，成為第三次工業(yè)革命和新經(jīng)濟(jì)的重要支柱。不難看出新能源革命思想的精髓，就是通過(guò)在能源革命中融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源的綠色化、高效化和民主化，能源互聯(lián)網(wǎng)概念正是這一思想的集中體現(xiàn)。因此，能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵可表述為“在規(guī)劃建設(shè)中融入互聯(lián)網(wǎng)理念和現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低碳、綠色能源高效、分散、智能和民主化利用的輸送和配置能量的網(wǎng)絡(luò)”。建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)就是建設(shè)符合這一內(nèi)涵要求的能源網(wǎng)絡(luò)。3智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式智能電網(wǎng)(SmartGrid，或稱智慧電網(wǎng))是融入了互聯(lián)網(wǎng)理念，以“綠色、高效”為目標(biāo)，以雙向互動(dòng)和扁平化為主要特征，以現(xiàn)代信息和儲(chǔ)能技術(shù)為支撐的新一代智能化電網(wǎng)。智能電網(wǎng)有狹義和廣義之分，狹義的智能電網(wǎng)指以分布式電源為基礎(chǔ)的低碳綠色小微電網(wǎng)，它們既可單獨(dú)運(yùn)行亦可與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。廣義的智能電網(wǎng)指包括有集中式電源的整個(gè)區(qū)域性和全國(guó)性的低碳綠色電網(wǎng)。電網(wǎng)特有的功能以及智能電網(wǎng)在能源綠色化中不可替代的地位和作用，決定了智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式。事實(shí)上，杰里米˙里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書(shū)中構(gòu)想的“能源共享網(wǎng)絡(luò)”，指的就是智能電網(wǎng)。能源互聯(lián)網(wǎng)與智能電網(wǎng)的關(guān)系是內(nèi)涵與外延的關(guān)系，智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)概念(內(nèi)涵)的外延。它們之間也可以看作是宏觀指導(dǎo)思想與具體技術(shù)模式的關(guān)系，能源互聯(lián)網(wǎng)概念揭示能源和電網(wǎng)的發(fā)展方向，智能電網(wǎng)建設(shè)提供具體的技術(shù)方案。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的研究，絕大部分內(nèi)容其實(shí)都屬于智能電網(wǎng)建設(shè)的范疇，比如分布式能源接入電網(wǎng)、微電網(wǎng)的運(yùn)行控制和互聯(lián)、需求響應(yīng)資源的整合利用、電動(dòng)汽車(chē)充放電設(shè)施的建設(shè)運(yùn)行、家庭用電智能化，以及能量(電力)路由器的研發(fā)建設(shè)等。這些內(nèi)容或者以電網(wǎng)為基礎(chǔ)、對(duì)象，或者本身就是電網(wǎng)的一個(gè)部分、一種設(shè)施，無(wú)論它們?cè)鯓尤谌胄畔⒓夹g(shù)，無(wú)論它們的信息與電力設(shè)施一體化程度有多高，目的都是為了使電網(wǎng)更好地實(shí)現(xiàn)綠色化、柔性化、智能化和高效化。有一個(gè)情況值得深思，歐美不僅沒(méi)有關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)的爭(zhēng)論，實(shí)踐中更是很少使用這一概念。比如美國(guó)還有一本以新能源革命為主題的書(shū)，叫《重塑能源：新能源世紀(jì)的商業(yè)解決方案》(中譯本2014年6月出版)，作者是著名能源專家艾默里˙洛文斯。他在書(shū)中分析了美國(guó)到2050年可再生能源發(fā)電量達(dá)到電力總需求80%應(yīng)采取的途徑，肯定了智能電網(wǎng)在重塑能源和加速傳統(tǒng)電力系統(tǒng)變革中的作用，卻自始至終沒(méi)有提到能源互聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念。觀察德國(guó)的情況也能發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)談?wù)摰膸缀跛心茉椿ヂ?lián)網(wǎng)的東西，都包括在他們的智能電網(wǎng)建設(shè)中。中國(guó)人曾經(jīng)對(duì)智能電網(wǎng)(SmartGrid)也充滿了熱情，但似乎一夜之間這種熱情都轉(zhuǎn)向了能源互聯(lián)網(wǎng)，究其原因是我國(guó)智能電網(wǎng)的建設(shè)出現(xiàn)了大的偏差。必須指出，智能電網(wǎng)建設(shè)是在新一輪能源革命的大背景下提出來(lái)的，因此它不是傳統(tǒng)電網(wǎng)原有的自動(dòng)化、智能化建設(shè)的簡(jiǎn)單延續(xù)和提高，而是傳統(tǒng)電網(wǎng)走向綠色化、民主化的一場(chǎng)深刻變革。但由于目前我國(guó)的智能電網(wǎng)建設(shè)基本上以傳統(tǒng)電網(wǎng)的智能化建設(shè)為主，導(dǎo)致很多人產(chǎn)生了誤解。還有一個(gè)重要原因，就是智能電網(wǎng)的建設(shè)被交流特高壓綁架了。