大勢觀(guān)察

美國未來(lái)學(xué)家杰里米·里夫金在其新著(zhù)《第三次工業(yè)革命》中提出了能源互聯(lián)網(wǎng)的構想，稱(chēng)“能源互聯(lián)網(wǎng)”將會(huì )出現，并標志著(zhù)第三次工業(yè)革命的到來(lái)。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(lèi)描繪了一個(gè)美好的未來(lái)，但其實(shí)現目前還存在著(zhù)四個(gè)關(guān)鍵技術(shù)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(shù)突破尚沒(méi)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?；诖?，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(guān)鍵設備和技術(shù)；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(wèn)題一直受到世界各國的普遍關(guān)注。前不久，美國未來(lái)學(xué)家杰里米·里夫金在其新著(zhù)《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)相結合的“能源互聯(lián)網(wǎng)”將出現，并預言第三次工業(yè)革命即將到來(lái)，人類(lèi)從此擺脫能源、資源、環(huán)境的束縛，實(shí)現“活著(zhù)是為了游樂(lè )”。那么，“能源互聯(lián)網(wǎng)”究竟何時(shí)能夠實(shí)現？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)現方式：使用可再生能源，采用分布式能源采集系統，充分采集散落在地球各個(gè)角落的微小可再生能源，通過(guò)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(kāi)始在這一領(lǐng)域探索，并著(zhù)手規劃和實(shí)施智能電網(wǎng)、智能能源網(wǎng)等。

（一）美國：以智能電網(wǎng)建設為先導推動(dòng)能源網(wǎng)絡(luò )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概念，并于2003年正式展開(kāi)研究。智能電網(wǎng)采用先進(jìn)的材料技術(shù)、高溫超導技術(shù)、儲能技術(shù)、可再生能源發(fā)電技術(shù)、微型燃氣輪機發(fā)電技術(shù)等，旨在構建一張全美骨干電網(wǎng)、區域性電網(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)現自動(dòng)化、高效安全、穩定可靠、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：規劃智能電網(wǎng)的長(cháng)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(shí)現可再生能源發(fā)電和強互動(dòng)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(xiàn)路圖及實(shí)施方案。該輸電網(wǎng)多采取互動(dòng)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(shí)施雙向保護，給電網(wǎng)的穩定控制和調度管理帶來(lái)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(kāi)始投資實(shí)施該計劃。有觀(guān)點(diǎn)認為，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)的能源供應系統，這更像是里夫金能源互聯(lián)網(wǎng)構想的一個(gè)實(shí)踐。為此，德國專(zhuān)門(mén)開(kāi)設了一個(gè)網(wǎng)站，向公眾宣傳E－Energy優(yōu)勢，并及時(shí)公布該項目的進(jìn)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(shí)施方案課題組”成立，正式開(kāi)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(huì )、國家能源專(zhuān)家咨詢(xún)委等機構的有關(guān)專(zhuān)家組成委員會(huì )，評審并通過(guò)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(guò)將水、電、氣甚至熱力等不同的能源品種網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行有機整合，形成跨能源品種的能源生產(chǎn)、流通（交易）、消費網(wǎng)絡(luò )，并采用信息化集成技術(shù)，構建一個(gè)生產(chǎn)輸送側與需求側相對稱(chēng)、相互動(dòng)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、先進(jìn)的儲能系統、智能終端能源系統、智能能源服務(wù)系統等四大系統，涉及智能燃氣網(wǎng)、智能電網(wǎng)、智能熱力網(wǎng)等八個(gè)子網(wǎng)絡(luò )建設。根據測算，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)的構想給了我們一個(gè)美好的愿景，但要真正實(shí)現能源的互聯(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換設備亟待突破

分布式可再生能源系統使得能源采集和生產(chǎn)小型化，并更貼近需求，其實(shí)現依賴(lài)于低能耗、高轉換效率的可再生能源的采集和轉換設備?，F有設備和技術(shù)遠不能滿(mǎn)足要求。

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

二是小容量、低損耗的變壓器、穩壓器、逆變器等轉換設備亟待開(kāi)發(fā)。我國變壓器的總損耗占發(fā)電量的10％左右，每年有近千億度電浪費在升壓降壓轉換中。在能源互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，分布式能源系統的普及，尤其是安裝在建筑物上的太陽(yáng)能電池板輸出電力均為低電壓直流電，需要巨量小容量的轉換設備支撐?，F有技術(shù)條件的大量換轉設備將消耗海量能源，這將完全蠶食掉分布式能源系統中微小能源采集單元生產(chǎn)的電力。

（二）能源互聯(lián)傳輸所需的超導材料和技術(shù)突破尚沒(méi)有時(shí)間表

發(fā)展新型輸電材料——常溫超導材料是能源互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現的關(guān)鍵。能源互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)關(guān)鍵設想，就是充分利用太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源，使每棟建筑都成為一個(gè)微型發(fā)電廠(chǎng)，除供本建筑使用外，還可對主干網(wǎng)輸出多余的電力。這個(gè)大膽的設想，需要有新的電力傳輸材料和技術(shù)加以支撐。采用常規材料和低電壓傳輸方式，能源互聯(lián)網(wǎng)中各個(gè)分散在生活或生產(chǎn)單元的發(fā)電單元的微小余電將在傳輸線(xiàn)路上損耗殆盡，根本無(wú)法上傳到主干網(wǎng)，無(wú)法實(shí)現能源的回收，能源的互聯(lián)便無(wú)從談起。所以，要實(shí)現電力在低壓傳輸過(guò)程中有效輸送和回收，充分利用各分布式小功率能源采集和生產(chǎn)單元的余電并網(wǎng)，必須使用常溫超導體。

但在可預見(jiàn)的未來(lái)幾十年內，常溫超導材料（工作溫區在355K，即80℃左右）很難取得實(shí)質(zhì)性突破。高溫超導體需要消耗巨大能源將其工作溫度維持在低溫狀態(tài)，利用高溫超導體實(shí)現能源的互聯(lián)不具現實(shí)意義。