一个多月以来,两件大事让“能源互联网”概念持续高热。 先是在9月2日的APEC能源部长会议中,国家电网董事长刘振亚作了主旨为“构建全球能源互联网,服务人类社会可持续发展”的发言。之后,中国互联网巨头阿里巴巴于9月19日在纽交所上市,融资近220亿美元,成为全球有史以来规模最大的IPO。
如果说刘振亚董事长的讲话,代表了趋势预判的专业声音;那么阿里巴巴的商业奇迹无疑是让一切跟“互联网”沾边的东西都变得诱人起来。其中当然也包括了能源互联网,它也被认为是“第三次工业革命”的重要组成部分。
于是,人们对于能源互联网的热情迅速高涨了起来:一方面,人们对其帮助解决能源领域的一系列棘手问题,寄予了极大希望。仿佛清洁能源的高效普及、可持续的能源利用、环境保护等“老大难”,都有了救命稻草。另一方面,人们也对其中蕴藏的财富价值进行了极为大胆的想象,甚至直接喊出了“下一个阿里巴巴一定出在能源互联网”的口号。
但如果我们冷静的对比各界对于能源互联网的预期,与当下能源产业中科学技术、商业模式等软硬条件的现状,也许将得出一个较悲观的结论:我们离真正建成一张能解决实际问题的能源互联网,在各方面条件上都还欠缺甚多。建成在规模、商业价值上也堪比信息因特网的能源互联网,更是难上加难。
如果将信息互联网看做网络本身(包括了它的硬件基础和运行规则,作为一个平台)与“信息”这一主要“有效载荷”(或者说“主要内容”)的结合。那么可以说其系统化程度、调配分发效率、个体间交流效率、普及程度等等方面,已经达到了相当的高度。而“能源互联网--能量”这对组合,离到达这一高度还有一系列障碍需要克服。这些障碍中有一些是技术性的,可以随着我们科学技术的发展被逐渐解决。但还有很多障碍是根源性的,搭建一个能源互联网本身就比信息互联网要困难。
本文将尝试从建立一个具有理想功能的能源互联网模型入手,提炼一些能源互联网建设过程中需要满足而尚未能够满足的关键需求。希望有助于大家更好的了解能源互联网建设的现状,并明确建设过程中亟待攻关的诸多问题。
首先,我们谈论的的能源互联网,到底什么样?
由于能源互联网这一概念还有相当大的前瞻性,其定义、架构、组成和主要功能都还在逐渐完善,业界对此尚没有统一的标准。本文选择美国学者杰里米·里夫金的著名著作《第三次工业革命》中的设想作为蓝本。里夫金是最早提出“能源互联网”的专家之一,他的理论基本覆盖了当下人们对于能源互联网各个方面的设想。
里夫金认为能源互联网应具有以下四大特征:
①以可再生能源为主要一次能源
②支持超大规模分布式发电系统与分布式储能系统接入
③基于互联网技术实现广域能源共享
④支持交通系统的电气化,即由燃油汽车向电动汽车转变
沿用上文中的思路,我们尝试直接将这些应用场景中的“能量”替换成“信息”。也就是说,我们假设信息互联网和能源互联网在功能需求上是高度相似的,只不过“载荷”由信息换成了能量。在对这些场景的模拟中,我们可以发现哪些过程,尚无法用我们目前掌握的技术支撑。
这样假设的合理性在于,我们对于能源互联网的功能预期,就是系统化的解决间歇式可再生能源的调节与接入、能量生产和存储的合理调配、定制化需求的响应等问题。这和信息互联网对于信息的主要作用显然是基本一致的。
所以,我们不妨将这四大特征与“信息互联网-信息”模型中的一些场景进行对比,看看问题在哪?
①“以可再生能源为主要一次能源”:
以数据形式存在于信息互联网上的信息,其实是非常廉价,而且几乎无穷无尽的。因为信息除了可以从现实世界中“挖掘”(如摄制照片和视频、撰写或转载新闻及其他文学作品等等),还可以“创造”(如网络社区和网络游戏的用户每天都在产生大量的信息,并引起其他人乐此不疲的进行消费)。更何况,信息本身的可传递性和可共享性就很强。
这是信息互联网能够迅速普及,并发展出成熟商业模式的重要前提。在网络上运行的“主要载荷”或“有效内容”,其本身如果不是无穷无尽的,至少也不能“供应紧张”。网络的展不能在这一步就遇到瓶颈。
但是,能源互联网的主要载荷--能量(显然电流或压缩天然气只是它的一个载体),却只能从自然界中开采。而且还存在着存量年限、成本高(相比信息而言)等等问题。
所谓巧妇难为无米之炊,要保障我们精心构建的“能源互联网”有米下锅,必须让它能消化基本“无穷尽”供应的风能与太阳能。但由于这些渠道的能量供应有非常强的随机性、间断性和模糊性。目前将它们成功的并入电网,或用其他形式高效利用起来,还是一件很困难的事情。
有人认为德国电力产业的成功,已经说明了这个问题可以比较好的克服。但我们必须正视这样的事实:《法兰克福汇报》今年5月报道,德国以26.36欧分/千瓦时的平均电价高居世界各工业国电价之首。这个价格比北京市的商业电价还高两倍左右,世界上绝大多数经济体是走不起这条路的。