邦际智能电网同盟理事、中邦邦际经济相易核心智能能源咨询组组长、《科学时报》首席经济学家 。
智能能源网的十大中心政策性物业征求智能电网物业、智能水网物业、智能油气网物业、先辈储能物业、基于IPv6的智能汇集物业、新颖能源传感技艺物业、开发智能能源统治体系、智能交通能源统治、智能微网和能源新质料。
智能能源网将告竣百年工业史上从未有过的临盆者和消费者的有用互动,通过体系性调峰、平移负荷、增长现有输送网的技能和恶果、提升已有能源网的资产诈欺率等门径,估计到2015年可将我邦电网、燃气网、水网诈欺恶果提升10%,2020年提升归纳智能能源网诈欺恶果15%~20%。
咱们预测:有用促进智能能源网的成立,2015年我邦一次能源消费总量可告竣40亿吨轨范煤的对象,促进智能能源网成立大约可减削4亿众吨轨范煤。所以,进展智能能源成立是有用重组我邦能源组织、创造新颖能源物业系统和新型能源统治结构的政策通道。
咱们宗旨的归纳网架为主的智能能源网改动计划以为不光水、电、燃气、制冷、供热、开发、交通和工业办法等能源汇集或能源载体必要并行促进智能化,并且众种能源因素和差别能源网架之间必要告竣高恶果的智能装备,为此,必要鞭策现有能源组织的结构变迁和告竣新贸易形式的集成。
倡议至2030年,将我邦以煤为主的能源组织转嫁为明净能源为主的组织;至2020年,将我邦的能源组织转嫁为邦际领先的智能化组织;至2015年,发轫筑成我邦的能源系统智能化的主体架构,告竣以能源网策动新一代互联网的进展。
2008年的邦际金融告急依然演酿成了邦际能源物业组织重组的契机,美邦正通过能源系统的大领域调节,重筑寰宇经济与另日的指导权。2011年1月26日奥巴马总统宣告的邦情咨文中格外夸大:“我思让你们和我沿途来拟定一个新对象:争取正在2035年之前使美邦85%的电力供应量来自明净能源。”这是美邦订定的汗青上第一个明净能源进展的年光外。为将此愿景付诸履行,奥巴马正在邦情咨文中进一步显示,美邦将启动似乎阿波罗登月方案雷同的能源立异工程。它注解美邦经济苏醒已将能源立异工程列作与方案“阿波罗登月”划一要紧的政策性邦度动作。通过2011年2月14日的美邦新一年的预算案,奥巴马政府已将能源网、互联网、4G、节能开发、新闻技艺、生物医药等归纳物业打通,以高于现有邦际物业一个数目级的新组织再筑美邦的逐鹿力,能源立异力气正正在成为美邦逐鹿力的重心。这个措施本质上启动了邦际经济组织的一次升级,对寰宇首要经济体而言,都具有要紧鉴戒意旨。
环球能源物业依然阅历了两次大厘革:第一次厘革是创造了以煤炭为主的能源;第二次厘革是创造了以油气、煤炭并重的主力能源临盆力;现正在正正在举办第三次大厘革即是以能源系统智能化、汇集化和告竣以明净能源为主力能源,它将制造新的能源临盆体例和新的糊口体例。它的本色是一次根基物业向愈加高端组织的政策转型;也是涵盖了高速能源互联网、人工光合影响、太空互联网和太空电力、天气能源统治、超导技艺和高密度电磁储能等技艺和统治架构的常识立异工程;更是吞没环球经济制高点、外现邦度逐鹿力、外现社会理思的纠集展现。
为此,倡议至2030年,将我邦以煤为主的能源组织转嫁为明净能源为主的组织;至2020年,将我邦的能源组织转嫁为邦际领先的智能化组织;至2015年,发轫筑成我邦的能源系统智能化的主体架构,告竣以能源网策动新一代互联网的进展。咱们以为这也该当是中邦能源进展的途径图。
