能源互聯(lián)網(wǎng)提供了一系列技術(shù)手段和解決方案，并且已經(jīng)在初步應(yīng)用中被實踐證明是行之有效的，取得了不錯的實效。
近半個世紀(jì)以前，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)的雛形初顯時，應(yīng)該沒有人會預(yù)料到這將是人類歷史上最偉大的技術(shù)發(fā)明之一。現(xiàn)如今，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會的各個環(huán)節(jié)，深刻改變著政治、經(jīng)濟、文化等方面的格局。尤其是在商業(yè)領(lǐng)域，憑借技術(shù)先進(jìn)和高度開放的先天優(yōu)勢，互聯(lián)網(wǎng)成為傳統(tǒng)行業(yè)升級換代的引擎，并為新興技術(shù)和企業(yè)，通過彎道超車突破傳統(tǒng)技術(shù)和壟斷企業(yè)的包圍提供了可能。這對于必須順應(yīng)時代潮流，亟待打破封閉保守、推倒重重壁壘的能源行業(yè)而言，意義更加重大。
事實上，借助互聯(lián)網(wǎng)重塑能源行業(yè)的構(gòu)想并不是當(dāng)下才有的。早在2008年，美國人就提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的概念。只是由于能源行業(yè)牽涉的內(nèi)容過于龐雜，即使到了今天，學(xué)界以及業(yè)界也沒有就能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵、外延達(dá)成共識。但是從專家學(xué)者的解讀中，我們還是可以對能源互聯(lián)網(wǎng)有所管窺。簡單來說，能源互聯(lián)網(wǎng)就是以電力系統(tǒng)為核心，利用互聯(lián)網(wǎng)的思維和技術(shù)改造傳統(tǒng)能源行業(yè)，形成集生產(chǎn)、傳輸、消費、存儲等環(huán)節(jié)于一體的互聯(lián)互通的能源生態(tài)體系。
誕生于現(xiàn)實基礎(chǔ)
從過往的人類發(fā)展史來看，任何新興事物的誕生都離不開與其對應(yīng)的現(xiàn)實基礎(chǔ)。能源互聯(lián)網(wǎng)概念被提出后的數(shù)年，一直沒有引起太多人關(guān)注，直到近兩年才成為“香餑餑”。尤其是在國內(nèi)，更是持續(xù)升溫，臨近沸點。這種現(xiàn)象的背后，也有著深刻的時代背景作支撐。
伴隨著三次工業(yè)革命的演進(jìn)，人類的用能方式也在不斷轉(zhuǎn)變。從最初的柴薪時代到煤炭和油氣時代，傳統(tǒng)能源在推動社會進(jìn)步的同時，也讓我們付出了慘重的環(huán)境代價。愈演愈烈的霧霾等環(huán)境問題已經(jīng)揭示，依靠高耗能、重污染的發(fā)展模式不可持續(xù)，實現(xiàn)100%使用可再生能源勢在必行。這是一場以能源生產(chǎn)清潔化和能源消費電氣化為核心特征的新型能源革命，其終極目標(biāo)就是建立一個以可再生能源為核心的清潔、高效、經(jīng)濟、安全、可持續(xù)的現(xiàn)代能源體系。在這一目標(biāo)的實現(xiàn)過程中，能源互聯(lián)網(wǎng)將是核心的技術(shù)手段。
能源互聯(lián)網(wǎng)誕生的另一個現(xiàn)實基礎(chǔ)是信息技術(shù)的飛速發(fā)展。摩爾定律、吉爾德定律、梅特卡夫定律和亨迪定律，分別對計算能力、網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)價值效應(yīng)、數(shù)字傳感器，從技術(shù)發(fā)展速度和社會經(jīng)濟價值角度給出了準(zhǔn)確的總結(jié)和預(yù)測。摩爾定律揭示了計算能力進(jìn)步的速度，關(guān)于“計算機性能每24個月提升一倍”的預(yù)言，在半個世紀(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、價值3500萬美元的克雷-2(Cray-2)超級計算機具備一樣的計算速度。吉爾德定律對網(wǎng)絡(luò)帶寬的發(fā)展速度和成本降低趨勢給出了準(zhǔn)確的描述，他預(yù)測主干網(wǎng)帶寬的增長速度每8個月就增長一倍，并且隨著使用者的增多，成本也在快速下降。不僅是有線網(wǎng)絡(luò)的速度增長迅猛，移動網(wǎng)絡(luò)也從2G跨入了4G。就是5年前，通過手機進(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)的價值與網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的平方成正比，即網(wǎng)絡(luò)價值隨著網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)量的增加而呈幾何數(shù)級增長，就像電話網(wǎng)絡(luò)一樣，一個人的電話是沒有價值的，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?？纯船F(xiàn)在一個可握在手里的智能手機，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)級進(jìn)步，促成了一個目標(biāo)的實現(xiàn)，即“連接一切”。從傳統(tǒng)的門戶網(wǎng)站、網(wǎng)商、即時通信這種人與人的聯(lián)接，到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)形式的機器與機器的聯(lián)接，最終形成人、機器、過程和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。這是一個基于各種傳感器信息的數(shù)據(jù)大爆炸時代，也是一個基于萬物互聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)的智能化時代。在這個時代里，我們可以讓機器幫助我們感知一切，優(yōu)化決策，高效執(zhí)行。
