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能源互聯網最“土”的解釋!

2015-07-17 08:08:38 無所不能   作者: 龐名立  

世界正在發生激烈的變化,全球最大的出租車公司Uber沒有一輛出租車(盡管有爭議),全球最熱門的媒體所有者Facebook,沒有一個內容制作人,全球市值最高的零售商阿里巴巴,沒有一件商品庫存,全球最大的住宿服務提供商Airbnb,居然沒有一點房產。這些在表明一些有趣的事正在發生……,不要停止學,慢一點都會被直接淘汰,被人稱為土包子,我們已經不能用老眼光去看待世界了。

人類正處于大變革、大洗牌的時期,玩的是是連接,拼的是智商。一切跟互聯網沾邊的都紅火起來,能源互聯網當然是最熱門的話題。但是要注意,目前談的互聯網實際上是信息平臺,沒有實物傳遞。淘寶網購物,實際上是信息傳遞,實物仍然通過運輸系統,最終由人力送至客戶。

所謂能源互聯網,實際上是區域性能源網絡,它是能源發展的必然趨勢。能源互聯網是怎樣發展的,用最“土”的辦法來解釋。土就是泥土,著地的,實在的。能源互聯網是著實的傳遞能源。

能源是這樣發展的

能源是伴隨著經濟的發展而進步的,也就是說,經濟發展需求的能源不是一個常數,而是隨著經濟的發展,對能源的需求越來越多。經濟發展了,能源供應不足,廹使能源更新或技術進步。人類經濟發展經歷了三次革命:

第一次工業革命:蒸汽機革命

第二次工業革命:電力革命

第三次工業革命:互聯網革命

人類的經濟發展伴隨著的能源發展,迫使能源“改朝換代”,人類使用能源的進展是從再生能源開始又回到含再生能源的清潔能源時代:

再生能源(柴薪)→煤炭時代→石油時代→后石油時代→清潔能源(再生能源+核能)時代

從傳說的遂人氏鉆木取火開始,標志著人類利用能源開始。直到瓦特改良蒸汽機為止,講不清有幾萬年,這段時期稱為以柴薪為主的再生能源時期,簡稱柴薪時代。柴薪時代盡管經濟發展緩慢,但人類與環境和諧相處。瓦特改良蒸汽機后,使人類進行了蒸汽機革命時代,煤炭大量被利用。經濟發展希望找到更加價廉又方便的能源,于是1854年波蘭藥劑師、化學家依格納茨˙盧卡西維茨(JanJózefIgnacy?ukasiewicz,1822~1882年)發現了使用更易獲得的石油提取煤油的方法,連他自己都不知道一不小心就成了石油時代的開山鼻祖了。

自從發現石油之后,人類肆無忌憚地開采,盡管石油儲量和產量逐年增加,但仍然難以支撐社會經濟發展。于是再生能源趁勢發展,但發展速度緩慢。

村婦上山砍柴,鐵匠拉風箱打鐵,絕對想不起能源互聯網是啥玩意。能源進入后石油時代才是能源互聯網起步的時期。在后石油時代,化石燃料在一次能源消費中的份額逐漸降低,再生能源的份額逐漸上升。根據《BPStatisticalReviewofWorldEnergy》的統計,到2014年為止,分散性間歇性的不穩定的再生能源已經占一次能源消費總量的2.5%。

后石油時代是一個漫長的時期

后石油時代十分漫長,目前無法估計有多長。請注意看兩本書:《第三次工業革命》和《全球能源互聯網》,這兩本書都強調以再生能源替代化石燃料,換句話說,能源互聯網是在再生能源稱霸的時候得以繁榮的發展。再生能源稱霸當然還早,不是馬上就可以摸到的,必須經過一個相當長的后石油時代。后石油時代是一個化石燃料逐漸減少,再生能源不斷壯大的時代。

在后石油時代,太陽能光伏、太陽能集中式發電、小水電、海洋風電場、陸地風電場、家用風力機、垃圾發電、地熱發電、生物質發電、生物燃料、樓宇式發電.....等等聚集在一起,各顯神通為人類服務。這些發電或供熱方式,都不如化石燃料的能源密度高,再生能源雖然可再生,但是能源密度低呈分散性,能源生產又呈間歇性,因此,不能采用常規的集中式供電供熱,而是采用分布式能源(Distributedenergy)供電供熱的方式,自然而然形成了區域性能源網絡。這樣就把各種能源之間聯系得緊密了,形成網絡。