寰宇政协经济委员会副主任、中邦能源咨询会理事长柴松岳显示:“目前办理环球能源政策转型的计划首要有两个,其一是单网架的智能电网进展计划,这个计划珍视以电力体系为主的智能化改动;其二是武筑东讲授提出的归纳网架的智能能源网的进展计划,这个计划以为差别能源网架间必要告竣更高恶果的装备和互动,以告竣分行业、众物业的能源智能化。体验告诉我,依据归纳网架外面鞭策智能能源网成立,也许有更好的效益,也能使焦点提出的以新闻化策动工业化,走新型工业化道途的政策落到实处。”
本质上,咱们宗旨的归纳网架为主的智能能源网改动计划以为不光水、电、燃气、制冷、供热、开发、交通和工业办法等能源汇集或能源载体必要并行促进智能化,并且众种能源因素和差别能源网架之间必要告竣高恶果的智能装备,为此,必要鞭策现有能源组织的结构变迁和告竣新贸易形式的集成。
我以为:智能能源网是指集成诈欺新架构、新技艺、新供职和新产物,将孤岛型、行业性的能源汇集及合系能源载体,依据可能升级的通用语义、语法和订定擢升为互动运转的智能系统,以更为高效、经济、安适的形式,告竣能量临盆、输送、储存、消费和供职的智能运转;告竣差别能源汇集和能源载体的智能装备、互操作性和能源系统的智能化统治,以知足不时先进的社会必要。这个学说还征求智能能源网的四概略系、五个技艺通道、八个子汇集、十因素流程模子等。
遵照智能能源网的外面,咱们宗旨将我邦现有的纠集科层制的能源组织转型为四个并列的物业体系,即智能化的集平分层式能源临盆和现输送体系、先辈的储能体系、智能终端能源体系、智能能源供职体系。这个调节也意味着将现有的能源汇集从科层制的能源组织转向众元互动能源组织,它将告竣比目前的互联网更概略量的能源网与互联网的发生性整合,告竣环球能源体系的结构变迁。
所以,我以为谁负责了下一代智能能源网,谁就将主导下一代环球能源的政策技能,谁就可能优先于其他邦度到达环球能源系统更高级此外顶端秤谌。为此,我邦该当倚赖本身的宏伟市集和科技开拓潜力,成为主导环球智能网厘革的领先邦度,筑制影响另日的智能网的流程和轨范,正在百年一遇的环球工业厘革中外现主导影响。
智能能源网的办理计划取得众个邦际机构的承认并正正在成为修筑下一代能源汇集的新共鸣。环球智能网合伙会主席、美邦能源部能源专家商酌委员会主席圭特巴特尔显示:“此日,中邦依然正在能源界限的很众思思制造方面处于寰宇领先位置。武筑东讲授和他指导团队的先辈理念依然被高端业界寻常承认,武讲授使人们越来越懂得地舆解到告成的能源厘革中的要害撑持因素,即智能能源网。”
2010年9月23日美邦能源部部长朱棣文正在智能汇集环球论坛(2010 GridWise Global Forum)上宣告演讲,提出了美邦进展智能能源的最新政策,即创造21世纪的能源汇集(Toward a 21st Century Grid),该政策中心征求进展可再生能源接入、大领域储能、用户端统治、智能电网、数据与新闻安适、智能开发等实质。美邦联邦能源囚禁委员会(FERC)主席韦林霍夫也称“要打一场不行欠缺的接触,创造需方列入的智能能源汇集”。进展智能能源(Smart Energy)依然成为美邦政府部分、行业协会及物业界新的政策共鸣。
德邦联邦政府经济和技艺部(FMET)已将其新订定的另日能源规规定名为“能源互联网”,即E-Energy,其核心是创造一个基于ICT技艺(新闻和通讯技艺)、可告竣自我调控的高效力源体系。目前,E-Energy项目中心展开三方面任务:其一是创立一个虚拟电子化的、便于各方列入买卖的能源市集;二是创造能源互联网中各子体系(如发电体系、配电体系、用户端体系等)及各设置之间的数字化连结,告竣对能源互联网运营流程及各任务设置状况的监控、了解与庇护;三是创造正在线的能源市集及买卖体系,告竣能源市集举动的及时运转。
