釋放能源物聯網價值 加快推進能源轉型

文 | 秦海巖

悄然間，人類邁入了5G時代。憑借高速率、低時延、低功耗、泛在網等特點，5G有望重構我們的生產、生活方式，深刻影響包括能源在內的各個領域。對于高度依賴先進信息技術，以實現高效、清潔化利用能源為目標的能源物聯網而言，在5G等新技術的推動下，其價值勢必會被充分挖掘，最終促使能源轉型早日實現。

近幾年，能源物聯網受到廣泛關注，這是時代發(fā)展的必然。一方面，能源轉型席卷全球。眾所周知，人類的用能方式經歷了柴薪、煤炭和油氣三個階段，既帶來整個社會的繁榮，也造成愈演愈烈的環(huán)境問題。這表明，高耗能、重污染的傳統(tǒng)發(fā)展模式難以為繼，實現100%可再生能源勢在必行。這場能源轉型以能源生產清潔化和能源消費電氣化為主要特征，旨在建立起清潔、高效、經濟、智能、安全、可持續(xù)的現代能源體系，能源物聯網是將這一宏大愿景落地的核心技術手段。另一方面，信息技術飛速發(fā)展。從3G到5G，網絡傳輸速率有了指數級提高，再加上數據處理技術的突飛猛進、計算機硬件性能的大幅提升、新型傳感器與IGBT等先進電力電子技術的廣泛應用，萬物互聯近在咫尺。這是一個基于各種傳感器信息的數據大爆炸時代，也是一個基于云計算、大數據的智能化時代，機器可以幫助我們感知一切，優(yōu)化決策，高效執(zhí)行。

在此背景下，構建能源物聯網的落腳點自然是在能源轉型上，即運用新的概念和技術手段解決能源轉型過程中遇到的主要難題。時至今日，雖然進行能源轉型已成社會共識，但仍面臨挑戰(zhàn)：首先，全社會能源需求量大，浪費嚴重，效率不高，需要大力推進節(jié)能提效。其次，我國的能源需求和供應端存在嚴重不對稱，必須使兩者互聯互通。再次，隨著越來越高比例可再生能源的接入，電力生產和供應的分散性與波動性會提高，現有的電力系統(tǒng)亟需重構。最后，風電場、光伏電站等波動性電源的運行效率有待提高。

對此，能源物聯網提供了一系列技術手段和解決方案，并得到初步應用。目前，智能家居以及智能建筑等紛紛落地，展示出巨大的節(jié)能降耗潛力。蘋果公司發(fā)布的智能家居管理應用HomeKit，可讓用戶通過iPhone和iPad等設備對門窗、燈光、溫控器和插座等進行控制。作為建設智慧城市的重要支撐，河北雄安新區(qū)計劃依托互聯網技術，搭建覆蓋電網、建筑、工業(yè)、交通等領域的智慧管理系統(tǒng)，從而提高區(qū)域用能的效率、綠色化程度。在重塑電力系統(tǒng)方面，能源物聯網將是下一代電力系統(tǒng)的核心技術支撐。借助高速數據傳輸線路、大數據分析技術以及各類儲能設施，未來的電力系統(tǒng)會是高度雙向性和智能化的，不僅可以充分調動其中的靈活性，電力價格也能夠由供需關系隨時調整確定，價格取代頻率成為調節(jié)供需平衡的有效信號，從而使電力回歸商品屬性。原有商業(yè)模式會被打破，重新構建一個以可再生能源發(fā)電為核心的生態(tài)圈。以風電為例，在提高風力發(fā)電運行效率和降低成本方面，從選址開始，基于高精度風電場功率預測微觀選址技術、大數據中的尺度建模技術和衛(wèi)星遙感的物理建模技術，智慧選址模式正在逐步取代費時、低效的傳統(tǒng)方式。運行中，借助現有技術，通過感知并預測所處環(huán)境變化，系統(tǒng)能夠自動采取不同控制策略，做到降載增壽，提高發(fā)電效率。在運維環(huán)節(jié)，通過在風電場安裝狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷系統(tǒng)，并結合資產完整性管理理念，故障維修已經從事后轉向事前，逐步走向預防性維護。

當然，能源物聯網可釋放的全部能量并不僅限于此，其威力遠遠超出我們的想象，將徹底打破封閉的能源行業(yè)，帶動能源領域的金融、服務等環(huán)節(jié)創(chuàng)新，讓更多企業(yè)借助多元化商業(yè)模式同臺競技，從中凸顯可再生能源的經濟性和清潔性優(yōu)勢，加速能源轉型進程。