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能源互联网:共同富裕的社会基础设施

2016-05-17 00:05
水墨黯月
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  我们已经发展到了全球化时代,如何把握这样一个地理上的狭小空间,在未来时间里使人类能够逐步走向共同富裕,生活更加美好,一些有识之士提出了具有划时代意义的科学命题,《全球能源互联网》就是这样一部杰作。从人类共有共享地球物质利益的意义上打造社会基础设施,使地球上每一个国家和每一个人都能够受益,人类正在进入或者即将进入具有良好电气化设施的网络化时代。《全球能源互联网》科学系统地分析了能源互联网的内容体系与建设路径,深刻把握其内在机理和控制技术,对共同富裕的社会基础设施建设提供了方法论的启示与工程技术创新经验的借鉴。

  一、把握大规律,能源互联网发展的必然性

  能源在人类社会发展中是不可或缺的物质基础。在人类文明进程中,能源的地位举足轻重,既是成就文明变革的必要条件,亦是人们生活富裕的重要内容。从私人拥有和个体使用,到在一定范围内独立供应和使用能源,发展到在更广域范围内实现能源输送开放之间共同使用,智慧的人类作出了科学探索和理性选择。随着信息互联网的普及和工业制造、智能机器技术的进步,能源互联网成为大势所趋,电力也逐渐成为人们可以自由地交换和掌控使用的商品。

  21世纪的世界是平的,世界从未如此之小,“全球化也正在进入继国家全球化、公司全球化之后的全球化3.0时代,即个人全球化时代。”现代科技正在将这个世界上人与人,以及富裕高尚生活需要共享的社会基础设施连接起来,共同协作创造高附加值的新型产业链。信息互联网缩短人与人之间的距离,抹平了人们之间沟通的障碍,复杂事物的传递变成了0和1表达的数据流。互联网不是自上而下的树状结构,其数据是所有用户共同创造的,每个人既是信息的消费者,也是信息的提供者。互联网把山水阻隔的球状地理世界变成了一个可以触摸的显示屏幕,每个相识或者不相识的人都以平等的地位建立了有机联系。能源互联网与信息互联网内涵相通、基本原理相同,功能上相互促进相互协调,它描绘了这样一种场景——众多分布的电力客户,既是电力消费者,也是电力的提供者,而电气化设施则丰富了生活的内容,提升了生活品质,在社会基础保障的意义上实现了个人自由与资源共享。

  自300年前工业革命开始发端以来,人类经历了两次烟云笼罩、充满破坏力,却也奠定人类主宰地球社会地位之伟大工业革命。能源利用方式的每一次变革都成为工业革命的引擎。经过了两次工业革命和两次世界大战,通信和交通技术的发展,为人和物的流动带来了极大的便利,发展成为今天的贸易网,使得贸易、交通工具和高速路网、海运河运网、航空网的成为人们日常生活的必需。

  通讯信息技术的发展,带来更为深刻的人类生活方式变化,发展到今天就是遍布于每个人掌上的互联网终端。不同的是,贸易网传递的是商品,互联网传递的是信息,其共同特点是,用不同的载体穿透社会的传统结构,提高了传输效率,降低了商品和信息获取成本,补足了人们沟通的短板。人们在相互取长补短中,彼此都获得巨大的利益。

  回顾人类社会21世纪之前的两次工业革命,可以看到社会化分工与交换的合作发展,以及能源在其中起到的不可或缺的基础性作用。第一次工业革命是蒸汽动力的广泛应用,使得人类的生产能力成指数级提高。同时,火车、轮船等交通工具应运而生。不断丰富的物资,日益便利的交通,使得市场迅速扩大,人们加快了分工与交换速度,社会基础财富得到了以往任何时期都不能比拟的膨胀和扩展。电力的发明和应用,催生了以计算机、现代通讯、互联网等技术为特征的第二次工业革命。客观地讲,如果没有电力的发明和应用,第二次工业革命就不可能发生,人类的生活将依然处在烟云笼罩的环境中,也绝没有可能进入能源互联网为纽带的电气化时代。

  当今时代,第三次工业革命正以不可逆转之势滚滚而来,人类社会正在面临着第三次社会基础设施重大能力的提升。这一次提升的正是人类体能与智能的高度融合,是人类和谐捕获和拥有自然之力的又一伟大创举,将产生巨大的风暴效应,带来的变革将是史无前例的。这一次工业革命的主导还是能源的利用方式,要求人们依靠普遍互联,更加聪明地应用可再生能源,不仅要高效用能,而且要真正保护自身生存环境,可持续地提高社会生活质量。以特高压输电为骨干网架、全球互联的坚强智能电网,便应运而生、呼之欲出了。近十几年来,中国国家电网的建设者排除各种干扰,心无旁骛地建立起特高压电网的基本构架,对人类社会基础设施建设而言是十分了不起的贡献。

  杰里米-里夫金在其《第三次工业革命》中阐述了能源互联网的核心理念:能源供应方式的创新构成了广泛的工业革命,比如蒸汽机、电力的使用,而第三次工业革命将是新能源用户在信息化基础上在全球范围内的互联,这将是一次完全改变世界面貌的革命。传统电网与信息网深度融合,解决电力供需在时间和空间上的错位。从时间上来讲,智能电网能准确预测下一秒钟的负荷需求,将能源的生产和消费的供求信息及自动化控制的渠道打通。对于“发电、输电、配电、用电”必须同时完成的电力能源而言,电网可靠与智慧显得尤为重要。从空间上来讲,智能电网能根据不同地域的资源禀赋,综合考虑能源转换效率,在水电、火电、核电、风电、太阳能等能源转换方式之间进行选择和配置,获得更大的资源使用效率。不仅如此,智能电网还深刻地改变着生产者与消费者的关系,传统电网是单向的,生产者负责供应,消费者负责使用,而智能电网是双向甚至是多向的,消费者也能参与生产。

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