第三次工業(yè)革命：能源互聯(lián)

大勢觀察

美國未來學家杰里米·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)的構想，稱“能源互聯(lián)網(wǎng)”將會出現(xiàn)，并標志著第三次工業(yè)革命的到來。對此，賽迪智庫產(chǎn)業(yè)政策研究所認為，能源互聯(lián)網(wǎng)的構想給人類描繪了一個美好的未來，但其實現(xiàn)目前還存在著四個關鍵技術瓶頸：高效、低能耗能源采集和轉換設備亟待突破；能源互聯(lián)傳輸所需的超導材料和技術突破尚沒有時刻表；能源互聯(lián)互通仍存在技術障礙；新型能源存儲材料發(fā)展面臨瓶頸。基于此，我們更應理性看待能源互聯(lián)網(wǎng)；儲備能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所需關鍵設備和技術；做好信息網(wǎng)與電力網(wǎng)融合的基礎性工作。

20世紀70年代石油危機后，能源問題一直受到世界各國的普遍關注。前不久，美國未來學家杰里米·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)技術相結合的“能源互聯(lián)網(wǎng)”將出現(xiàn)，并預言第三次工業(yè)革命即將到來，人類從此擺脫能源、資源、環(huán)境的束縛，實現(xiàn)“活著是為了游樂”。那么，“能源互聯(lián)網(wǎng)”究竟何時能夠?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角落的微小可再生能源，通過氫或其他存儲技術存儲間歇式能源，聚少成多，利用互聯(lián)網(wǎng)和智能終端技術構建智能能源共享網(wǎng)絡。

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

（一）美國：以智能電網(wǎng)建設為先導推動能源網(wǎng)絡建設

2001年，美國提出名為“智能電網(wǎng)”的新電力能源供應系統(tǒng)概念，并于2003年正式展開研究。智能電網(wǎng)采用先進的材料技術、高溫超導技術、儲能技術、可再生能源發(fā)電技術、微型燃氣輪機發(fā)電技術等，旨在構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，以實現(xiàn)自動化、高效安全、穩(wěn)定可靠、可靈活應變及品質(zhì)有保障的電力供應。該計劃將在2030年完成。

（二）英國：規(guī)劃智能電網(wǎng)的長遠發(fā)展

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

（三）德國：大力發(fā)展E－Energy

在美英智能電網(wǎng)建設熱火朝天之際，德國另辟蹊徑，提出了E－Energy概念，并于2008年年底開始投資實施該計劃。有觀點認為，這是德國的智能電網(wǎng)，其實不然。德國意在借此打造一個基于信息和通信技術的能源供應系統(tǒng)，這更像是里夫金能源互聯(lián)網(wǎng)構想的一個實踐。為此，德國專門開設了一個網(wǎng)站，向公眾宣傳E－Energy優(yōu)勢，并及時公布該項目的進度，使E－Energy計劃更廣泛地被接受。

（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構的有關專家組成委員會，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)絡進行有機整合，形成跨能源品種的能源生產(chǎn)、流通（交易）、消費網(wǎng)絡，并采用信息化集成技術，構建一個生產(chǎn)輸送側與需求側相對稱、相互動的智能能源運轉體系。它包括智能化的集中分層式能源生產(chǎn)和輸送系統(tǒng)、先進的儲能系統(tǒng)、智能終端能源系統(tǒng)、智能能源服務系統(tǒng)等四大系統(tǒng)，涉及智能燃氣網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能熱力網(wǎng)等八個子網(wǎng)絡建設。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)的關鍵技術瓶頸

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

（一）高效、低能耗能源采集和轉換設備亟待突破

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，其實現(xiàn)依賴于低能耗、高轉換效率的可再生能源的采集和轉換設備。現(xiàn)有設備和技術遠不能滿足要求。

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

二是小容量、低損耗的變壓器、