世界正在發(fā)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(nèi)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(wù)提供商Airbnb,居然沒有一點房產(chǎn)。這些在表明一些有趣的事正在發(fā)生……,不要停止學(xué),慢一點都會被直接淘汰,被人稱為土包子,我們已經(jīng)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(lián)網(wǎng)沾邊的都紅火起來,能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)然是最熱門的話題。但是要注意,目前談的互聯(lián)網(wǎng)實際上是信息平臺,沒有實物傳遞。淘寶網(wǎng)購物,實際上是信息傳遞,實物仍然通過運輸系統(tǒng),最終由人力送至客戶。
所謂能源互聯(lián)網(wǎng),實際上是區(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò),它是能源發(fā)展的必然趨勢。能源互聯(lián)網(wǎng)是怎樣發(fā)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(lián)網(wǎng)是著實的傳遞能源。
能源是這樣發(fā)展的
能源是伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而進(jìn)步的,也就是說,經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的能源不是一個常數(shù),而是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,對能源的需求越來越多。經(jīng)濟(jì)發(fā)展了,能源供應(yīng)不足,廹使能源更新或技術(shù)進(jìn)步。人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展經(jīng)歷了三次革命:
第一次工業(yè)革命:蒸汽機(jī)革命
第二次工業(yè)革命:電力革命
第三次工業(yè)革命:互聯(lián)網(wǎng)革命
人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展伴隨著的能源發(fā)展,迫使能源“改朝換代”,人類使用能源的進(jìn)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(biāo)志著人類利用能源開始。直到瓦特改良蒸汽機(jī)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(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢,但人類與環(huán)境和諧相處。瓦特改良蒸汽機(jī)后,使人類進(jìn)行了蒸汽機(jī)革命時代,煤炭大量被利用。經(jīng)濟(jì)發(fā)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(xué)家依格納茨˙盧卡西維茨(JanJózefIgnacy?ukasiewicz,1822~1882年)發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)石油之后,人類肆無忌憚地開采,盡管石油儲量和產(chǎn)量逐年增加,但仍然難以支撐社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展。于是再生能源趁勢發(fā)展,但發(fā)展速度緩慢。
村婦上山砍柴,鐵匠拉風(fēng)箱打鐵,絕對想不起能源互聯(lián)網(wǎng)是啥玩意。能源進(jìn)入后石油時代才是能源互聯(lián)網(wǎng)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(jù)《BPStatisticalReviewofWorldEnergy》的統(tǒng)計,到2014年為止,分散性間歇性的不穩(wěn)定的再生能源已經(jīng)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(yè)革命》和《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》,這兩本書都強(qiáng)調(diào)以再生能源替代化石燃料,換句話說,能源互聯(lián)網(wǎng)是在再生能源稱霸的時候得以繁榮的發(fā)展。再生能源稱霸當(dāng)然還早,不是馬上就可以摸到的,必須經(jīng)過一個相當(dāng)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(fā)電、小水電、海洋風(fēng)電場、陸地風(fēng)電場、家用風(fēng)力機(jī)、垃圾發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電、生物燃料、樓宇式發(fā)電.....等等聚集在一起,各顯神通為人類服務(wù)。這些發(fā)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(chǎn)又呈間歇性,因此,不能采用常規(guī)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(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò)。這樣就把各種能源之間聯(lián)系得緊密了,形成網(wǎng)絡(luò)。
在區(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò)中,集中式和分布式的并存。分布式能源生產(chǎn)多余電力,銷售給集中式發(fā)電站;如果分布式能源生產(chǎn)電力不足,就從集中式發(fā)電站補充。
區(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò)就是能源互聯(lián)網(wǎng)
在煤炭時代和石油時代,電力供應(yīng)都是集中式的,而區(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò)只能在后石油時代得以產(chǎn)生。區(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò)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(lián)網(wǎng)是2011年杰里米˙里夫金(JeremyRifkin,1945年1月26日生)《第三次工業(yè)革命》提出的。能源互聯(lián)網(wǎng)就是區(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò),只不過是換一種時髦的說法,換湯不換藥。
