智慧能源與能源互聯(lián)網(wǎng)由來

2012年6月杰里米·里夫金的《第三次工業(yè)革命》在中國快速傳播開來。里夫金發(fā)現(xiàn)，人類歷史上數(shù)次重大的經(jīng)濟(jì)革命都是在新的通信技術(shù)和新的能源系統(tǒng)結(jié)合之際發(fā)生的。他判斷，新的通信技術(shù)和新的能源系統(tǒng)將再次結(jié)合，標(biāo)志就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尋找到可再生能源，這是第三次工業(yè)革命新的基礎(chǔ)。

與里夫金的研究差不多同一時(shí)間象限，IBM首次提出了“智慧地球”概念，并在中國全國范圍內(nèi)積極推廣“智慧城市”新理念，使“智慧城市”的概念迅速普及，成為持續(xù)至今的熱詞。

我們看到，里夫金研究關(guān)注的焦點(diǎn)是“可再生能源”，IBM推廣的是“智慧城市”，而中國的問題并不止于此，于是“智慧能源”的研究開始進(jìn)入視線。

什么是智慧能源

《中國智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2015）》認(rèn)為：“什么是智慧能源？智慧能源必須是應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代通訊技術(shù)對(duì)能源的生產(chǎn)、使用、調(diào)度和效率狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析，并在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、報(bào)告和優(yōu)化處理，以達(dá)到最佳狀態(tài)的開放的、透明的、去中心化和廣泛自愿參與的能源綜合管理系統(tǒng)?！?/p>

這份報(bào)告還做了如下解釋：一智慧能源不只是概念，必須是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的實(shí)踐。二智慧能源產(chǎn)業(yè)不是單一的產(chǎn)業(yè)，而是能源產(chǎn)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代通技術(shù)的復(fù)合體。三智慧能源不僅包括傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)，也包括新能源的開發(fā)利用；不僅涵蓋能源生產(chǎn)，也涵蓋能源消費(fèi)；不僅關(guān)系環(huán)境資源，更關(guān)系能效提升。四智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐，最終的結(jié)果是能源互聯(lián)網(wǎng)。

能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)

2014年6月，習(xí)近平主席提出要積極推動(dòng)我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命。2015年3月，李克強(qiáng)總理主持國務(wù)院常務(wù)會(huì)議，明確提出包括智慧能源在內(nèi)的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃。同年7月，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》。今年2月，國家發(fā)改委、國家能源局、工信部聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出十大重點(diǎn)任務(wù)和兩大發(fā)展階段，為智慧能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明方向。

與此同時(shí)，國家推動(dòng)的電力體制改革、中國制造2025、節(jié)能減排升級(jí)創(chuàng)新、多能互補(bǔ)集成優(yōu)化和互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)時(shí)代等，從各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)方向，全面推動(dòng)了智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，由此，互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源倍受關(guān)注，能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)新模式正在開啟。

智慧能源產(chǎn)業(yè)鏈

智慧能源既然是產(chǎn)業(yè)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)的形態(tài)是什么？產(chǎn)業(yè)鏈如何構(gòu)成？智慧能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新包含哪些內(nèi)容？覆蓋哪些領(lǐng)域？涉及哪些技術(shù)和產(chǎn)品？目前就全世界來說尚未有過這方面的系統(tǒng)研究，是個(gè)循序漸進(jìn)的實(shí)踐過程。經(jīng)過幾年來系統(tǒng)研究，綜合各領(lǐng)域、各產(chǎn)業(yè)、各專業(yè)的實(shí)踐和探索，本文對(duì)智慧能源產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)成及相互關(guān)系，探討如下。

智慧能源技術(shù)及解決方案是能源技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)融合創(chuàng)新的結(jié)果。其中：能源技術(shù)包括了能源生產(chǎn)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、輸送技術(shù)及消費(fèi)技術(shù)等；互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)包括了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、軟件技術(shù)及通信技術(shù)等。

按應(yīng)用范圍劃分，智慧能源技術(shù)及解決方案包含了工業(yè)/建筑/交通等行業(yè)層面智慧能源技術(shù)及解決方案、企業(yè)/區(qū)域等組織層面智慧能源技術(shù)及解決方案等內(nèi)容；按技術(shù)產(chǎn)品劃分，智慧能源技術(shù)及解決方案包含了智慧能源各類應(yīng)用技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施與關(guān)鍵器件、智慧能源管理平臺(tái)等內(nèi)容。

和其它產(chǎn)業(yè)一樣，智慧能源產(chǎn)業(yè)也需要配套技術(shù)服務(wù)予以支撐，服務(wù)內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量服務(wù)、檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)、節(jié)能低碳第三方服務(wù)及測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)等。

