全球能源領域的大变革

　　传统能源的不可再生性和不可持续性，倒逼人们不断探索可再生能源的发展。据《2019全球可再生能源现状报告》显示，相较于传统热电，可再生能源的成本竞争力在不断增强。截至2019年底，可再生能源的发电量已占全球总发电量的26%左右。此外，各类可再生能源的发电成本也在持续下降。在日照尤为充足的迪拜等地，太阳能价格仅仅只有全球太阳能平均价格的50%。
　　有人不禁会问，“蓝色星球”上的能源究竟是否紧张呢？答案居然是否定的！全球范围内的可再生清洁能源数量极为庞大，仅太阳能资源就有着100万亿之巨，此外还有丰富的风能、水能、潮汐能等资源，其能量远远超出了人类社会所需的全部能源总和。但这其中却有着一个极为棘手的问题，就是这些资源的分布极为不均。
　　令人欣喜的是，智能互联网时代的到来，带来了一场新的能源领域革命。随着互联网技术的高度发达，对于各类能源的利用已不再满足于清洁、高效和低成本，而是朝着优化控制、智能管理等网络化方向发展。通过智能能源互联网系统的打造，将能源和信息深度融合，并适应分布式的能源服务网络，从而推动电网和发电侧、需求侧之间交互推进，化解资源分布不均带来的问题。

“能源” “互联网”的全新体验

　　能源互联网这一新兴词汇，最初始于美国未来学家杰里米·里夫金（Jeremy Rifkin）所著的《第三次工业革命》一书中。里夫金预言道，一种以新能源和信息技术的深入融合为特征的全新能源利用体系，会在未来诞生。里夫金将这种全新的能源体系称之为“能源互联网”（Energy Internet），即是一种基于可再生能源的、开放共享的、分布式的网络体系。这一网络体系聚焦电网系统，将电力系统与供热网络、天然气网络以及交通网络等其他系统耦合形成了多网络系统。
　　能源互联网体系，由上而下分别为应用层、网络层和能源层。其以物联网作为核心基础，通过控制程序、软件应用程序和传感器，将能源生产端、传送端和消费端的巨量设备、系统相互连接，打造出作为核心的“物联基础”。大数据、深入学习、云计算和人工智能等，则为能源互联网提供了重要技术保障。如此一来，能源互联网就能够整合电网数据、运行数据、天气数据、电力市场数据等，做出大数据分析、机器学习和相应预测，从而优化能源生产和能源消费的运行效率，并根据供需关系来进行实时的动态调控。

能源互联网的关键技术

　　能源互联网的未来应用，有赖于各类关键技术的保驾护航，这些技术贯穿于能源尤其是可再生能源的生产、转换、传输、消费、服务等各个环节。

▲新型能源发电技术

　　一提及能源，绝大部分人脑海中的第一反应就是石油、煤炭等传统能源。随着石油、煤炭能源的日趋紧张及其导致的环境污染，直接影响到人类的生存与社会的发展。针对传统能源的“不可承受之殇”，能源互联网一经问世，就直接依托于各类可再生能源，并在其能源生产端引入了新型能源发电技术。新型能源并不仅仅只有太阳能、风力、生物能等可再生能源，还包括了海洋能、地热、页岩气和核电小堆等新型能源或资源。科学家在推动新型能源发电技术前行时，需要不断攻克高效发电、能量转化以及运行控制等难关，着力探索能源电力系统的保护、动力与能源的转化、资源的深度利用以及智能控制优化等诸多方面。

▲特高压电力输送技术

　　远距离、大容量输电，不仅是全球能源革命的一大标志，更是实现大型能源基地可再生能源外送的重要保障。远距离大容量输电技术，包括直流输电、直流电网、海底电缆、运行控制等技术。考虑到能源分布不均衡所带来的电能远距离大容量输送、电网运行的安全稳定等问题，采用特高压直流输电技术可以有效解决前述问题，并提升供电的互补性、可靠性和安全性。该技术以特高压电网作为基础，借助于特高压直流输电来对可再生能源基地进行互联，以实现交直流混合电网的覆盖。