在中國能源界,區(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò)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(yè)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(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)”、“多元化區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)”。這張多元化區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)就是能源互聯(lián)網(wǎng),能源互聯(lián)網(wǎng)實際上不是單獨的集中供能方式,已經(jīng)引入風(fēng)電場、太陽能、生物質(zhì)能等。聯(lián)網(wǎng)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(huán)境的親善性產(chǎn)生了天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)、天然氣冷熱電聯(lián)產(chǎn),并最終發(fā)展成為天然氣區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)。這種天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)已經(jīng)顯示出區(qū)域性能源網(wǎng)絡(luò)的特點,但是隨著對多種能源的開發(fā)和利用,區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)所使用的能源,除了天然氣和集中式發(fā)電所提供的熱電外,還應(yīng)將太陽能、生物質(zhì)能、潮汐能、風(fēng)能等可再生能源,以及其他分布式發(fā)電的電力都納入到區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)中來,以形成一個綜合性的、多元化的區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)。
這種綜合性的區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò),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(lián)供服務(wù)的天然氣區(qū)域能源網(wǎng)絡(luò)。在這種綜合網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶,包括企業(yè)、住宅、醫(yī)院、商廈、樓宇、車輛等都實現(xiàn)能源共享,在共享中通過能源的交換和用量調(diào)節(jié),使納入網(wǎng)絡(luò)中的各種能源得到充分利用,使區(qū)域內(nèi)的能源用量從整體上達(dá)到最佳平衡。此外,網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶在共享中也應(yīng)各盡其責(zé),尤其在提高能源利用效率、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染方面發(fā)揮自己的作用。
集中式發(fā)電霸占著能源互聯(lián)網(wǎng)
請您把本文“世界一次能源消費結(jié)構(gòu)”表梳理一下,暫不談能源化工部分,電力生產(chǎn)可以分解為四大塊:
⑴火力(煤、石油和天然氣)發(fā)電;
⑵核能發(fā)電;
⑶水力發(fā)電;
⑷再生能源發(fā)電。
在能源互聯(lián)網(wǎng)中,這四種發(fā)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(fā)電隨之減弱,再生能源發(fā)電慢慢興起,但是(大型)水力發(fā)電和核能,不會消亡,而且核能發(fā)電走向更加清潔更加安全。再說再生能源發(fā)電以太陽能和風(fēng)能,雖然發(fā)電成本趨于接近火力發(fā)電,但其規(guī)模不如核能發(fā)電和大型水力發(fā)電。
2014年全球再生能源發(fā)電占電力生產(chǎn)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(yè)革命》所說的,將來的能源供應(yīng)是“把每一棟樓房轉(zhuǎn)變成住房和微型發(fā)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(tǒng)治者把陽光占為己有,向別國索取由太陽產(chǎn)生的太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等,必定要花錢。全球性的能源互聯(lián)網(wǎng)只是一種假設(shè),操作起來很困難。
結(jié)語
基于能源發(fā)展的事實,淺談能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然性,能源互聯(lián)網(wǎng)是人類使用能源的一大進(jìn)步。目前,只有天然氣和電力是網(wǎng)絡(luò)傳送的,但兩者之間沒有聯(lián)系。再生能源除了生物質(zhì)能可以生產(chǎn)生物燃料以外,其他均以生產(chǎn)清潔的一次電力為特征,這種一次電力必須通過網(wǎng)絡(luò)連接,因此,能源互聯(lián)網(wǎng)是伴隨再生能源而發(fā)展的。使其能源供應(yīng)更安全、更環(huán)保、能源供應(yīng)更充足,隨之更加先進(jìn)的技術(shù)得以開發(fā)利用;但始終以集中式供能占主導(dǎo)。
未來的能源供應(yīng)將進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)時代,能源互聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)的不只是信息,而且是電力、熱能和氫能等實物的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)。
免責(zé)聲明:本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的文章,目的在于弘揚科技創(chuàng)新精神,傳遞更多科技創(chuàng)新信息,宣傳國家科技政策,展示國家科技形象,參與國際科技輿論競爭,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé),在此我們謹(jǐn)向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認(rèn)為本網(wǎng)文章及圖片侵犯了您的版權(quán),請與我們聯(lián)系,我們將第一時間刪除。