日本经济交易物业省(METI)于2010年4月启动“智能能源合伙体(Smart Community)”方案,其职责周围涵盖能源、社会根基办法和智能电网等界限,并将起初正在横滨、丰田、合西、北九州等四座都市详细践诺;东京、大阪则劈头“智能能源网”演示试验。日本的“智能能源合伙体”、“智能能源网”项目将通过智能化的新闻互换与独揽体系,妥洽电力、热能与运输方面的能源利用,告竣区域内差别来历的电力与热能的彼此转换,进一步提升可再生能源正在总能耗中的比重,以此行动实施2020年减排25%愿意的要紧措施。
各邦正在鉴戒互联网的进展体验之中,都非凡珍惜将能源系统智能化的进展上升为邦度立异政策,改动形式可能详尽为优先计划架构、订定途径图并促进试点。美邦、日本、澳大利亚、韩邦、意大利等京都策划了发轫的技艺进展途径图,确立了邦度动作政策。
遵照我邦工业化和城镇化过程的领域和速率,遵照坚持永久就业伸长和坚持社会不乱所需的经济增速,咱们估计到2015年我邦一次能源消费总量必要43亿~44亿吨轨范煤;2020年我邦一次能源消费总量必要53亿~54亿吨轨范煤,这个总量依然高出了我邦对邦际社会减排愿意的底线,急切必要我邦节能政策从散开化、项目型、强制性、孤岛性的进展形式转型为系统性、汇集化、主动性、互动型的立异政策,这种新型的能源结构形式即是智能能源网。咱们预测:有用促进智能能源网的成立,2015年我邦一次能源消费总量可告竣40亿吨轨范煤的对象,促进智能能源网成立大约可减削4亿众吨轨范煤。所以,进展智能能源成立是有用重组我邦能源组织、创造新颖能源物业系统和新型能源统治结构的政策通道。为此,我倡议加疾践诺我邦能源高端物业立异方案,进展智能能源网,创造面向21世纪领先的能源系统,并力求正在处于城镇化和住户消费上升阶段告竣以较低的能源消费伸长赞成经济可赓续的稳步进展。
我邦幅员汜博、人丁浩繁,具有寰宇上体量最宏壮的守旧能源根基办法,进展智能能源网,不不过我邦能源组织告竣横跨式转型的独一道途,也是告竣我邦节能减排和明净能源进展邦际愿意的牢靠保险,更是创造邦际领先的能源组织和先辈物业集群的宏大政策抉择,我邦急切必要正在能源要害技艺和能源结构统治方面告竣与首要经济体并驾齐驱、乃至领先的立异。
1.它是鞭策我邦经济组织告竣政策性重组,确保我邦告竣2020年的节能减排对象,创造低污排放经济的先辈技艺途径。
遵照我邦相合都市的测试申报,成立智能能源网将使全市能源恶果提升起码20%。倘使以我邦到2015年一次能源消费总量大约43亿~44亿吨轨范煤计划,周密促进智能能源网成立后,到2015年我邦大约可节约4亿吨控制的轨范煤;到2020年,大约可节约7亿吨轨范煤。所以,早改动,早受益。
我邦能源根基办法资产诈欺率较低。原料显示,美邦实际电网资产诈欺率为55%,日本为60%以上,瑞典等北欧邦度正力求到达70%控制,而我邦电网资产诈欺率还不到35%。智能能源网将告竣百年工业史上从未有过的临盆者和消费者的有用互动,通过体系性调峰、平移负荷、增长现有输送网的技能和恶果、提升已有能源网的资产诈欺率等门径,估计到2015年可将我邦电网、燃气网、水网诈欺恶果提升10%,2020年提升归纳智能能源网诈欺恶果15%~20%。