智慧能源產(chǎn)業(yè)與能源互聯(lián)網(wǎng)的核心理念是一致的，智慧能源技術(shù)、產(chǎn)品及解決方案的創(chuàng)新發(fā)展及推廣應(yīng)用將有效推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展。

智慧能源產(chǎn)業(yè)各組成部分分解

1、能源技術(shù)部分

依據(jù)能源利用的四個(gè)環(huán)節(jié)（生產(chǎn)、存儲(chǔ)、輸送、消費(fèi)），能源技術(shù)則包括能源生產(chǎn)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)、輸送技術(shù)及消費(fèi)技術(shù)，其中：能源生產(chǎn)技術(shù)包括傳統(tǒng)能源技術(shù)（煤炭、石油、天然氣、水能等）和新能源技術(shù)（太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮艿龋?；能源存?chǔ)技術(shù)包括機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能等；能源輸送技術(shù)包括直流供電技術(shù)、并網(wǎng)技術(shù)、分布式能源/微網(wǎng)技術(shù)等；能源消費(fèi)技術(shù)指的是能效提升/節(jié)能低碳技術(shù)，主要涉及工業(yè)（電力、鋼鐵、化工、建材等）、建筑（公共建筑、居住建筑、工業(yè)建筑、農(nóng)業(yè)建筑等）、交通（傳統(tǒng)交通工具、新能源汽車、充電樁等）三大領(lǐng)域，近年來農(nóng)業(yè)對(duì)智慧能源技術(shù)的探索和應(yīng)用也出現(xiàn)良好苗頭，是未來發(fā)展的又一個(gè)亮點(diǎn)。

能源技術(shù)是發(fā)展智慧能源產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和依托。智慧能源的目標(biāo)對(duì)象是能源，包括傳統(tǒng)能源和新能源，只有能源的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、輸送、消費(fèi)等技術(shù)日趨完善，智慧能源產(chǎn)業(yè)才能擁有堅(jiān)實(shí)的發(fā)展根基。

2、信息技術(shù)部分

信息技術(shù)是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱，包括互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代通訊技術(shù)，隨著技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，這兩類技術(shù)正在逐漸靠近融合，而且以萬物互聯(lián)為特征的物聯(lián)網(wǎng)正在形成。根據(jù)這一特點(diǎn)，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)包括了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、軟件技術(shù)及通信技術(shù)等內(nèi)容。其中：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括下一代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等；計(jì)算技術(shù)包括云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等；軟件技術(shù)包括系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）等；通信技術(shù)包括有線通信（光纖、同軸電纜、網(wǎng)線等）、無線通信（3G/4G/5G、WLAN、藍(lán)牙等）等，特別值得重視的是傳感器技術(shù)，未來的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，將是傳感器研究和應(yīng)用爆發(fā)的時(shí)代。

信息技術(shù)是發(fā)展智慧能源產(chǎn)業(yè)的工具和手段。智慧能源的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)能源的“智慧化”，其技術(shù)核心是在能源技術(shù)基礎(chǔ)上引入人類的“智慧”，而實(shí)現(xiàn)這一“智慧”的載體則是互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)。

3、智慧能源技術(shù)及解決方案框架

（1）按照應(yīng)用范圍劃分，智慧能源技術(shù)及解決方案包括了工業(yè)/建筑/交通等行業(yè)層面、企業(yè)/區(qū)域等組織層面的技術(shù)及解決方案等內(nèi)容。其中：工業(yè)/建筑/交通等行業(yè)層面智慧能源技術(shù)及解決方案包括智慧供熱、智慧供冷、智慧流體、智慧蒸汽、智能變電站、智能輸配電、智慧照明、智慧家居、智慧交通等；企業(yè)/區(qū)域等組織層面智慧能源技術(shù)及解決方案包括企業(yè)/區(qū)域能耗監(jiān)測(cè)與優(yōu)化、企業(yè)/區(qū)域生產(chǎn)過程優(yōu)化、企業(yè)/區(qū)域能源系統(tǒng)優(yōu)化等。

