編者按:在2016中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)暨智慧能源產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)即將召開之際發(fā)表此文,推薦給有志于能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各界人士。
什么是智慧能源?智慧能源與能源互聯(lián)網(wǎng)究竟是怎樣一種關(guān)系?智慧能源產(chǎn)業(yè)是怎樣構(gòu)成的,如何創(chuàng)新發(fā)展?這些都是落實(shí)中央提出的實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的切實(shí)問(wèn)題。自從國(guó)務(wù)院發(fā)出《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》后,關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)和智慧能源的輿論和“成果”鋪天蓋地,也很快出現(xiàn)了一批能源互聯(lián)網(wǎng)和智慧能源的專家。但是,至今為此,這些研究成果大都在半空中飄著,只見(jiàn)眼花繚亂,但很難抓到實(shí)在的東西,系統(tǒng)性的東西更難找得到。說(shuō)起原因來(lái)并不復(fù)雜,就是缺乏進(jìn)行腳踏實(shí)地地深入研究,尤其是沒(méi)有進(jìn)行踏踏實(shí)實(shí)的實(shí)踐和探索。
本文作者及中國(guó)智慧能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟是這樣一群人,他們既較早地開始了對(duì)于智慧能源的集中探索,又緊密地結(jié)合中國(guó)的實(shí)際進(jìn)行智慧能源產(chǎn)業(yè)實(shí)踐。每前進(jìn)一步,都會(huì)從理論和思維上進(jìn)行總結(jié)完善,比如每年發(fā)布的《中國(guó)智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》,又在實(shí)踐成果上進(jìn)行整合和提升,比如每年舉辦的中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)暨智慧能源產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)。本文是他們最新的成果,文章雖然不長(zhǎng),但理論思維簡(jiǎn)潔清晰,產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈接完整充實(shí)。具有鮮明的建設(shè)性和實(shí)踐意義。對(duì)于理清能源互聯(lián)網(wǎng)和智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展思維,參與和推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新具有重要的參考價(jià)值。
希望有志于能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)及智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各界人士一讀。特別是結(jié)合即將召開的2016中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)暨智慧能源產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)進(jìn)行體驗(yàn)、參與和思考,相信能夠獲得更加切實(shí)的收益。
一、關(guān)于智慧能源與能源互聯(lián)網(wǎng)的由來(lái)
2012年6月有一本書傳到中國(guó),書的作者叫杰里米·里夫金,是個(gè)美國(guó)人。最初,只有少數(shù)人開始閱讀這本叫作《第三次工業(yè)革命》的著作。借助互聯(lián)網(wǎng)的傳播,這本書的思想很快就被傳播開來(lái)。中央政府的高層領(lǐng)導(dǎo)指示有關(guān)部門“密切關(guān)注”。北京、上海、浙江、江蘇、安徽、云南等省市也相繼組織了全面學(xué)習(xí)。由此,在僅僅一年半的時(shí)間內(nèi),此書在中國(guó)竟被印刷了37次,人們趨之若鶩。新華網(wǎng)頭條報(bào)道說(shuō),全球正迎來(lái)第三次工業(yè)革命,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式已經(jīng)刻不容緩,評(píng)介這是一本有可能改變中國(guó)命運(yùn)的書。
為什么這樣一本洋著作會(huì)這樣迅速地在中國(guó)熱起來(lái)?是因?yàn)樽髡呙翡J地發(fā)現(xiàn),人類歷史上數(shù)次重大的經(jīng)濟(jì)革命都是在新的通信技術(shù)和新的能源系統(tǒng)結(jié)合之際發(fā)生的。他判斷,新的通信技術(shù)和新的能源系統(tǒng)將再次結(jié)合,標(biāo)志就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尋找到可再生能源,這是第三次工業(yè)革命的基礎(chǔ)。
與里夫金的研究差不多在同一個(gè)時(shí)間象限,一家著名的公司叫IBM,正在為在全球金融危機(jī)中如何使自己的主流業(yè)務(wù)由硬件制造轉(zhuǎn)向軟件設(shè)計(jì)和咨詢服務(wù)而絞盡腦汁,他們首次提出了“智慧地球”的概念。差不多與此同時(shí),以“城市——使生活更美好”為主題的上海世博會(huì)正在緊鑼密鼓地籌備中,作為精明的商人,IBM恰逢其時(shí)地提出并最早讓中國(guó)人津津樂(lè)道地接受了“智慧城市”的新概念。
2009年,中國(guó)政府為了應(yīng)對(duì)全球金融危機(jī),提出了4萬(wàn)億投資項(xiàng)目,IBM公司抓住機(jī)遇,趁熱打鐵,在全國(guó)范圍內(nèi)積極推廣他們“智慧城市”新理念。他們連續(xù)在中國(guó)召開22次“智慧城市”研討會(huì),吸引超過(guò)200名以上市長(zhǎng)和近2000名政府官員參加,使“智慧城市”的概念迅速普及,成為至今高燒不退的熱詞。
人們看到,里夫金的研究關(guān)注的焦點(diǎn)是“可再生能源”,IBM大作文章的是“智慧城市”,而中國(guó)的問(wèn)題絕不止于此,于是,“智慧能源”的研究開始進(jìn)入人們的視線。
?二、什么是智慧能源