我邦都市用户年均停电年光、停水年光、停气年光均高于郁勃邦度。据中电联统计:2009年寰宇都市用户年均匀停电年光为9.11小时,仍旧高于首要经济体的均匀秤谌七八倍,进展智能能源网将有用低重停气、停电、停水次数,也将使我邦能源网安适统治跨入邦际领先队伍。
4.它是创造领先寰宇的新型能源组织,外现我邦科技逐鹿力,筑制新的邦际能源轨范的固执保险。
进展智能能源网将重筑我邦的能源组织和立异能源的来历,以制进展下一代智能能源汇集,可能鞭策我邦能源物业驻足轨范层面逐鹿。为此,我邦有需要启动似乎“863”方案雷同的能源进展策划,与欧美等邦并行促进太空电力、能源生物、能源互联网等进展,将我邦的能源潜力形容尽致地外现出来。
创造水、电、热力、燃气等众行业的能源报价市集,实行区别电价、气价、热力代价等能源代价,推行举办容易的众种能源买卖,成立集成化的需求预测、反应、买卖机制,鞭策用户直接列入众种能源买卖。据咱们测算,周密筑成智能能源网后,每年可使城乡住户水电费、燃气费、制冷、取暖用度支拨淘汰10%控制,寰宇可所以告竣经济效益5000亿元以上。
其余,它仍然鞭策我邦乡下能源告竣横跨式转型一定途径;是告竣新型都市根基办法智能化的不行高出的阶段;是打制高端能源物业集群的最理思的通道。
智能能源网将策动智能电网物业、智能水网物业等新兴物业的进展,可能有用地变成我邦邦民经济要紧的伸长热门。
智能电网既是新颖能源物业的支柱物业,也是先导性物业,咱们必要正在以下要害技艺方面获得政策性打破,即创造基于IPv6的电网新闻架构、新闻化根基办法、新闻高级运用体系;告竣智能电网与智能燃气、智能供热、智能水务等其他能源汇集互操作系统的架构和互联成立;发轫创造智能主干网、智能微网、都市智能配电网、智能农网、智能邦际电力买卖汇集妥洽进展的办法系统;发轫创造寰宇天气电力储能报价需求买卖超等数字体系;试点创造大众电力调换统治体系的模仿系统,创造提升电力资产诈欺恶果的数据模子;创造电网双向通信和电网办法的安适系统;成立高压直流/柔性输电体系;智能调换;断电守卫/能量统治体系;高级配电统治体系;智能变电站;高级计量系统;需求反应/负荷统治;智能家庭;智能用电办法;电动车充放电办法;明净能源并网接入工程;并网/离网技艺等众个物业。
中邦处正在高速城镇化、工业化工夫,完整倚赖地外径流、地下水和江河调水等守旧机谋获取水资源已顾此失彼,急切必要告竣从自然取水向工场化筑设用水的倾向转型。而这个题目就将水资源题目骨子上演化为能源题目,这就必要加疾告竣智能水网与智能燃气、智能供热、智能电网、可再生能源发电等其他能源汇集互操作系统的架构和互联成立。
应正在以下要害技艺方面获得政策性打破,征求大举进展海水淡化物业;大举宣告现有的寰宇上最大领域的中邦管道水网技能成立;大举进展村镇水网;依据智能装备的道理告竣都市水电热气、河湖资源、管网水源等合理组配。
倡议到2020年,筑成日处置量8000万吨到9000万吨的海水淡化工程,使工业化供水量到达总供水的4%到6%,消纳1020万千瓦到1530万千瓦新能源电力,力求每年告竣全体效益3000亿元,拉动邦民经济伸长0.3~0.5个百分点。
倡议另日大举进展小城镇和农村智能水务成立,为7亿村镇人丁供给最根基的水务办法。
智能燃气网是新颖能源物业的政策根基性物业,具有成为不乱的漫衍式第二电源供应的前景。应正在以下要害技艺方面获得政策性打破:充斥告竣智能燃气网与智能水气、智能供热、智能电网、可再生能源发电等其他能源汇集互操作系统的架构和互联成立、有用告竣燃气资源与其他能源事势的能量转换系统成立、燃气调峰发电、直燃式空调制冷、燃气供暖、混杂能源汽车加气、燃气管网新闻化改制、气源智能加工、高中压智能燃气管网筑设、智能调压站和罐站、智能调峰储气办法、燃气安适检测、直燃式空调、煤炭气化、合伙轮回发电等物业,充斥外现油气资源调峰、气电热互补的影响。
