打破能源系統壁壘,促進能源產業模式升級
發布者:lzx | 來源:中國能源報 | 0評論 | 712查看 | 2019-07-23 10:13:03    

“互聯網+”智慧能源,即“能源互聯網”是近幾年能源行業不斷探索的領域。今年4月底,入選國家能源局首批能源互聯網示范項目迎來“驗收大考”。截至目前,驗收工作尚未結束,各能源互聯網項目有經驗,有波折,在技術和落地項目上各有特色,依然在探索中前行。


人類的能源利用歷史可以追溯到100多萬年前的鉆木取火,而化石能源的大規模利用卻是從17世紀末發明蒸汽機以后才開始的。以當前的能源消耗速度,全球化石能源最多只能維持兩三百年。在人類利用能源的歷史長河中,五六百年的化石能源史僅是滄海一粟,在可預見的未來,可再生能源可能會替代化石能源開啟人類能源史的新篇章。


反觀目前的能源系統,人類社會對化石能源的過度依賴衍生出了集中式的能源管理體系,使其具有天然的壟斷性和利益的獨占性。構建用戶主導的以綠色低碳清潔能源為載體的自下而上的分布式能源體系,實現各種能源形式的區域綠色生產、轉換和消納,有望實現能源產業模式的升級。


“自能源”終端樞紐打破能源系統壁壘


能源樞紐是實現能源互聯網的基礎,通過打造能源樞紐可以實現電力網絡、供熱網絡和天然氣網絡之間能源流、信息流和業務流的轉換與對接。


然而,考慮到能源轉換設備效率對能源利用率的影響、跨網信息交互技術以及全網信息公開造成的信息安全問題、能源交易機制不同帶來的系統優化問題、不同能源時空尺度差異導致的能源調度問題和結算體制不同引起的利益分配問題等,由傳統能源企業資源、利益的高度集中產生的電-熱-氣網間壁壘短期難以有效打破,在能源網側建立能源樞紐實現多種能源轉換短期難以大規模推行。


由終端用戶主導的“自媒體”的爆發導致了互聯網行業的跨越式發展,產生了很多新的業態,這一成功案例也可以推廣到能源互聯網行業。在能源互聯網發展初期,我們可以主動將多能源互聯節點下沉到用戶端,在終端實現多種能源的轉換,這類具有能源樞紐特點的能源終端被定義為“自能源”。


自能源作為能源互聯網的能源終端,是由多種能源耦合而成的小型能源自治區域,具有全雙工、分布式、對等化和智能化的重要特性。以終端樞紐打破不同能源系統壁壘,首先要在研究自能源的優化控制方法和智能算法的基礎上,融合能源路由技術、多能源存儲技術、多能源轉換技術,從能源互聯網邊緣實現多種能源的樞紐和互聯。然后自能源根據自身能源需求,優化調度內部設備的能源輸出,從而達到自能源體的經濟運行。


開放平臺提升能源終端分配效率


縱觀互聯網的發展歷程,之所以能出現爆發式增長與群眾廣泛參與、平臺開放便捷是密不可分的,這種自下而上的互動結構極大地增加了用戶的參與感和積極性。有鑒于此,在建設能源互聯網過程中需要提供一個能夠實現眾多能源供應商和終端能源用戶主動便捷參與的能源交易互動平臺,由傳統的“B2C”能源銷售模式轉型為“B2C-C2C”混合交易模式,將能源交易平臺塑造成為能源界的“阿里巴巴”。


能源交易平臺不僅可以為能源終端提供低價、優質的能源商品,同時,針對不同的能源供需情況和源荷儲特性為參與者提供個性化、定制化的服務,參與者可以在平臺上自由進行不同形式的能源跨時空交易,從而實現能源的高效利用與良性互動。


正如電商通過互聯網將生產廠家與消費者直面一樣,自能源通過平臺與區域內其他自能源及能源供應商進行匹配,從而實現能源供應與需求的面對面,能有效減少能源傳輸交易環節,降低能源交換成本。自能源作為能源互聯網的草根階層,是參與能源交易平臺的主力軍,通過參與能源交易充分優化能源市場環境,促進綠色能源高效利用,最大程度地實現能源資源的合理配置。


以群體共享促進能源產業模式升級


以低碳綠色為方向、以資源共享為目標的能源技術革命是促進能源產業由壟斷模式轉型為良性競爭模式的關鍵。在構建了終端能源樞紐以及能源交易互動平臺的基礎上,在資源共享的產業模式下,自能源體可以通過能源互聯網平臺獲得優質低價甚至部分免費的信息、計算資源、知識、服務以及能源本身。


可以預期的是,這是一場能源供應商、終端自能源體、能源網絡運營商、能源交易平臺之間的非零和博弈,廣大能源終端用戶的參與熱情一旦被激發,能源市場的規模將在一定時期內呈現指數級增長,最終形成一場全民參與的能源轉型升級盛宴,達成所有參與者的多贏格局。


在這種扁平化的能源供需結構下,通過資源共享,輔以5G通訊、大數據挖掘、人工智能、物聯網、云-邊協同等先進技術,實現能源數據的復制復用和能源知識的智能處理分析。基于可再生能源邊際成本遞減的特性,利用儲能協同控制技術、能源共享協議等實現能源的錯時復用共享,以錯時復用的形式最大化可再生能源的利用率,使得能源可以像信息一樣復制共享,實現能源的有效共享。


隨著各能源系統之間的壁壘逐漸消除,能源交易平臺的日臻完善,能源互聯網的未來愿景將日益清晰。而自下而上的改革,也更有利于能源互聯網示范工程的落地。在未來的某一天,每個人都能使用到智能、廉價且綠色的能源。


我們可以假想一個普通上班族的一天:在清晨準備上班時,通過能源共享協議,電動汽車借用了昨夜鄰居風力發電多余電量將電池充滿,而在白天屋頂的光伏發電將借用電量按照協議還給了鄰居,同時通過智能終端將剩余的光伏發電量以競價模式在能源交易平臺上出售;在公司上班過程中,停車場根據每輛汽車預定的離開時間以及電池共享協議,在滿足離開時最少電量要求的前提下,對連接充電樁的電動汽車儲能電池進行充放電規劃,從而實現通過能源網絡的削峰填谷收益實現電動汽車免費充電并獲益;晚上回到家中,調用白天通過光伏發電為區域共享儲能設備存儲的電量來滿足夜間用電需求。這樣在一天結束時,我們享用到了無碳排、零費用且全時段的能源供給。


歷史經驗告訴我們,在互聯網時代,得用戶者得天下。通過推行終端能源樞紐、構建能源開放平臺、建立能源共享互動交易模式,激發終端用戶參與能源互聯網的熱情,推動能源互聯網自下而上的快速發展,不久的將來,我們所描繪的未來自由能源愿景有望實現。

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