可重塑能源系統(tǒng)
依托信息技術(shù)，建立和使用能源互聯(lián)網(wǎng)最終是為了助推能源革命，即運用互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)和思維解決變革中遇到的主要矛盾和問題。目前來看，雖然進(jìn)行能源革命在全球已經(jīng)成為社會共識，但要將其全面推行下去，依然面臨一些亟需解決的難題，包括：一是全社會能源需求量龐大，并且浪費嚴(yán)重，效率不高，需要大力推進(jìn)節(jié)能提效;二是我國的能源需求端和供應(yīng)端存在嚴(yán)重不對稱，需要在兩者之間建立互聯(lián)互通;三是隨著越來越高比例可再生能源電力的接入，電力生產(chǎn)和供應(yīng)的分散性和波動性都會提高，現(xiàn)有的電力系統(tǒng)需要進(jìn)行重構(gòu);四是風(fēng)電場、光伏電站等波動性電源的運行效率和水平還有待提高。
針對上述問題，能源互聯(lián)網(wǎng)提供了一系列技術(shù)手段和解決方案，并且已經(jīng)在初步應(yīng)用中被實踐證明是行之有效的，取得了不錯的實效。
目前，傳感技術(shù)、智能建筑以及智能家居等技術(shù)得以推廣，并展示出巨大的節(jié)能降耗潛力。德國法蘭克福市就啟動了一個以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的項目，對未來建筑中的能源體系建構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，以實現(xiàn)商業(yè)園區(qū)等的零排放。此外，蘋果公司在2014年6月發(fā)布的智能家居管理應(yīng)用HomeKit，可讓用戶通過iPhone和 iPad等設(shè)備實現(xiàn)對門窗、燈光、溫控器和插座等的控制。此前的2014年初，谷歌則以32億美元收購了智能家居公司Nest。該公司生產(chǎn)的智能恒溫器內(nèi)置一套算法，可以“學(xué)習(xí)”用戶的喜好并據(jù)此自動控制室溫。這些應(yīng)用和設(shè)備既提高了人們生活的便捷度和舒適性，又極大地減少了日常生活中的能源浪費，是通過能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)節(jié)能降耗的典型應(yīng)用案例。
在重塑電力系統(tǒng)方面，能源互聯(lián)網(wǎng)將是下一代電力系統(tǒng)的核心技術(shù)支撐。借助高速數(shù)據(jù)傳輸線路、大容量數(shù)據(jù)存儲設(shè)備以及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，未來的電力系統(tǒng)將是高度雙向性和智能化的。供需雙方的信息保持時時互聯(lián)互通，電力價格將由供需關(guān)系隨時調(diào)整確定，價格將取代頻率成為調(diào)節(jié)供需平衡的有效信號，從而使電力回歸其特有的商品屬性。在該系統(tǒng)中，原有商業(yè)模式將被打破，并重構(gòu)出一個以可再生能源發(fā)電為核心的生態(tài)圈。眾多企業(yè)創(chuàng)造出各種新的能源應(yīng)用、配送以及投融資模式，比如美國OPower公司，它通過軟件對公用事業(yè)企業(yè)的能源數(shù)據(jù)以及其他第三方數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，為用戶提供一整套適合于其生活方式的節(jié)能建議。
就目前的情況來看，能源互聯(lián)網(wǎng)在提高可再生能源發(fā)電運行效率和降低成本方面的介入程度最深，效果也是最好的。從最初的選址開始，能源互聯(lián)網(wǎng)就在風(fēng)電場的建設(shè)中有了用武之地。基于高精度風(fēng)電場功率預(yù)測微觀選址技術(shù)、大數(shù)據(jù)中的尺度建模技術(shù)和衛(wèi)星遙感的物理建模技術(shù)，智慧微觀選址模式正在逐步取代花錢、花力氣、花時間尋找風(fēng)資源的傳統(tǒng)宏觀選址模式，實現(xiàn)以最低的成本快速、精確地找到最優(yōu)質(zhì)的風(fēng)資源。在風(fēng)電機組運行過程中，現(xiàn)有的技術(shù)已經(jīng)可以對設(shè)備進(jìn)行智能控制，即通過感知并預(yù)測設(shè)備所處的環(huán)境，根據(jù)各種風(fēng)況條件，由系統(tǒng)自動采取不同控制策略，確保做到降載增壽，提高發(fā)電效率。此外，眾多運維企業(yè)通過在風(fēng)電場安裝狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，并結(jié)合資產(chǎn)完整性管理理念，將故障維修從事后轉(zhuǎn)向事前，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，大幅減少停機檢修時間。這些技術(shù)手段在很大程度上提高了可再生能源發(fā)電的運行穩(wěn)定性，使其成為與傳統(tǒng)電廠一樣高效可靠電源。
當(dāng)然，以上只是能源互聯(lián)網(wǎng)無限潛力中被挖掘出來的一小部分。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，它還將釋放出更大的能量，徹底摧毀能源行業(yè)的封閉桎梏，使更多企業(yè)可以依靠多元化的商業(yè)模式參與同臺競技，在競爭中顯現(xiàn)可再生能源的經(jīng)濟性和清潔性優(yōu)勢，加速推進(jìn)能源革命的進(jìn)程，讓人類早日用上100%可再生能源。(秦海巖：系中國可再生能源學(xué)會風(fēng)能專業(yè)委員會秘書長、鑒衡認(rèn)證中心主任)