《中國(guó)智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告(2015)》開宗明義這樣寫道:“什么是智慧能源?智慧能源必須是應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代通訊技術(shù)對(duì)能源的生產(chǎn)、使用、調(diào)度和效率狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析,并在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、報(bào)告和優(yōu)化處理,以達(dá)到最佳狀態(tài)的開放的、透明的、去中心化和廣泛自愿參與的能源綜合管理系統(tǒng)?!边@份報(bào)告還做了如下解釋:1、智慧能源不只是概念,必須是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的實(shí)踐。2、智慧能源產(chǎn)業(yè)不是單一的產(chǎn)業(yè),而是能源產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代通信技術(shù)的復(fù)合體。3、智慧能源不僅包括傳統(tǒng)的能源生產(chǎn),也包括新能源的開發(fā)利用;不僅涵蓋能源生產(chǎn),也涵蓋能源消費(fèi);不僅關(guān)系環(huán)境資源,更關(guān)系能效提升。4、智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐,最終的結(jié)果是能源互聯(lián)網(wǎng)。
做出這樣的判斷,并不是一個(gè)人、幾個(gè)人的力量,而是一群人和一個(gè)組織、一個(gè)公共技術(shù)平臺(tái)循序漸進(jìn)的研究結(jié)果,這個(gè)組織和平臺(tái)就是中國(guó)智慧能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。聯(lián)盟自2013年夏開始醞釀籌備,當(dāng)年11月成立。2015年10月,在杭州,聯(lián)盟以自己的方式,借助西湖博覽會(huì)的東風(fēng),成功舉辦了“2015能源互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)暨智慧能源產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)”,以此聚焦了這個(gè)全新的產(chǎn)業(yè),使中國(guó)的智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新跨上與發(fā)達(dá)國(guó)家比肩的起跑線。
三、能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)
2014年6月,習(xí)近平主席提出要積極推動(dòng)我國(guó)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。2015年3月,李克強(qiáng)總理主持國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議,明確提出包括智慧能源在內(nèi)的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃。同年7月,國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。今年2月,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家能源局、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》,提出十大重點(diǎn)任務(wù)和兩大發(fā)展階段,為智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。與此同時(shí),國(guó)家推動(dòng)的電力體制改革、中國(guó)制造2025、節(jié)能減排升級(jí)創(chuàng)新、多能互補(bǔ)集成優(yōu)化和互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)換代等,從各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)方向,全面推動(dòng)了智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,由此,互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源倍受關(guān)注,能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)新模式正在開啟。
四、智慧能源產(chǎn)業(yè)鏈
智慧能源既然是產(chǎn)業(yè),這個(gè)產(chǎn)業(yè)的形態(tài)是什么?產(chǎn)業(yè)鏈如何構(gòu)成?智慧能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新包含哪些內(nèi)容?覆蓋哪些領(lǐng)域?涉及哪些技術(shù)和產(chǎn)品?目前就全世界來(lái)說(shuō)尚未有過(guò)這方面的系統(tǒng)研究,這是個(gè)循序漸進(jìn)的實(shí)踐過(guò)程,既急不得,也慢不得。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)系統(tǒng)研究,綜合各領(lǐng)域、各產(chǎn)業(yè)、各專業(yè)的實(shí)踐和探索,本文對(duì)智慧能源產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成及相互關(guān)系,給出如下圖解,以為探討。

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智慧能源技術(shù)及解決方案是能源技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的融合創(chuàng)新的結(jié)果。其中:能源技術(shù)包括了能源生產(chǎn)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、輸送技術(shù)及消費(fèi)技術(shù)等;互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)包括了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、軟件技術(shù)及通信技術(shù)等。
