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薛黎明:能源互联网与人类对智慧能源本源需求

中电新闻网  |  2014年12月31日
如何为庞大而复杂的能源互联网寻找到一个“入口”?“分布式能源的融合发展是撬动能源互联网的重要支点。”如果我们向更深入的层次剖析,那要思考的问题就是:从人类有历史记录以来,能源和互联网的发展轨迹和脉络、人类对智慧能源的本源需求是什么?

中海阳能源集团董事长 薛黎明

  如何为庞大而复杂的能源互联网寻找到一个“入口”?“分布式能源的融合发展是撬动能源互联网的重要支点。”如果我们向更深入的层次剖析,那要思考的问题就是:从人类有历史记录以来,能源和互联网的发展轨迹和脉络、人类对智慧能源的本源需求是什么?

  人类对智慧能源的本源需求

  我们先简单回顾一下有记录的历史:在第一次和第二次工业革命之前的数千年,人类基本生活在刀耕火种的年代,能源的使用方式简单而直接,虽然物质形态的生活似乎比不上今天的五彩斑斓,但空气是洁净的、水是干净的,碧水蓝天不需要去苛求人人皆能平等共享;对比一下今天的物质世界现状,到底哪种生活和能源的使用方式更智慧些呢?这个话题可能会向后延续数百年。

  话题终归是话题,让我们回归到现实:今天的人类生存和发展需要什么样的智慧能源呢?或者说,如何让能源变得有智慧呢?我想基本的前提是必须把采集和消费联动起来,并能从本质上优化而不是破坏人类未来的生存时空。这就引申出我在上篇中重点阐述的 “智能化分布式能源”。

  可再生能源和清洁能源是智能化分布式能源的核心构成,在目前阶段的能源架构、科技水准和民众认知的现状下,可再生能源中的太阳能、清洁能源中的天然气将是最适合推广应用的智能化分布式能源。杰里米·里夫金在《第三次工业革命》一书中认为,每一栋建筑都是能源消费体同时还是能源生产者。也就是说每一栋建筑都可以成为分布式能源的载体,兼具能源采集和消费双重职能。但这就派生出一些问题:建筑物如何采集能源?采集何种能源呢?无处不在且目前的科技水准可以采集的能源基本上只有两种:太阳能和风能。风能的随机性强且对风速区域有较高的要求,集中区域的建筑物上使用基本不具备可行性;就只剩下太阳能了。

  那我们就以太阳能为例分析国际和国内的应用现状和未来一段时间的趋势。

  在欧美区域尤其是以德国为代表的发达国家,基本上已经实现了绝大多数建筑物上安装太阳能发电系统等小型可再生能源采集装置。之所以在德国能够如此快速地大规模推广,除了国家强健的经济基础外,民众的生存环保意识和建筑规划均有其特异亮点。德国的大部分建筑物基本以独立别墅为主,无论屋顶还是建筑本身在设计过程中就充分统筹预留了“使用太阳能等分布式能源”的接口。

  我国的国情和欧美发达国家不太一样,现有的建筑形式多种多样,关键局限点是设计之初绝大多数建筑物并没有统筹或预留可再生能源的安装接口,这样的现实状况直接套用欧美区域内的模式基本不太适用。我们要在充分借鉴学习国际先进经验的前提下,进行因地制宜的创新和变革,摸索和践行出适合我国自身的智能化分布式能源推广应用方式方法。

  太阳能作为智能化分布式能源的主导是毋庸置疑的,问题的关键是我们如何能够高效率且高性价比地采集转换太阳能为人类的日常所用?近十年来我们中海阳的团队一直在摸索和践行,科研和产业领域均取得了较为丰硕的成果。2014年我们自主研发了太阳能融合应用领域国际领先的RCPV系统,通过光热槽式聚光镜与高性能光伏电池组件相结合,形成“反射型聚光太阳能热电联供”的系列设备。它不仅成倍数地增加了高效电池组件所接收的光强,还同步提升了光电转换效率;另一方面,倍率聚光所生成的热量在导热降温的同时产生中温热水。这就是太阳能热电联供系统形成的基本脉络。

  太阳能虽然比其他可再生能源更适合分布式推广,但也有局限性。其中时效性和能流密度低的缺点较为突出。时效性是指无太阳时间段如何采集,能流密度局限在单位面积的能量采集获得当量较为有限,且常常与对应负荷需求差距较大。

  这些局限性如何解决呢?这时可再生能源和清洁能源的融合就显得非常必要,清洁能源中的天然气与太阳能完美融合是一个不错的选择。

  依据国务院办公厅近日印发的《能源发展战略行动计划(2014~2020年)》,到2020年天然气消费量在一次能源消费中的比重要达到10%以上,并明确把天然气划归为清洁能源。

  其实人类对能源的本源需求并不复杂:冷热电气。如果再能够把采集和消费联动起来,并能从本质上优化而不是破坏人类未来的生存时空,这样的组合型“智能化分布式能源”一定是我们能源发展的未来!天然气冷热电三联供已是较为成熟的技术,加上中海阳已经研发成功并将在  2015年大规模应用推广的RCPV太阳能热电联供技术,这样的组合将是未来5到10年分布式能源线下的绝配。在此两项能源技术融合的基础上同步融入线上平台——大数据管理和互联互通的云计算;区域能源互联网的雏形和应用将在人类对能源本源需求的基石上稳健依序前行。

  凝聚各方智慧迈出能源互联网建设的第一步

  能源互联网的“痛点”和“入口”在上文中我已经作了简要分析,余下的问题是“如何积聚各方智慧,迈出能源互联网建设的第一步”——在理论的基础上如何分步骤的去践行,并在践行过程中实现革新和迭代。

  能源互联网是一项异常庞杂的系统工程,杰里米·里夫金把它定义为人类的第三次工业革命,它的推进一定是需要所有参与方的共同努力和智慧奉献,至少包括以下几个方面:第一,政策层面的引导和组织。目前正在推广的分布式能源都还仅仅是单一的天然气分布式或者分布式光伏电站,没有把两者在政策激励方面很好地组合起来,导致目前市场各参与主体的积极性不高。因为从技术和回报两个维度分析,单一割裂的天然气或光伏分布式都有明显短板,而两者融合后这些短板将会完全消失。

  第二,能源行业内的各大企业分工协作。上一条侧重讲的是分布式能源序列中太阳能与天然气之间的融合,如果往大了说,将来是完全可以实现各种新兴能源与传统能源之间的联合循环发展,太阳能可不可以与煤电联合?风能可不可以和其他传统能源联合等等……这里面一定会涉及到很多的能源企业,其中将要起到中枢通道作用的应该是电网公司,离开电网公司的参与,互联互通在线下将举步维艰。

  第三,互联网领域的积极参与。大数据和云计算领域我是外行,但能源互联网就是能源和互联网如何完美地实现线下和线上的融合,至少在前期能源和互联网的分量各占50%,后续在发展的不同历史阶段可能侧重各异。

  第四,协会商会、金融机构和媒体的支持和宣导。行业协会商会是产业发展的纽带和桥梁。金融机构的支持将会为新产业的启动和高速发展提供强力的资金基石保障。媒体的正能量宣导对能源互联网概念的普及、亿万民众对未来时空的环保责任感和主动参与度的提升都会产生巨大的推动力。

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