在區域性能源網絡中,集中式和分布式的并存。分布式能源生產多余電力,銷售給集中式發電站;如果分布式能源生產電力不足,就從集中式發電站補充。

區域性能源網絡就是能源互聯網

在煤炭時代和石油時代,電力供應都是集中式的,而區域性能源網絡只能在后石油時代得以產生。區域性能源網絡必定在此時起步,步伐很緩慢,而且是長期的。有人說,能源互聯網是2011年杰里米˙里夫金(JeremyRifkin,1945年1月26日生)《第三次工業革命》提出的。能源互聯網就是區域性能源網絡,只不過是換一種時髦的說法,換湯不換藥。

在中國能源界,區域性能源網絡比杰里米˙里夫金提出得還要早。請翻開比杰里米˙里夫金著《第三次工業革命》早5年出版的《天然氣百科辭典》第318頁,哪幾頁敘述了“分布式能源”、“天然氣區域能源網絡”、“多元化區域能源網絡”。這張多元化區域能源網絡就是能源互聯網,能源互聯網實際上不是單獨的集中供能方式,已經引入風電場、太陽能、生物質能等。聯網供能有電力、熱能和氫能。

由于天然氣燃燒的清潔性、高效利用率以及對環境的親善性產生了天然氣熱電聯產、天然氣冷熱電聯產,并最終發展成為天然氣區域能源網絡。這種天然氣熱電聯產已經顯示出區域性能源網絡的特點,但是隨著對多種能源的開發和利用,區域能源網絡所使用的能源,除了天然氣和集中式發電所提供的熱電外,還應將太陽能、生物質能、潮汐能、風能等可再生能源,以及其他分布式發電的電力都納入到區域能源網絡中來,以形成一個綜合性的、多元化的區域能源網絡。

這種綜合性的區域能源網絡,不僅包括多種清潔能源,還包括若干不同類型的用戶,這有別于只使用單一天然氣能源和只提供單一冷熱電聯供服務的天然氣區域能源網絡。在這種綜合網絡中的所有用戶,包括企業、住宅、醫院、商廈、樓宇、車輛等都實現能源共享,在共享中通過能源的交換和用量調節,使納入網絡中的各種能源得到充分利用,使區域內的能源用量從整體上達到最佳平衡。此外,網絡中的所有用戶在共享中也應各盡其責,尤其在提高能源利用效率、節約能源、減少環境污染方面發揮自己的作用。

集中式發電霸占著能源互聯網

請您把本文“世界一次能源消費結構”表梳理一下,暫不談能源化工部分,電力生產可以分解為四大塊:

⑴火力(煤、石油和天然氣)發電;

⑵核能發電;

⑶水力發電;

⑷再生能源發電。

在能源互聯網中,這四種發電方式并存。盡管化石燃料枯竭為時過早,必定慢慢減弱,火力發電隨之減弱,再生能源發電慢慢興起,但是(大型)水力發電和核能,不會消亡,而且核能發電走向更加清潔更加安全。再說再生能源發電以太陽能和風能,雖然發電成本趨于接近火力發電,但其規模不如核能發電和大型水力發電。

2014年全球再生能源發電占電力生產的比值

未來的能源不可能單獨一種獨霸全球,不會像《第三次工業革命》所說的,將來的能源供應是“把每一棟樓房轉變成住房和微型發電廠”。

陽光普照大地,無國界之分,可是接受陽光的地方卻有國界之分。統治者把陽光占為己有,向別國索取由太陽產生的太陽能、風能、水能、生物質能等,必定要花錢。全球性的能源互聯網只是一種假設,操作起來很困難。

結語

基于能源發展的事實,淺談能源互聯網發展的必然性,能源互聯網是人類使用能源的一大進步。目前,只有天然氣和電力是網絡傳送的,但兩者之間沒有聯系。再生能源除了生物質能可以生產生物燃料以外,其他均以生產清潔的一次電力為特征,這種一次電力必須通過網絡連接,因此,能源互聯網是伴隨再生能源而發展的。使其能源供應更安全、更環保、能源供應更充足,隨之更加先進的技術得以開發利用;但始終以集中式供能占主導。

未來的能源供應將進入了網絡時代,能源互聯網供應的不只是信息,而且是電力、熱能和氫能等實物的網絡供應。




責任編輯: 李穎

標簽:能源互聯網,清潔能源