（2）按照技術(shù)、產(chǎn)品劃分，智慧能源技術(shù)及解決方案包括了智慧能源應(yīng)用技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施與關(guān)鍵器件、智慧能源管理平臺(tái)等內(nèi)容。其中：智慧能源應(yīng)用技術(shù)包括分布式能源技術(shù)、智能輸配電技術(shù)、智能用電及智能調(diào)度技術(shù)、高效節(jié)能變頻調(diào)速控制技術(shù)、無功補(bǔ)償技術(shù)、低耗損配變技術(shù)、相位跟蹤控制技術(shù)等；基礎(chǔ)設(shè)施與關(guān)鍵器件包括傳感器、網(wǎng)關(guān)、流量計(jì)、智能閥門、邏輯模塊、編碼器、光通訊產(chǎn)品等；智慧能源管理平臺(tái)架構(gòu)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施域、網(wǎng)絡(luò)傳輸域、分析處理域以及控制處理域四個(gè)部分組成，各部分的作用分別為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、數(shù)據(jù)展現(xiàn)與應(yīng)用（實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、總線管理、智能聯(lián)動(dòng)等功能）等。

4、配套技術(shù)服務(wù)

智慧能源產(chǎn)業(yè)配套技術(shù)服務(wù)包括標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量服務(wù)、檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)、節(jié)能低碳服務(wù)及測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)等。其中：標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量服務(wù)、檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)和節(jié)能低碳服務(wù)是為智慧能源產(chǎn)業(yè)提供的基礎(chǔ)通用服務(wù)，測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)是為智慧能源產(chǎn)業(yè)提供的專項(xiàng)特有服務(wù)，是根據(jù)智慧能源技術(shù)特點(diǎn)衍生出來的一項(xiàng)新的服務(wù)。各個(gè)服務(wù)內(nèi)容具體如下：

標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量服務(wù)包括標(biāo)準(zhǔn)體系及標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)及推廣、能源計(jì)量等；檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)包括節(jié)能量測(cè)量和驗(yàn)證、碳減排量測(cè)量和驗(yàn)證、核查/評(píng)價(jià)和認(rèn)證等；節(jié)能低碳服務(wù)包括合同能源管理、碳交易、節(jié)能量交易等；測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)主要針對(duì)信息技術(shù)領(lǐng)域的測(cè)試，包括IPv6測(cè)試、IEEE1888測(cè)試、SDN測(cè)試等，以滿足智慧能源管理平臺(tái)中的龐大域名地址、數(shù)據(jù)互聯(lián)互通、智能聯(lián)動(dòng)控制等功能需求。

小結(jié)

總的來看，智慧能源產(chǎn)業(yè)就是將系統(tǒng)能源技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合，應(yīng)用于能源的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、輸送、消費(fèi)4個(gè)環(huán)節(jié)，并為這4個(gè)環(huán)節(jié)提供整體解決方案和配套技術(shù)服務(wù)，以達(dá)到資源能源最佳配置、優(yōu)化、管控整個(gè)能源系統(tǒng)的目的。智慧能源產(chǎn)業(yè)需要信息與能源的雙向流動(dòng)，需要信息產(chǎn)業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)的深度融合。

智慧能源技術(shù)及解決方案可以借助信息手段，針對(duì)能源低效或者能源故障問題做出反應(yīng)，并迅速解決問題，適應(yīng)所有的能源生產(chǎn)、儲(chǔ)存、輸送以及銷售和使用方式，加強(qiáng)能源管理、減少運(yùn)行維護(hù)成本，充分挖掘能源系統(tǒng)節(jié)能潛力。智慧能源技術(shù)及解決方案還可以排除人為干擾，去中心化的實(shí)時(shí)紀(jì)錄、追溯能源的生產(chǎn)和消費(fèi)情況，幫助各類用戶直觀地了解能源消費(fèi)的數(shù)量與價(jià)格，進(jìn)而選擇最適合自己的能源方案，從而更加有效地推動(dòng)電力和整個(gè)能源系統(tǒng)的改革。從未來發(fā)展看，智慧能源產(chǎn)業(yè)既是數(shù)字化平臺(tái)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和應(yīng)用基礎(chǔ)，也是其重要運(yùn)行對(duì)象和重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，有著不可預(yù)計(jì)的應(yīng)用前景。

需要強(qiáng)調(diào)的是，上述產(chǎn)業(yè)鏈及其相關(guān)性的分析不是固定的、一成不變的，相反，它應(yīng)該是動(dòng)態(tài)發(fā)展，不斷探索創(chuàng)新的。智慧能源產(chǎn)業(yè)本身就是高度復(fù)合的創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)，隨著智慧能源技術(shù)和產(chǎn)品的不斷發(fā)展和應(yīng)用，智慧能源產(chǎn)業(yè)的內(nèi)涵和外延將會(huì)進(jìn)一步清晰、完整，智慧能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新也將對(duì)社會(huì)財(cái)富的積累、對(duì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型提升和人民生活質(zhì)量的提高做出越來越大的貢獻(xiàn)。

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