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出品 | 網易新聞
採寫 | 史文慧
現代人的生活中，時時刻刻都離不開電，我們的手機、電腦以及各種家用電器都需要靠電能來運行，不知你有沒有想過一個問題，電廠發電是持續的，而我們用電卻是有高峰有低谷，那電力系統如果來調節這種供需？這就涉及到系統工程的工作。網易新聞採訪了國內著名的系統工程專家、中國科學院院士管曉宏。
網易新聞：您所從事的系統工程研究，是一個跨多學科的交叉性學科。對於這種跨學科的研究您是怎樣看待的？
管曉宏院士：系統工程是我們老校友錢學森錢老最先倡導的，系統工程這個學科，最早是源於航空航天工程，（解決的是）怎麼樣用最有效的方式，組織這樣一個工程。
比如說你有很多很多目標，讓你時間最快、效率最高、成本最低，以這樣的方式實現這樣一個目標，確實需要通盤的考慮，是一個巨大的龐大的國家計劃，所以系統工程確實涉及方方面面，涉及多學科的交叉、融合。比如整個能源電力系統的，就是系統優化的問題。
現在學術界普遍認為，多學科的交叉融合，很多時候就是科學前沿產生的重要的來源。
網易新聞：電廠發電是源源不斷的，但用電卻有高峰有低谷，您的工作是如何幫助優化這樣的情況的？
管曉宏院士：你的問題非常好，能源電力系統這樣一種結構是一百三四十年前形成的，能源電力系統的生產有一個特點，就是電到目前為止還沒有找到一個比較經濟又能夠大規模存儲的辦法。你怎麼樣調度你的系統，讓你用最節能的、最節省化石能源的方式，滿足你的需求，同時滿足系統當中非常非常複雜的一些運行的約束，就是系統優化的問題。
比如我們現在的新能源車，大家知道那是充電電池的，它是應用於車那種規模的，我們現在在技術上基本上能夠比較經濟的做到，但是像我們電力系統供應全社會的能源，這麼大規模的，沒有一個非常經濟的存儲（方式）。
大家物理學上最基本的常識就是物質不滅、能量守恆，這個能量任何時間都要守恆，所以我們電力生產的特點，就是生產的這個量，和我們需求的量必須嚴格匹配，一點兒也不能多，一點兒也不能少，這就是能源電力生產的特點。
還有一個特點，就是說它必須依賴電網運送，不像我們的物流系統，可以用火車運，可以用汽車運，到最後的這一段，還要靠我們的快遞系統，靠我們騎著電動車的快遞員把最後這一段送到。但是電力必須靠電網，沒有別的選擇，所以它就造成了剛才你說的這樣一個問題。
原來沒有大規模的可再生新資源的接入，要做到調度我們系統當中各種發電的資源供應，源源不斷地供應電力，一點不多，一點不少，還要滿足電網各種各樣運行的約束，非常非常多的安全的約束，這本身就非常複雜。有了這個新能源以後，這個問題就更加複雜。
現在大家公認，我們現在整個人類社會都面臨一個能源的危機，我們的化石能源在地球上的埋藏是有限的，就那麼多，總有用完的時候，還有一個更加嚴重的問題，就是化石能源大規模的使用，帶來了非常嚴重的環境問題，這對人類的健康是非常有害的。
所以我們一定要改變目前的能源結構，就是要大規模的、大量的使用可再生新能源，比如說風能、太陽能這樣的能源形式，像風能是我們的地球自傳產生的，太陽能是太陽直接輻射到地球上來的，要應用這樣的能源，帶來一個問題就是我們的需求有一定的不確定性，另外就是過去我們的供應，火力發電、水力發電，我們是想發多少發多少，這是可以控制的，現在可再生新能源的一個很大的問題就是它是不確定的，下一個小時，甚至下一分鐘、下一秒鐘究竟能產生多少（電），這完全取決於風颳多少，太陽光照有多少，它有極大的不確定性，這就帶來了這樣的矛盾。
所以怎麼樣在這樣一個高度不確定的環境下，充分地利用可再生新資源，滿足我們的還具有不確定的需求，同時滿足各種各樣的系統的運行的約束，這就是我們面臨的非常複雜的一個巨大的系統工程的問題。
我們的工作就是做這個工作，要滿足用最小的化石能源的能耗，最充分利用可再生新資源，滿足全社會的能源電力的需求。
網易新聞：提到新能源技術，網上普遍有一種聲音，就是中國西部的風能和太陽能發電機，很多都閒置了，實際利用率沒有那麼高。您怎麼看待這種情況？
管曉宏院士：實話實說這個情況是存在的。為什麼呢？就是剛才我說的（能源電力系統）有那樣一個特點，能源電力生產一點不能多也不能少，系統是有一定的調節和存儲作用的。
這個有技術的問題，能量要平衡的技術問題，比如說現在我們的風能，因為是不確定的，風力突然大了（或小了），怎麼樣把這個風能的發電量給它利用起來呢？我剛才說了，需求是不變的，怎麼樣利用這個風能？
也有體制上的問題，現在電力系統的調度和發電是分開的，但是又沒有市場化的運作，所以就造成了很多時候調度部門和他們的利益並不一致，和我們全社會想充分利用可再生新能源、想充分利用新能源，想用最節能的、節省化石能源的方式來提供電力的目標並不是很一致，所以這就造成了這樣的問題。
現在我們在做新的結構，包含氫能，以氫能為基礎的（電力系統結構），這個事情如果做成的話，那能源革命就會真正到來，到那個時候人類就完全不依賴於化石能源，完全依賴可再生能源的循環，沒有任何汙染的排放的循環，相信這一天一定會到來。
網易新聞：現在大家都在提能源互聯網這個概念，您覺得能源互聯網要變成現實，大概需要什麼樣的條件？
管曉宏院士：我個人認為，能源互聯網要實現、真正發揮作用，一定要以市場為引領，基於市場發揮作用。
（要）基於市場發揮作用，我個人認為前提就是能源的利用要有一些結構性的革命性的技術性突破。不是說將來就一定就是氫能的利用方式，但是至少它給我們展現了一個非常好的前景，就是說沒有汙染的，從水到水的這樣一個循環過程。而且如果這個東西能夠經濟性地實現，那麼可再生資源的利用基本上就可以解決了，因為它可以用容器來儲存。
網易新聞：對於研究和從事系統工程這樣的交叉學科的人，您覺得最重要的品質是什麼？
管曉宏院士：做交叉領域，可能往往在最初的時候，得不到承認，這是非常非常普遍的現象，（但）我相信到了最後，堅持到最後，實際上是會受益的。
所以我們做這個（交叉學科研究）就需要在開始的時候做好不被人承認、坐冷板凳，或者說得更崇高一點，要做好淡泊名利的準備，要有這樣的思想準備，（但）堅持下來做到最後，我相信一定會收穫你應該得到的成果。這個成果往往很可能就是一個很大的成果，但是開始的時候，一定要經歷、要做好不被承認的準備。
