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能源革命衍生储能等创新契机

作者:武建东 来源:中国储能网| 发布时间:2010-12-02 浏览:

  目前,无论是全球金融危机还是国际产业转型,都对中国的产业发展提供了一个重要机会。互联网要进行一场革命,这场革命要在能源领域中展开,这样的产业急需我们从国际制高点的角度来获取情报,以便确定发展方向。

  作为新的能源变革,它与互联网有很大的区别。早期互联网一直到我们比较城市化以后,主要解决的问题是信息的整合,它的权利也主要来自于网络协议和部门的服务体系,但我们现在面临的新的变革已经不是简单的去解决人和网络的问题了,更重要的是解决人和机械,特别是复杂机械和高级网络的关系。所以它面临的题目是人、机、网的关系。

  另外,它的挑战也不再是简单的和现有的网络协议,还有我们不同的服务体系,也不是潮流管理,特别是涉及到人、机、网的实体交流。潮流管理,相当于我们未来将要发生的,或者可能发生的事件,比如说我们对气象的问题判断,还有可再生能源的问题,还有我们对交通的一些预测,比如说与能源需求的互动,将使我们得到更高效率的煤炭和其他能源的使用定律。

  潮流管理应该是下一步主要的权利,而这个权利已经不只是简单的来自网络协议了,而是更高级的架构。所以应该首先站在传统角度,对于新的生产方式和生产力量、流程、架构有所理解,重组整个国家的生产方式和生活方式。

  能源革命确实已经被讨论很久了,但是对于新能源带来的便利这方面,目前我们的认识还很粗浅。

  首先新能源革命带来了行为变革、能效变革以及其他的模式变化。正是这些变革带来了一些创业机会。在解决整个能源体系知识化方面,现在看来全球有不同的理论,主要认为在全球每年60万亿美元的GDP总量中,能源大概占20%。只有使能源体系研究出正确的办法,才能将面临危机的工业体系重新调整过来,并且使之演变为重大机遇。

  那么在解决这个能源体系的过程中,我们前一阶段非常重视清洁能源,清洁能源发展是很重要,但是前提是要解决智力化,如果没有智力化的话,就介入不起来。

  智力化有两个,一个是单网下的智能电网,或者是其他的网架,另外还有一个是综合网架为基础构造。实际上我们应该讲智能能源的问题,主要是我们现在不同的能源网络和能源载体,因为我们的能源网络诸如水网、气网、电网现在是以行业形式存在的。另外我们有大量的载体,比如中国有机动车,我们有很多房屋终端,这些载体都可以大量的采用新能源。

  目前很多业界人士提出多媒体智能化,就是要把能源网络和能源载体,通过通用的语法和协议,提出一个体系,以更加精密、更加高效、更加安全的方式,推动这样一个能源的智能化运作,以便满足需求。从这个意义讲,从能源到能量已经辐射到我们整个地区。

  从另外一个角度来看,到现在为止,1882年爱迪生在纽约见到了第一个系统,这些系统大致都是以集中方式作为发电、输电的高端,消费者比较被动的来进行运转的。

  在运转的过程中,它统治了我们的消费行为,同时也造就了大量能源资产的高度浪费。美国现在的电网资产利用率很低,中国也就是20%~30%。当然,这些资产有很多特点,现在能源体系智能化有一个很重要的条件,就是要把这样两个集中分享式的、已经居于统治地位的、影响我们生活行为的系统改变,从集中分层式改造为四个系统。

  这四个系统第一个是集中输送,第二个是储能,第三个是智能终端管理方式,第四个是智能分布。这四个系统取代了我们以前的集中分层式的集群。

  在改造为四个系统以后,我们怎么追求能源化?大概集中在八个方面:智能电网、智能气网、智能水网、智能热网、智能建筑、智能交通、智能工业管理,第八是狭义的智能化。

  对于这八个方面,笔者主要介绍一下它所给予的机遇。作为智能能源网,它所能够演化的机会非常多。

  第一,按照这个体系,第一个结构强调要建立新型的生产和输送网络。从长远来说,我们现在的能源输送包括电网等等很多其他的网络,输送产品都是一些化工产品。下一代输送产品就要作出重大调整,包括能源设备需要从高耗能的材料转为低耗能的材料。所以我们要发明一些IP地址,建立一些协议,同时我们还要把现在的能源网络,或者是人类生产遇到的微波、激光这些开发出来,在微空间结构上组成一个更为高效的通道,这样一个高效的数据通道将支撑我们设施出现更大的转型。

  在储能上,现在还仅有电池,下一代的结构是要把生产过程和消费过程实现连接。中国现在消费30亿吨煤,消耗非常大。笔者认为,我们需要建设一个方式,使销售端和消费端是可控的,这样便可作为直接的储能,过渡到能源消耗的地方。所以储能将推动我们的技术发展。也就是在未来十年之内,人类的消耗恐怕有一半来自电网,另外一部分来自电力系统,还有一部分是来自储能。所以储备能源,将会促进社会的新型经济体的发展。