按應(yīng)用范圍劃分,智慧能源技術(shù)及解決方案包含了工業(yè)/建筑/交通等行業(yè)層面智慧能源技術(shù)及解決方案、企業(yè)/區(qū)域等組織層面智慧能源技術(shù)及解決方案等內(nèi)容;按技術(shù)產(chǎn)品劃分,智慧能源技術(shù)及解決方案包含了智慧能源各類應(yīng)用技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施與關(guān)鍵器件、智慧能源管理平臺(tái)等內(nèi)容。
和其它產(chǎn)業(yè)一樣,智慧能源產(chǎn)業(yè)也需要配套技術(shù)服務(wù)予以支撐,服務(wù)內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量服務(wù)、檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)、節(jié)能低碳第三方服務(wù)及測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)等。
智慧能源產(chǎn)業(yè)與能源互聯(lián)網(wǎng)的核心理念是一致的,智慧能源技術(shù)、產(chǎn)品及解決方案的創(chuàng)新發(fā)展及推廣應(yīng)用將有效推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展。
五、智慧能源產(chǎn)業(yè)各組成部分分解
1、能源技術(shù)部分
依據(jù)能源利用的四個(gè)環(huán)節(jié)(生產(chǎn)、存儲(chǔ)、輸送、消費(fèi)),能源技術(shù)則包括能源生產(chǎn)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、輸送技術(shù)及消費(fèi)技術(shù),其中:能源生產(chǎn)技術(shù)包括傳統(tǒng)能源技術(shù)(煤炭、石油、天然氣、水能等)和新能源技術(shù)(太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿龋?;能源存?chǔ)技術(shù)包括機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能等;能源輸送技術(shù)包括直流供電技術(shù)、并網(wǎng)技術(shù)、分布式能源/微網(wǎng)技術(shù)等;能源消費(fèi)技術(shù)指的是能效提升/節(jié)能低碳技術(shù),主要涉及工業(yè)(電力、鋼鐵、化工、建材等)、建筑(公共建筑、居住建筑、工業(yè)建筑、農(nóng)業(yè)建筑等)、交通(傳統(tǒng)交通工具、新能源汽車、充電樁等)三大領(lǐng)域,近年來(lái)農(nóng)業(yè)對(duì)智慧能源技術(shù)的探索和應(yīng)用也出現(xiàn)良好苗頭,是未來(lái)發(fā)展的又一個(gè)亮點(diǎn)。
能源技術(shù)是發(fā)展智慧能源產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和依托。智慧能源的目標(biāo)對(duì)象是能源,包括傳統(tǒng)能源和新能源,只有能源的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、輸送、消費(fèi)等技術(shù)日趨完善,智慧能源產(chǎn)業(yè)才能擁有堅(jiān)實(shí)的發(fā)展根基。

2、信息技術(shù)部分
信息技術(shù)是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱,包括互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù),隨著技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展,這兩類技術(shù)正在逐漸靠近融合,而且以萬(wàn)物互聯(lián)為特征的物聯(lián)網(wǎng)正在形成。根據(jù)這一特點(diǎn),互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)包括了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、軟件技術(shù)及通信技術(shù)等內(nèi)容。其中:網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括下一代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等;計(jì)算技術(shù)包括云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等;軟件技術(shù)包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、SDN(軟件定義網(wǎng)絡(luò))等;通信技術(shù)包括有線通信(光纖、同軸電纜、網(wǎng)線等)、無(wú)線通信(3G/4G/5G、WLAN、藍(lán)牙等)等,特別值得重視的是傳感器技術(shù),未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代,將是傳感器研究和應(yīng)用暴發(fā)的時(shí)代。
信息技術(shù)是發(fā)展智慧能源產(chǎn)業(yè)的工具和手段。智慧能源的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)能源的“智慧化”,其技術(shù)核心是在能源技術(shù)基礎(chǔ)上引入人類的“智慧”,而實(shí)現(xiàn)這一“智慧”的載體則是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)。

3、智慧能源技術(shù)及解決方案框架
(1)按照應(yīng)用范圍劃分,智慧能源技術(shù)及解決方案包括了工業(yè)/建筑/交通等行業(yè)層面、企業(yè)/區(qū)域等組織層面的技術(shù)及解決方案等內(nèi)容。其中:工業(yè)/建筑/交通等行業(yè)層面智慧能源技術(shù)及解決方案包括智慧供熱、智慧供冷、智慧流體、智慧蒸汽、智能變電站、智能輸配電、智慧照明、智慧家居、智慧交通等;企業(yè)/區(qū)域等組織層面智慧能源技術(shù)及解決方案包括企業(yè)/區(qū)域能耗監(jiān)測(cè)與優(yōu)化、企業(yè)/區(qū)域生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化、企業(yè)/區(qū)域能源系統(tǒng)優(yōu)化等。