遵照智能能源网的思思,储能物业将成为与能源输送汇集并列的新颖能源物业。目前必要应正在以下要害技艺方面获得政策性打破:直接储能,缓冲体系储能;告竣差别能量的智能装备储能;创造大众的虚拟储能网架;促进以都市为主的储能体系成立;促进以市集化为主的储能体系成立。“十二五”时刻储能的技艺进展中心征求:海水淡化、煤炭气化、抽水储能、液流电池、锂金属电池组群、飞轮储能站、筑坝泵水、自然气储气、泵水储能、水蓄热、热电转换、钠硫电池、流体钒电池、汽车电池为主的转移储能基站、相变储能等。外面上中邦电力的15%可储存;水力的10%可储存(海水淡化储存、再生水储存);热力30%可储存;油气10%~15%可储存;开发物可负责10%储存;交通可提升储存能效10%;工业可储存5%能量;农业可提升储存能效10%。倘使将发电合键和长途输电合键的投资向储能合键投资,希望将我邦电力资产总体诈欺恶果从20%提升到50%以上,拉近与郁勃邦度的隔绝。
跟着能源汇集互动化擢升,目前互联网采用IPv4订定难以知足另日的宏伟需求,务必增长新IP所在。IPv4升级到IPv6后,将可轻松地为环球15亿所居屋,600亿个各类电源,20亿个以上的外计体系,1000亿个能源办法组件供给独一IP所在,告竣互联互通。为此,咱们以为,中邦务必创造智能能源网的新闻处置中枢,这个重心架构即是采用基于IPv6的汇集,这是寰宇上第一个计划的以IPv6为根基的能源汇集。
应正在以下要害技艺方面获得政策性打破:创造与实体物理汇集并行运转的大容量数据体系和双向即时交互体系;创造寰宇天气能量统治储能报价需求买卖超等智能网体系,告竣海量能源数据统治和长途天气监测,处置海量天气蜕化、人流物流及能源供需新闻的高级统治;大举进展长途天气监测体系测统治体系;进展IPv6重心技艺;进展PLC、UWB、Wifi、Zigbee、蓝牙等有线无线调和的家庭联网技艺;家庭众媒体和运用数据分享互联技艺;大型计划机、超等计划机集群;光纤复合电力电缆技艺及产物、智能能源网的ICT技艺等。
先辈传感器技艺是成立智能能源网的非凡要紧的要害技艺,它由各类先辈传感器、软件、芯片、新型显示,传感、光纤复合电缆和统治体系等组构,联结双向通讯的智能外计、各发电站、输电线途、燃气站及传输管道、热力站、水务及其它根基办法沿途搭接成智能化能源网监测统治体系,告竣新闻及时提取、合时判决、急速反响、智能监测、防御阻碍。
应正在以下要害技艺方面获得政策性打破。发电界限:基于涡轮机、发电机以及其他扭转设置的正在线强健状况监测、新型传感器与发电设置的集成化,以及碳排放监测和低重碳排放等技艺;输、变电界限:基于无线汇集的先辈传感器技艺的输电线途的状况监测以及智能变电站等正成为咨询热门,个中涉及的要害技艺就征求以无线汇集和通讯技艺以及以微纳技艺、光纤技艺为代外的先辈传感器技艺等;配电网界限:基于数字通讯技艺的高级传感和计量技艺、无线传感汇集、光学或电子互感器、排挤线途与电缆温度丈量、电力设置状况正在线监测、电能质地丈量等技艺;智能燃气网:压力传感器、温度传感器、湿度传感器、流量传感器、CO传感器、燃气浓度传感器、气质了解仪器、先辈的燃气计量外计等;智能水务网:智能生化传感器、气体传感器、智能压力传感器、流量传感器、智能水外等;智能热力网:智能热力计量外计、先辈温度传感技艺等。涉及到RFID、MEMS、智能芯片、智能归纳外具、光纤温度传感器、新型显示、光纤和无线数据传输、途由设置和软件的归纳开拓。