▲能源储存技术

　　可再生能源的发展，在某些方面仍受困于储能电池等技术的限制。尤其是在风力或者太阳能不足之时，储能电池就显得更为重要。不过高昂的储能电池成本，却让能源行业的发展遭遇瓶颈。这就使得能源互联网的建设过程中，还必须解决能源储存关键技术。具体来说，能源储存技术包括了电池储能、压缩空气储能、超导储能、超级电容器储能、飞轮储能等方面。譬如，对于光伏、风电等可再生能源而言，由于发电设备的输出功率会随环境发生改变，因此，储能技术的介入，能够及时储存和释放能源，以保障供电的可靠性和持续性。这些储能技术，不仅可用在电网调峰的储能设备，也同时涵盖了园区、楼宇和家庭级的储能模块。

▲智能信息技术

　　能源互联网的一大特色，就是能源领域的智能信息技术。其利用大数据分析、云计算等建构起的管理服务网络，不仅可以实现数据的采集、分析、管理和互动等目的，还可支持能源互联网技术模式的多种新型能源业务。具体来说，智能信息技术由智能感知技术、大数据分析技术和云计算技术所共同组成。 　　智能感知技术的智能传感器，能够采集并感知能源互联网中的相关网络、设备的运行状态信息和参数。通过对于这些数据的汇集、处理和分析，能够为能源互联网的优化提供改进方向。此外，智能感知技术支持端对端业务，实现用户侧与电网间的互动，并支持各类智能设备的无缝联入和即插即用。
　　由于能源互联网中涉及各种新型数据的介入，其数据量远超智能电能表的数据，因此无法使用传统数据库工具对其進行管理和处理。为此，科学家就需要将大数据分析引入智能信息技术之中，以使其能够对接能源互联网的运行。
　　云计算的优势在于，其能够轻松获取计算资源，实现高性能的计算，从而提升资源的可用性。这一特性显然为能源互联网所重视。通过云计算的“加持”，能源互联网得以利用自身强大的互联功能，支持能源生产端、消费端、批发零售端、网络运营端在任何时间、任何地点的交易。

能源互联网的未来应用场景

　　能源互联网在全球范围内的发展，对于我们这颗“蓝色星球”上的社会、生活、环境等方方面面而言，将会带来巨大甚至是颠覆性的变革。

▲能源互联网在社会发展中的应用

　　能源互联网的交互性特点，能够让未来的社会生产方式更为协同。其与智能化、数字化产业的亲密相融，也让整个社会体系的运作更为智慧。在商品物流领域，能源互联网得以让物流系统、销售系统无缝结合，从而带来了无人交通工具“送货上门”的便利体验;在医疗健康领域，由于有了能源互联网的运行，人体传感器和网络医生之间能够实时互联，甚至还可第一时间通过远程操控来实现应急诊疗。

▲能源互联网在日常生活中的应用

　　能源互联网的推进，能让人们享受到智能生活带来的无限乐趣。人们日常生活的点点滴滴中，都会有着能源互联网的身影。无论是出行的列车、汽车，还是家用的冰箱、空调等，都可通过能源互联网来实现智能运行。同时，在未来的某一天，人们不再只是能源的消费者，同时还将成为能源的供应者。人们通过能源互联网，就可以自动开启分布式电源、家庭级储能模块以及电动汽车充电桩等设施。最令人感到愉悦的是，有了能源互联网后，那些枯燥、无趣的工作基本都可由智能网络和设备所代劳，人们终于可以腾出手来做自己喜欢的事情。

▲能源互联网在生态环境中的应用

　　能源互联网的一大核心，即是清洁可再生能源的使用。随着全球范围内的清洁能源使用比例大幅提升，各类温室气体和污染物的排放也将显著减少。前述应用场景对生态环境而言的好处显而易见。由于温室气体排放量的减少，全球气候变暖问题将得以有效控制。同时，能源互联网还将促使生态环境得以恢复。清洁可再生能源的迅猛发展，意味着传统化石能源应用量的萎缩，这也使得我们的“蓝色星球”不再需要为传统化石能源产生的环境污染埋单。
　　编辑：黄灵