多年來(lái)我國(guó)大部分地區(qū)電網(wǎng)的建設(shè)都是以交流特高壓電網(wǎng)建設(shè)為中心，電網(wǎng)的建設(shè)工作基本上都要服從于和服務(wù)于這個(gè)中心，智能電網(wǎng)的建設(shè)也不列外。由于看不到智能電網(wǎng)建設(shè)在推動(dòng)我國(guó)能源綠色化、民主化，提高能源利用率，促進(jìn)分布式能源大發(fā)展中應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的重要作用，因此無(wú)數(shù)以能源革命為己任的有志之士，自然將希望寄托在了能源互聯(lián)網(wǎng)上，不惜重新回到源頭，再次揚(yáng)帆起航。其實(shí)這是本不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)的情況，既可嘆亦可贊。4第二種技術(shù)模式與“互聯(lián)網(wǎng)+”表達(dá)式智能電網(wǎng)是能源互聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)模式，但不是唯一模式。由于能源的綠色化不可能一蹴而就，特別是在我國(guó)，可再生能源與化石能源混合作用的時(shí)期可能會(huì)更長(zhǎng)。為了提高各類能源的綜合利用效率，促進(jìn)能源向低碳化、綠色化方向更好更快發(fā)展，能源互聯(lián)網(wǎng)無(wú)疑還有第二種技術(shù)模式，這就是智慧能源網(wǎng)。該網(wǎng)絡(luò)是由輸配電網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、冷熱氣網(wǎng)等構(gòu)成的包含分布式能源轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存設(shè)施在內(nèi)的綜合能源網(wǎng)，通過(guò)統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)和智能化控制技術(shù)進(jìn)行協(xié)同調(diào)度管理，適時(shí)提供氣、電、冷、熱多品種能源，互助互補(bǔ)滿足用戶需求，實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用和產(chǎn)能端與用能端的智能匹配，最大限度提高能源綜合利用率。智慧能源網(wǎng)與智能電網(wǎng)都是能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)模式，但兩者側(cè)重點(diǎn)各有不同。智能電網(wǎng)以電力系統(tǒng)為研究對(duì)象，以綠色化為主要目標(biāo);智慧能源網(wǎng)則重點(diǎn)研究各類能源的相互轉(zhuǎn)換以及各種能源網(wǎng)間的協(xié)同配合和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)等問(wèn)題，主要目標(biāo)是最大限度提高能源的利用率以及清潔能源的消費(fèi)比例。在一個(gè)園區(qū)、一座城鎮(zhèn)，或一個(gè)更大的區(qū)域里，能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)采用何種技術(shù)模式，需要因地制宜根據(jù)實(shí)際可利用的能源資源情況確定。可以肯定，隨著可再生能源轉(zhuǎn)換、利用、儲(chǔ)存技術(shù)的進(jìn)步，以及能源綠色化程度的不斷提高，智能電網(wǎng)與智慧能源網(wǎng)將向著合二為一形成新型綜合能源供給體系的方向發(fā)展。目前智慧能源網(wǎng)的建設(shè)以“泛能網(wǎng)”的形式，已經(jīng)在一些地方取得了可喜的成績(jī)和寶貴的經(jīng)驗(yàn)。能源互聯(lián)網(wǎng)的兩種技術(shù)模式，在今天“互聯(lián)網(wǎng)+”的時(shí)代可以采用類似的方式進(jìn)行表示，使其更具時(shí)代色彩。其中智能電網(wǎng)可表示為“綠色電網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”，智慧能源網(wǎng)可表示為“能源網(wǎng)+互聯(lián)網(wǎng)”。這樣表示的優(yōu)點(diǎn)，一是概念明確，針對(duì)性強(qiáng)。每個(gè)表達(dá)式中的“互聯(lián)網(wǎng)”一詞除指Internet外，不可能再有別的解釋。智能電網(wǎng)的表達(dá)式中，電網(wǎng)之前加“綠色”二字，點(diǎn)出了智能電網(wǎng)的本質(zhì)所在，有助于人們?cè)谥悄茈娋W(wǎng)建設(shè)中把握正確的方向。智慧能源網(wǎng)的表達(dá)式中，直接使用“能源網(wǎng)”一詞指明能源互聯(lián)網(wǎng)第二種技術(shù)模式的基本特征，避免了不必要的誤解。二是突出了研究對(duì)象的特點(diǎn)和難點(diǎn)。“綠色電網(wǎng)”與“能源網(wǎng)”都是網(wǎng)絡(luò)，它們與互聯(lián)網(wǎng)相加是兩種網(wǎng)絡(luò)的“融合”，無(wú)疑具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性，強(qiáng)調(diào)“網(wǎng)絡(luò)”可提醒人們不能用處理一般“互聯(lián)網(wǎng)+”的方法來(lái)解決其中的問(wèn)題。此外，需要說(shuō)明的是之所以采用“+互聯(lián)網(wǎng)”而不采用“互聯(lián)網(wǎng)+”的表達(dá)方式，是因?yàn)楫?dāng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的對(duì)象亦為一種網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，若將“互聯(lián)網(wǎng)+”置前，容易使人將信息網(wǎng)絡(luò)誤解為是其