低碳经济的进展催生了邦际上独立的开发能源统治物业。应正在以下要害技艺方面获得政策性打破:智能归纳布线体系、智能开发组织、智能给水、智能排水,智能热力、气氛调动、智能电气、智能燃气、智能消防和防火、智能楼宇自愿化独揽统治、智能开发声学、智能开发光学体系、智能热工、智能园林绿化、保温体系、归纳监控性体系、纠集抄外体系、小区储能统治体系等。涉及到设置自愿化体系(BAS);衡宇通讯自愿化体系(CAS);社区归纳布线体系;家庭糊口智能体系;消防报警体系;电器(设置)独揽统治体系;厨房智能化;家庭保健照顾体系(家庭长途病院)等。
2009腊尾寰宇汽车保有量约为7619余万辆,估计“十二五”期末我邦汽车保有量将越过1.5亿辆;“十一五”时刻中邦交通能耗约占社会总能耗比例打破了20%,估计“十二五”时刻将越过工业能耗打破30%,成为我邦消磨能源最众的界限。
应正在以下要害技艺方面获得政策性打破:交通终端用能诈欺恶果统治模子;纯电动汽车、混杂动力车和燃料电池车等利用的车用高职能蓄电池;开拓和普及废气职能低的明净能源车;开拓汽油发起机、柴油发起机、电力机车能源诈欺恶果提升技艺;诈欺IT智能技艺办理交通拥堵和交通根基办法的校正;先辈的交通统治体系(ATMS);先辈的大众交通体系(APTS);先辈的车辆独揽体系(AVCS);以及数据通信传输技艺、电子传感技艺、电子独揽技艺等;开拓先辈的汽车节能技艺;提升节油车辆的比重;合理调节汽车的吨位组成,告竣低重油耗的对象;加快公途成立,提升途面质地,告竣节能;开拓诈欺明净能源的车机船;提升铁途节能车辆的比重;促进船舶节能筑设和航行;提升飞机维修和质料技艺;促进柴油机、汽油机的余热诈欺;充斥诈欺其它能源终端的节能赞成体系等。
我邦东西部区域间经济进展不均衡的形式教育了西部能源纠集区向东部负荷核心大领域、长隔绝输送的根基网架,这个构架自然缺陷即是存正在着能耗大、电力资产诈欺恶果低、土地占用面积众等题目,创造与之配套的集成了水、电、燃气、供热、制冷、清爽气氛等能源的智能微网是修补这个组织缺陷的一定途径,它不光提升能效秤谌,并且可能合领悟决当地能源资源的优化诈欺,这是中邦高效力源的政策出途之一。它可能告竣众种能源转换、缓解骨干能源网输送压力、修筑区域智能能源网物业集群、正在微网内部告竣削峰填谷、提升能源资产诈欺恶果,活动地方经济,策动煤层气、油层气开拓和风电、光伏发电、生物质能等众种新能源开拓,告竣众种能源事势互补。
应正在以下要害技艺方面获得政策性打破:为另日的工业、开发物和机动车创筑可智能和安适的能源网、智能端点间加密用电数据体系、用户界面统治、电能传感器、蓄电和纳米技艺集成、开发物内的载荷与配电的智能闭环独揽、漫衍式发电、能效合同统治、热电冷联产、智能能源统治终端等集群。
今世邦际能源厘革的重心之一即是鞭策能源办法从利用金属质料过渡到非金属质料,也可能说能源厘革从某种意旨上而言即是新质料的厘革。应正在以下要害技艺方面获得政策性打破:高端反浸透膜、离子膜质料技艺;超导、磁性新型质料;流体钒、钠硫、磷酸铁锂等储能质料;光降解水制氢质料、电解水制氢质料等高端质料物业;高职能的碳化硅质料;非晶质料;碳纤维及其复合质料等,这些质料行业活着界周围内也处于起步阶段。