10.22 能源互聯網時代

根據美國能源信息管理局（EIA）最新公布的數據，截止到 2015 年 7 月，美國的當年能量消耗達到 57.782 萬億 BTU，其中化石燃料的消耗量為47.109 萬億 BTU，占總數的 81.529%。自第二次工業革命到現在，由于能源消費結構對化石燃料的依賴，產生了兩個主要問題：① 能源短缺可能會成為一個重大危機；② 由于溫室氣體的排放，如從化石燃料燃燒的二氧化碳，全球變暖將持續惡化。應對這些日益嚴重的問題，如何更好地利用可再生能源顯得迫切重要。目前，可再生能源的穩定存儲、運輸和再利用面臨著巨大的挑戰。眾所周知，新興的智能電網已經大規模應用到不同的工業生產中，在某種程度上在緩解了能源危機。與傳統的電網不同，智能電網是結合互聯電力系統、智能網絡和智能監控的的新型電網，大大提高了能源的利用率。然而，現今的智能電網仍存在一些漏洞和局限，可再生能源仍沒能作為主要的能源供應，開發更多形式的可再生能源（風能、太陽能、地熱能等），提高可再生能源的傳輸效率變得迫切重要。

因此，一個新的能源供應模式，即能源互聯網（EI）由此產生，如圖 1 所示。美國著名經濟學家杰瑞米 ? 里夫金在《第三次工業革命》 [1] 一書中，首次提出了能源互聯網的概念：“互聯網技術和可再生能源將集合起來所構成的能源互聯網，將是實現能源分布式供應的一種有效模式?！?011 年歐洲啟動了未來智能能源互聯網（FINSENY）項目，旨在構建未來能源互聯網的信息通信技術平臺，以支撐配電系統的智能化，從而開拓新的創新服務。德國聯邦政府提出了一個 E-Energy 計劃并作為一個國家性的“燈塔項目” [2] ，旨在推動基于信息通信技術的高效能源系統項目。瑞士聯邦政府能源辦公室和產業部門共同發起了未來能源網絡遠景的項目，旨在研究多能源傳輸系統和分布式能源的轉換和存儲，開發相應的系統仿真分析模型和軟件工具。美國國家科學基金發起了一個未來可再生電能傳輸與管理系統 (FREEDM）項目[3] ，旨在研究一種構建適應高滲透率分布式可再生能源發電和分布式儲能并網的高效配電系統，并將其命名為能源互聯網（見圖 1）。2014 年 7 月，我國國家電網公司董事長劉振亞在美國 IEEE 會議上發表署名文章，提出構建以特高壓為骨干網架，以輸送清潔能源為主動，構建全球能源互聯網。
能源互聯網將互聯網理念滲透到傳統的能源行業，融合了信息技術和能源技術，通過互聯網和可再生能源的結合，全方位完善了智能電網。相比于傳統的智能電網，能源互聯網實現能源的開放互聯主要體現在：① 以可再生能源作為主要的能源供應，并進行高效的聯網調度和利用。存在于互聯網上的信息，是以數據形式存在的，由于其廉價性和可挖掘性，可以實現廣域的共享和利用。然而，傳統電網以化石燃料為主要能源供應，其成本遠高于數據信息，直接制約了電網的發展。可再生能源可以提供無窮盡的能量，充分滿足互聯網的特點。能源互聯網發電體系包括常規能源、大規模新能源和大容量儲能，以可再生能源發電的廣泛應用為基礎，包含多種不同類型的發電形式。② 支持超大規模分布式發電、儲能以及其他能源終端的接入平臺。智能電網已經提出了支持能源終端設備的即插即入功能，而對于能源互聯網，可再生能源具有較強的地域性特點，來源分散，為了促使能源可以在廣域范圍內進行有效的收集和調度，對于每個可再生能源發電點，建立收集、存儲和使用能源的微型網絡，將每個微型網絡作為能源互聯網的一個節點，進行超大規模的能量傳輸、存儲與快速響應，極大地提高傳統能源電力系統的效率，優化資源配置，降低能耗和成本。③ 支持互聯網技術的能源共享實現與移動互聯實現。能源互聯網不僅具有傳統電網的供電功能，還能提供能源共享的公共平臺。傳統用戶不僅是電能使用者，還是電能的創造者，可以沒有任何阻礙地將電能傳送到能源互聯網上，并取得相應的回報。從能量交換的角度看，所有微型能量網絡節點都是平等的。

總結

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