(2)按照技術(shù)、產(chǎn)品劃分,智慧能源技術(shù)及解決方案包括了智慧能源應(yīng)用技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施與關(guān)鍵器件、智慧能源管理平臺(tái)等內(nèi)容。其中:智慧能源應(yīng)用技術(shù)包括分布式能源技術(shù)、智能輸配電技術(shù)、智能用電及智能調(diào)度技術(shù)、高效節(jié)能變頻調(diào)速控制技術(shù)、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)、低耗損配變技術(shù)、相位跟蹤控制技術(shù)等;基礎(chǔ)設(shè)施與關(guān)鍵器件包括傳感器、網(wǎng)關(guān)、流量計(jì)、智能閥門、邏輯模塊、編碼器、光通訊產(chǎn)品等;智慧能源管理平臺(tái)架構(gòu)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施域、網(wǎng)絡(luò)傳輸域、分析處理域以及控制處理域四個(gè)部分組成,各部分的作用分別為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、數(shù)據(jù)展現(xiàn)與應(yīng)用(實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、總線管理、智能聯(lián)動(dòng)等功能)等。

4、配套技術(shù)服務(wù)
智慧能源產(chǎn)業(yè)配套技術(shù)服務(wù)包括標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量服務(wù)、檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)、節(jié)能低碳服務(wù)及測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)等。其中:標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量服務(wù)、檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)和節(jié)能低碳服務(wù)是為智慧能源產(chǎn)業(yè)提供的基礎(chǔ)通用服務(wù),測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)是為智慧能源產(chǎn)業(yè)提供的專項(xiàng)特有服務(wù),是根據(jù)智慧能源技術(shù)特點(diǎn)衍生出來(lái)的一項(xiàng)新的服務(wù)。各個(gè)服務(wù)內(nèi)容具體如下:
標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量服務(wù)包括標(biāo)準(zhǔn)體系及標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)及推廣、能源計(jì)量等;檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)包括節(jié)能量測(cè)量和驗(yàn)證、碳減排量測(cè)量和驗(yàn)證、核查/評(píng)價(jià)和認(rèn)證等;節(jié)能低碳服務(wù)包括合同能源管理、碳交易、節(jié)能量交易等;測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)主要針對(duì)信息技術(shù)領(lǐng)域的測(cè)試,包括IPv6測(cè)試、IEEE1888測(cè)試、SDN測(cè)試等,以滿足智慧能源管理平臺(tái)中的龐大域名地址、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、智能聯(lián)動(dòng)控制等功能需求。

六、小結(jié)
總的來(lái)看,智慧能源產(chǎn)業(yè)就是將系統(tǒng)能源技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合,應(yīng)用于能源的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、輸送、消費(fèi)4個(gè)環(huán)節(jié),并為這4個(gè)環(huán)節(jié)提供整體解決方案和配套技術(shù)服務(wù),以達(dá)到資源能源最佳配置、優(yōu)化、管控整個(gè)能源系統(tǒng)的目的。智慧能源產(chǎn)業(yè)需要信息與能源的雙向流動(dòng),需要信息產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)的深度融合。
智慧能源技術(shù)及解決方案可以借助信息手段,針對(duì)能源低效或者能源故障問(wèn)題做出反應(yīng),并迅速解決問(wèn)題,適應(yīng)所有的能源生產(chǎn)、儲(chǔ)存、輸送以及銷售和使用方式,加強(qiáng)能源管理、減少運(yùn)行維護(hù)成本,充分挖掘能源系統(tǒng)節(jié)能潛力。智慧能源技術(shù)及解決方案還可以排除人為干擾,去中心化地實(shí)時(shí)紀(jì)錄、追溯能源的生產(chǎn)和消費(fèi)情況,幫助各類用戶直觀地了解能源消費(fèi)的數(shù)量與價(jià)格,進(jìn)而選擇最適合自己的能源方案,從而更加有效地推動(dòng)電力和整個(gè)能源系統(tǒng)的改革。從未來(lái)發(fā)展看,智慧能源產(chǎn)業(yè)既是數(shù)字化平臺(tái)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和應(yīng)用基礎(chǔ),也是其重要運(yùn)行對(duì)象和重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域,有著不可預(yù)計(jì)的廣闊應(yīng)用前景。
需要強(qiáng)調(diào)的是,上述產(chǎn)業(yè)鏈及其相關(guān)性的分析不是固定的,一成不變的,相反,它應(yīng)該是動(dòng)態(tài)發(fā)展,不斷探索創(chuàng)新的。智慧能源產(chǎn)業(yè)本向就是高度復(fù)合的創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè),隨著智慧能源技術(shù)和產(chǎn)品的不斷發(fā)展和應(yīng)用,智慧能源產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵和外延將會(huì)進(jìn)一步清晰、完整,智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新也將會(huì)對(duì)社會(huì)財(cái)富的積累、對(duì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型提升和人民生活質(zhì)量的提高做出越來(lái)越大的貢獻(xiàn)。