第三次工業(yè)革命：能源互聯(lián)

大勢觀察

美國未來學(xué)家杰里米·里夫金在其新著《第三次工業(yè)革命》中提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想，稱“能源互聯(lián)網(wǎng)”將會出現(xiàn)，并標(biāo)志著第三次工業(yè)革命的到來。對此，賽迪智庫產(chǎn)業(yè)政策研究所認(rèn)為，能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想給人類描繪了一個(gè)美好的未來，但其實(shí)現(xiàn)目前還存在著四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)瓶頸：高效、低能耗能源采集和轉(zhuǎn)換設(shè)備亟待突破；能源互聯(lián)傳輸所需的超導(dǎo)材料和技術(shù)突破尚沒有時(shí)刻表；能源互聯(lián)互通仍存在技術(shù)障礙；新型能源存儲材料發(fā)展面臨瓶頸。基于此，我們更應(yīng)理性看待能源互聯(lián)網(wǎng)；儲備能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所需關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)；做好信息網(wǎng)與電力網(wǎng)融合的基礎(chǔ)性工作。

20世紀(jì)70年代石油危機(jī)后，能源問題一直受到世界各國的普遍關(guān)注。前不久，美國未來學(xué)家杰里米·里夫金在其新著《第三次工業(yè)革命》中提出，分布式可再生能源和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的“能源互聯(lián)網(wǎng)”將出現(xiàn)，并預(yù)言第三次工業(yè)革命即將到來，人類從此擺脫能源、資源、環(huán)境的束縛，實(shí)現(xiàn)“活著是為了游樂”。那么，“能源互聯(lián)網(wǎng)”究竟何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)？它真的已經(jīng)離我們很近了嗎？

世界各國積極探索能源互聯(lián)網(wǎng)

里夫金在《第三次工業(yè)革命》中為我們描述了能源互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方式：使用可再生能源，采用分布式能源采集系統(tǒng)，充分采集散落在地球各個(gè)角落的微小可再生能源，通過氫或其他存儲技術(shù)存儲間歇式能源，聚少成多，利用互聯(lián)網(wǎng)和智能終端技術(shù)構(gòu)建智能能源共享網(wǎng)絡(luò)。

事實(shí)上，在能源互聯(lián)網(wǎng)提出之前，各主要國家已開始在這一領(lǐng)域探索，并著手規(guī)劃和實(shí)施智能電網(wǎng)、智能能源網(wǎng)等。

（一）美國：以智能電網(wǎng)建設(shè)為先導(dǎo)推動能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

2001年，美國提出名為“智能電網(wǎng)”的新電力能源供應(yīng)系統(tǒng)概念，并于2003年正式展開研究。智能電網(wǎng)采用先進(jìn)的材料技術(shù)、高溫超導(dǎo)技術(shù)、儲能技術(shù)、可再生能源發(fā)電技術(shù)、微型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)等，旨在構(gòu)建一張全美骨干電網(wǎng)、區(qū)域性電網(wǎng)、地方電網(wǎng)和微型電網(wǎng)等多層次的電力網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)自動化、高效安全、穩(wěn)定可靠、可靈活應(yīng)變及品質(zhì)有保障的電力供應(yīng)。該計(jì)劃將在2030年完成。

（二）英國：規(guī)劃智能電網(wǎng)的長遠(yuǎn)發(fā)展

近兩年，英國政府大力支持智能電網(wǎng)建設(shè)，制定了詳細(xì)的以實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電和強(qiáng)互動性智能配電為主要目的的智能電網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃，并制定出到2050年的智能電網(wǎng)線路圖及實(shí)施方案。該輸電網(wǎng)多采取互動供電模式，需求側(cè)可將剩余的電力逆向輸入電網(wǎng)，但需對電網(wǎng)實(shí)施雙向保護(hù)，給電網(wǎng)的穩(wěn)定控制和調(diào)度管理帶來很大困難，技術(shù)尚待突破。

（三）德國：大力發(fā)展E－Energy

在美英智能電網(wǎng)建設(shè)熱火朝天之際，德國另辟蹊徑，提出了E－Energy概念，并于2008年年底開始投資實(shí)施該計(jì)劃。有觀點(diǎn)認(rèn)為，這是德國的智能電網(wǎng)，其實(shí)不然。德國意在借此打造一個(gè)基于信息和通信技術(shù)的能源供應(yīng)系統(tǒng)，這更像是里夫金能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想的一個(gè)實(shí)踐。為此，德國專門開設(shè)了一個(gè)網(wǎng)站，向公眾宣傳E－Energy優(yōu)勢，并及時(shí)公布該項(xiàng)目的進(jìn)度，使E－Energy計(jì)劃更廣泛地被接受。

（四）中國：率先推出智能能源網(wǎng)

2009年11月27日，“國家‘十二五’中國智能能源網(wǎng)發(fā)展模式和實(shí)施方案課題組”成立，正式開始籌劃智能能源網(wǎng)。2010年7月15日，由中國工程院、中國能源研究會、國家能源專家咨詢委等機(jī)構(gòu)的有關(guān)專家組成委員會，評審并通過了《中國智能能源網(wǎng)發(fā)展模式及實(shí)施方案》課題研究成果。

智能能源網(wǎng)是通過將水、電、氣甚至熱力等不同的能源品種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有機(jī)整合，形成跨能源品種的能源生產(chǎn)、流通（交易）、消費(fèi)網(wǎng)絡(luò)，并采用信息化集成技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)生產(chǎn)輸送側(cè)與需求側(cè)相對稱、相互動的智能能源運(yùn)轉(zhuǎn)體系。它包括智能化的集中分層式能源生產(chǎn)和輸送系統(tǒng)、先進(jìn)的儲能系統(tǒng)、智能終端能源系統(tǒng)、智能能源服務(wù)系統(tǒng)等四大系統(tǒng)，涉及智能燃?xì)饩W(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能熱力網(wǎng)等八個(gè)子網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。根據(jù)測算，智能能源網(wǎng)將把我國能源效率提高至少15％。

能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸

盡管能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)想給了我們一個(gè)美好的愿景，但要真正實(shí)現(xiàn)能源的互聯(lián)互通，尚需解決眾多的技術(shù)難題。

（一）高效、低能耗能源采集和轉(zhuǎn)換設(shè)備亟待突破

分布式可再生能源系統(tǒng)使得能源采集和生產(chǎn)小型化，并更貼近需求，其實(shí)現(xiàn)依賴于低能耗、高轉(zhuǎn)換效率的可再生能源的采集和轉(zhuǎn)換設(shè)備�，F(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足要求。

一是太陽能的采集、轉(zhuǎn)換為電能的效率仍較低。目前，在實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的硅基太陽能電池中，單晶硅電池的最高轉(zhuǎn)換效率為29％，即便采用太陽能電池堆疊技術(shù)，也僅實(shí)現(xiàn)41．1％的轉(zhuǎn)換率。

二是小容量、低損耗的變壓器、