谈谈全球能源互联网

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前言

全球能源互联网的理念是‘电从远方来,来的是清洁电’,其中最大胆的设想是将分布在世界各地的清洁能源,包括一极一道(北极、赤道)的风能、太阳能,应用特高压输电技术,去中心化的调配算法,通过跨国骨干电网互联,按需输送到世界各地。我们每个人不仅是能源的消费者,在未来会成为能源的生产者,我们也许会迎来一个更加激动人心的能源互联网时代。

能源互联网概述

能源互联网可理解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, 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。

物联是基础,能源互联网用先进的传感器、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。

大数据分析、机器学习和预测是能源互联网实现生命体特征的重要技术支撑:能源互联网通过整合运行数据、天气数据、气象数据、电网数据、电力市场数据等,进行大数据分析、负荷预测、发电预测、机器学习,打通并优化能源生产和能源消费端的运作效率,需求和供应将可以进行随时的动态调整。

能源互联网将有助于形成一个巨大的能源资产市场,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。

能源互联网的发展阶段

能源行业正处在这样的一个启蒙阶段,叫能源自由化的阶段。“能源+互联网”实现能源自主可控。我们可以有一个集中的运行控制中心,这个控制中心甚至可以在手机上来操控,这样的意义就是能源的自主可控,这些都是能源互联网展现给我们的未来场景

未来如果这种分布式的光伏或者风能,能够逐渐地以分布式、互联网的形式普及,就可以通过区域能源的形式,推出一种自下而上构建的能源基础设施,以区域为中心来运营的能源形式。

能源互联网建设需要能量路由器。建互联网时有很多路由器在底层分发信息,

未来能量路由器之间通过交流或直流电网的技术连接,形成一个互联系统后既能保证分布式的能源和用户运营的灵活性,又可以保证整个系统的安全性、稳定性。对于能源系统安全、可靠、稳定是最大的前提,不能因为互联而互联,而是要更大程度上保障它的可靠性。

能源互联网的特征

①可再生能源是能源互联网的主要能量供应来源。可再生能源发电具有间歇性、波动性,其大规模接入对电网的稳定性产生冲击,从而促使传统的能源网络转型为能源互联网。

②由于可再生能源的分散特性,为了最大效率的收集和使用可再生能源,需要建立就地收集、存储和使用能源的网络,这些能源网络单个规模小,分布范围广,每个微型能源网络构成能源互联网的一个节点。

③互联性:大范围分布式的微型能源网络并不能全部保证自给自足,需要联起来进行能量交换才能平衡能量的供给与需求。能源互联网关注将分布式发电装置、储能装置和负载组成的微型能源网络互联起来,而传统电网更关注如何将这些要素接进来。

④开放性:能源互联网应该是一个对等、扁平和能量双向流动的能源共享网络,发电装置、储能装置和负载能够“即插即用”,只要符合互操作标准,这种接入是自主的,从能量交换的角度看没有一个网络节点比其它节点更重要。

⑤智能化:能源互联网中能源的产生、传输、转换和使用具备一定的智能。

能源互联网实现可能性极高

全球能源互联网在未来实现的概率是100%,只不过是时间问题罢了。全球能源分布不均衡是根本原因,对于能源过剩的国家来说,能源堆在自己家里也是浪费,不如把它卖掉花钱,对于能源吃紧的国家来说,自己花费大力气建设能源设施,还要面对高峰和低谷的协调,不如加入全球能源互联网分享资源。

除此之外,特别是电力资源更是迫切需要这样的能源互联网,电力供应是一项时刻都在变化的工程,如果持续按照高峰期发电,那么到了低谷期就会有大量的电力白白浪费掉。

综上,当全球能源互联网建设起来之后,当一个地区的电力供大于求时,就可以通过能源互联网输送给处在高峰期的地区,大大节省了资源保护了环境。

能源互联网建设的要求

○1电力供应智能化,即智能电网的建设,可以达到电力智能分配的要求。

○2需要稳定的外部环境进行保障,谁也不想辛辛苦苦建设的能源互联网在战争或者动乱中被损毁,所以区域和平就是很重要的条件。

○3需要统一能源标准,例如许多国家的生活用电是220V,有些国家则是110V,这是从小了讲,从大了讲有的国家还是普通高压输电,另一些国家已经是特高压输电。这些有关能源的标准如果不可以统一,能源互联网就很难建设起来。

○4经济体之间要合理分担责任,发达国家和发展中国家在建设能源互联网中,发达国家要主动承担大部分的经济负担,显然这条是最难达到的,恰恰这条也是各国最关注的一条。

对能源互联网未来的预测

新能源被认为是“互联网+”行动计划的突破口,能源互联网相关话题也就此不断掀起热潮。业内人士预计能源互联网的市场规模至少在5万亿以上,这绝对是一块令人眼红的巨无霸蛋糕。

全球能源互联网实质是“智能电网+特高压电网+清洁能源”,是清洁能源在全球范围大规模开发、输送和使用的重要平台。

依托全球能源互联网,将推动以水、风、光等清洁能源满足全球电力需求,

到2050年,全球清洁能源发电装机占比将达到80%以上,每年可减少污染物排放6.3亿吨,能源消费排放的二氧化碳降至1990年的一半以下,实现人人享有可持续能源,根本解决全球能源、气候、环境等领域重大问题,并有力推动水资源可持续发展。

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。

随着技术进步和规模化发展,全球陆上风电、光伏发电的竞争力将在2025年前全面超过化石能源。到2050年,全球清洁能源占一次能源消费比重超过70%,清洁能源发电装机占总装机比重超过80%。未来,全球电网互联方式将发生重大转变,从小功率交换、余缺互济为主,向大容量输电、大型能源基地向负荷中心直送直供转变。

结尾

在能源供给侧实施清洁替代,在能源消费侧实施电能替代,形成清洁主导、电力为中心的能源格局,是世界能源转型大趋势。也就是说在全球能源互联网时代能源在理论上是用不完的。

目前,全球能源互联网建设已进入战略实施关键期。全球能源互联网发展合

作组织已成立了全球能源互联网大学和智库联盟,电力、装备、金融及非洲、阿拉伯国家能源互联网可持续发展联盟等正在筹建中,电力企业要抢抓机遇,在加快转型和强化创新中实现高质量发展。同时我们作为电气工程的学生也应该抓住机遇,强化实力在全球能源互联网的发展中贡献一份力量。

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