  或许,很多人认为这个说法较为激进,但实际的情况正在向着这一方向发展。笔者早前出席了一个以太阳能为主的活动,在18万平方米的工厂中,日本三洋公司建造了太阳能设施,这使得该工厂已经有80%的电源完全来自这一太阳能系统。该工厂构建了一个1.5兆瓦的设施,储能设施包括31个配置,直接输送电。几个月前,笔者也曾参与智能电网全球论坛,在此次意义上美国有一些机构表示要研究20万兆瓦的超大储能设施,而且这一储能设施完全不是现在的电池概念,要更加复杂。那么国际上有很多重要的研究机构,也在开发新型的超导电池储能,如果是这样的话,那么人类的电力将来自新型的储能。

  我们现在的终端系统非常庞大,但是我们的终端系统大部分是孤立的体系,还没有形成联系,都是通过独立的系统实现稳定。在未来20、30年之内,我们人类的资源结构将是更加高端的。

  当然,智能服务网络主要是新的服务,比如,如果将世界上所有的能源连接起来,那么它所诞生的网络协议跟服务体系需求足以改变现在的Google,Google现在所能做的不过是输送一些海洋信息,但是他无法服务能源的管理。不久的将来,能源引擎会很快的超过现有的引擎发展起来。

  还有远程空间、机器与机器之间的协议。笔者认为,目前需要关注的不是机械和机械的问题,而是要关注人、机、网的联系。所以,很重要的一点是我们人类没有发现,在我们现实的能源系统运行过程之中,还有一个同样运行着的复杂的数据结构。实际上在美国、日本、德国,都已经在推进非接触性的服务。用非接触性的方式把能量传送进去,这样以后电池的使用寿命就大幅度提升。

  我们的目的追求是将我们现在的设施从孤岛型运转建成柔性的。笔者认为,智能电网和智能油气网是中国发展智能能源网的共同引擎。

  第二,笔者认为要发展先进的储能系统。中国现在的水、电、气大规模提升,这些都是我国的优势所在。另外,新的体制也开启了很多资源的应用。比如2009年,中国用水量是5933亿立方米,但是中国的地下水、水库蓄水、降水量都在下降。大概中国水位下降了10%~15%。那么,在中国构建工业化、城镇化的过程当中,我们现在采用的是人定胜天的手段,如采用南水北调,采用更深的地下水的开掘,这确实对我们的生态系统造成了非常大的破坏。而且2010年,中国南方的蓄水都采用传统的南水北调的方式,要解决13亿人口的用水,要解决世界上工业信息最密集的国家用水需求,依靠传统的方式已经不现实了。所以我们的水资源要研究新方法代替我们传统的方法。笔者建议未来5年,我们中国应该发展日储量3000万吨的水储能体系,未来10年应该建立6000万~9000万吨的储能体系。

  3000万吨的海水日储量也只能生产出100万吨的淡水。从现在的海水淡化来看,解决不了问题。所以有人讲,21世纪一个国家能不能立足,取决于其能否解决水的问题。如果我们能解决淡水需求,在自然规律的寻求下能够有所发展,那应该是最好的。

  所以我们完全可以用更现代化的发方法来推进我们的发展。目前,解决储能问题的关键是要将目前的储能手段从储能结构、储能流程和储能使用三方面加以平衡。

  很多人认为美国在搞智能电网,但是美国的能源部长在9月23日谈到美国下一步发展时,明确强调美国要建立21世纪的能源网络,不是仅仅建立电网,而是在建立21世纪的能源网络中发展电网。中国农村地区大部分是耗能的,这部分有待改造。钢铁加水泥形成了中国建筑(601668)(601668)的主力形式,我们一定要把我们的经济体系转变过来,应该逐步地推进智能建筑和绿色建筑。如果是这样的话,中国的建筑在未来20~30年一定有非常大的改进,改进以后我们就创造了非常多的发展机遇。

  当然,建设能源体系智能化有很多方案,其中很重要的是要形成成熟的体系设施。我们现在使用的英特网的协议主要是IPV4,这个协议在它发展的时候设计得不够完善。在这个基础之上我们设立的任何网络,实际上都有天然的缺陷。这个网络早期是美国的,下一代我们要把这个网络从IPV4提升到IPV6。实际上IPV6只不过是一种说法,真正的现代化的网络是以现在为基础,重新加以组建的新型网络协议。这个网络协议把我们的生活加以重新的改造。

  笔者曾到日本考察,当时很多当地著名人士都和我谈到,互联网在美国崛起之后日本就一蹶不振了。电脑芯片是英特尔,搜索引擎是Google的,全都是美国在统治这个世界,日本充其量是技术物业服务的形态完成。而且技术物业服务又面临一种挑战,所以他们很快一蹶不振了。中国是不是像美国一样,靠头脑,用服务的方式解决他的发展?

  我们未来的技术要建立在IPV5的技术上,如果在现有的IPV4上进一步发展,无论是机械组的关系还是其他的关系,实际上都已经不足以支撑了。只有发展大几个数量级的IPV6,才能把我们的五年计划更好的完成。所以我想IPV6诞生,我们从这样一个平台提高我们的手机、电脑,一直到我们大体系管理,都将发生颠覆性的变革。而这些变革对企业界应该是巨大的吸引,对人类的智力是一个深刻的挑战,对一个国家是千载难逢的创造机会。

  正是在这样的范围之内,未来10年我们将面临一场英特网的革命,而这场革命将创造出一批重要的产业,而这些产业将是脱胎换骨的。

 

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关键字:能源 革命 衍生 储能

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