要建成能源互聯(lián)網(wǎng)我們還差不止五個半諾獎

2014-10-11 10:11:29 太陽能發(fā)電網(wǎng)
本文將嘗試從建立一個具有理想功能的能源互聯(lián)網(wǎng)模型入手,提煉一些能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中需要滿足而尚未能夠滿足的關(guān)鍵需求。希望有助于大家更好的了解能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀,并明確建設(shè)過程中亟待攻關(guān)的諸多問題。 一個多月以來,兩件大事讓“能源互聯(lián)網(wǎng)”概念持續(xù)高熱。先是在9月2
 
    ②“支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入”
    依靠PC、智能移動設(shè)備的等個人接入者,在信息互聯(lián)網(wǎng)接入者的數(shù)量上占絕大多數(shù);而且由于UGC(用戶生成內(nèi)容)等模式的普及,他們在信息(數(shù)據(jù))生產(chǎn)量上的份額優(yōu)勢也越來越大。
    這種小散用戶的高參與水平,是建立在一個成熟的信息調(diào)度、整合、存儲系統(tǒng)上的。信息互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)上是一個錯綜復(fù)雜,同時規(guī)模巨大的信息吞吐平臺。IT業(yè)者用了幾十年時間構(gòu)建了一套由通訊協(xié)議、路由器、交換機、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器等等一系列軟硬件設(shè)施組成的龐大系統(tǒng)。以遍布全球的13個根服務(wù)器為支柱的高速信息網(wǎng)絡(luò),是人類文明迄今為止最偉大的成就之一。
    如果能源互聯(lián)網(wǎng)想要達(dá)到這樣的運籌水平和運轉(zhuǎn)效率,需要的技術(shù)準(zhǔn)備只多不少:首先需要一個極強的信息流處理能力,用來預(yù)測和監(jiān)視消費者的需求變化、極端不穩(wěn)定的能量生產(chǎn)供應(yīng)變化(因為接入了大量風(fēng)能、太陽能等“不靠譜”的清潔能源)。在供應(yīng)側(cè),這個網(wǎng)絡(luò)有大量分布式能源的接入,它們小、散且波動很大;另一方面,能源互聯(lián)網(wǎng)消費者的數(shù)量也有著天文級的規(guī)模,他們彼此之間的消費特征同樣千差萬別。同時它還要指揮相應(yīng)的能量調(diào)配部門完成上載與下載能源的分流與整合。僅實時掌握供應(yīng)功率和需求功率的動態(tài),加上短期預(yù)測,工作量就不會亞于重建一張信息互聯(lián)網(wǎng)。
    然后,還需要一個極強的能量流處理能力。以目前被置于能源互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)地位的智能電網(wǎng)為例,在設(shè)想中,它需要7*24小時完成功率以億千瓦計的電流變、輸、配調(diào)節(jié)(如果我們想要一張國際能源互聯(lián)網(wǎng),則需要以十億千瓦計),而且還必須滿足實時的供需平衡(由電能特性決定)。還要再引入分布式清潔能源和市場競爭兩個超復(fù)雜的變量……
    智能電網(wǎng)目前已經(jīng)有了不少成功的案例,學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界也積累了很多技術(shù)和經(jīng)驗。但如果將其應(yīng)用規(guī)模和功率再擴大成百上千倍,估計又要遇到數(shù)不盡的麻煩。就算技術(shù)上的問題都解決了,能否以可接受的價格在世界范圍內(nèi)普及,又是一個問題。
    在某些設(shè)想中,如果未來社會的電氣化程度不如預(yù)期,則需要再加上一個包括了油氣管道、煤炭運輸線路在內(nèi)的億噸級物質(zhì)流。
    ③“基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)廣域能源共享”
    信息互聯(lián)網(wǎng)的一大魅力就在于它能夠打破地域的限制,真正的實現(xiàn)“天涯若比鄰”。這是因為信息傳輸?shù)拈T檻和成本都相對比較低。當(dāng)我們以電磁場傳遞信息時,無論傳遞過程中發(fā)生了怎樣的衰變,只要接受方還能分辨出“1”或“0”的二元狀態(tài)就沒有問題;當(dāng)我們以光信號(光纖)傳遞信息時抗衰變的能力就更強了。
    但當(dāng)我們開始依靠現(xiàn)有的技術(shù)輸送能量的時候,損耗問題就相當(dāng)嚴(yán)重了。于是人們在運輸能量時,不得不十分原始的搬運化石燃料;或者采用特高壓等技術(shù)手段來降低損耗。這些方法要么單位成本極高(如直接運輸,這個過程本身就要消耗大量的燃料),要么建設(shè)成本和科研成本極高(如特高壓輸電技術(shù))。 

作者:李司陶 來源:無所不能 責(zé)任編輯:wutongyufg

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