前言
由上個世紀開始的信息技術革命,在過去幾十年內大力推動了社會的進步,經濟的增長,改變了人類的思想觀念和生活方式。在21世紀,能源與氣候環保成為了各國密切關注的話題,全球變暖,不可再生資源日益匱乏,在不遠的將來將無法滿足消費使用需求,因而許多國家都先後制定了雄心勃勃的能源轉型戰略,新能源革命一觸即發,雖然目前仍在初始發展階段,但所有的技術革命都有一定的相似之處,能源互聯網的概念更是源於信息互聯網,因而當我們將新能源技術革命與信息技術革命相對比時,可以從一個宏觀的角度預測其發展方向。
革命背景
1946年,世界上第一臺電子計算機在美國賓夕法尼亞大學誕生,人類史上科技超高速發展的黃金時代由此拉開了序幕。第五次信息技術革命---電子計算機的普及應用與現代通信技術的緊密結合,是現今全球社會生產力和經濟飛速增長的助推器。信息技術革命打破了農業社會、工業社會的先產後銷的低效模式,實現了資源和信息的高速傳遞,大大縮短了交流距離,是科技時代下全球競爭的要素。
正如信息技術革命一樣,任何革命都有其特定的時代背景與迫切的轉變需求,社會產業結構和生產效率將隨之升級,人類思想觀念和生活方式也會深受影響。21世紀,能源與氣候環保成為了全球各國密切關注的話題,在過去的100年中,全球平均氣溫上升了0.3-0.6度,海平面上升了10-25釐米。化石能源的大量使用,不僅對地球環境造成了日益嚴重的威脅,更因其不可再生性,使得各國對其爭相搶奪。海灣戰爭,兩伊戰爭,伊拉克戰爭,以美國為首的北約集團,曾利用
歷史進程
縱觀信息技術革命的歷史進程與其產業結構,從信息的生成,採集,交換,傳輸,存儲,顯示,識別,提取,控制,加工和利用,從硬件到軟件的發展,每個環節都有其特定的服務商,彼此之間有機銜接,大大提高了信息交換與共享的效率。信息技術正向著高速大容量,綜合集成,網絡化與數字化的方向發展。與信息技術產業的發展相類似,同樣作為
晶硅 vs 芯片
在各項新能源技術中,太陽能和風能首當其衝,而太陽能又以多能轉換形式,投資成本低,小型化程度高,地域化限制小,與普通設備與建築物適配能力高等優勢,在未來有著廣闊的應用空間。單晶硅與多晶硅太陽能電池,與計算機主板的系統芯片一樣,是光伏系統和光熱系統的微儲能單元
鋰電池 vs 內存
在電動汽車儲能領域,因三元鋰電池具有高儲存能量密度,充電速度快,使用壽命長,價格便宜等特點,目前是特斯拉,蔚來汽車以及比亞迪等電動汽車製造商的首選。這與計算機領域重要部件之一的內存類似,內存的特點是存取速率快,鋰電池常用於暫時儲存電動車運行所需要的能量,只要車輛在行駛過程中,鋰電池就要隨時提供電能
氫燃料電池 vs 硬盤技術
動力電池的充電時間往往需要半個小時以上,而且里程限制大,而且易燃燒和自爆。而能量密度更高的氫燃料電池,有續航歷程長,使用無汙染,重量輕,充電時間短,性能提升空間大等優點,從技術角度評估,遠勝於鋰電池性能。受到了很多傳統車企巨頭如寶馬,本田,通用等的青睞,均視其為燃油汽車向電動車轉型的最好途徑。不僅僅在汽車領域,在航空航天,Power to Gas等領域,氫氣儲能均潛力無限。如果說鋰電池是新能源界的內存,那麼氫燃料電池就是硬盤
逆變器 vs 路由器
在計算機領域,路由器連接不同的網絡與設備,對彼此之間的數據信息進行翻譯,為信息數據提供通道並進行控制管理,連接設備,從而構成一個龐大的信息網絡。逆變器在能源傳輸領域的作用,正如路由器一樣,將光伏板和風電機輸出的直流電轉換為電網所需要的交流電,使得所有分佈式能源系統可以與大電網連接在一起,形成能源互聯網。
未來,當硬件設備生產企業發展相對成熟的時候,能源集成系統供應商和能源系統操作軟件供應商將會應運而生。
新能源系統 vs 個人電腦
能源系統製造商正如當下的各PC製造商如蘋果,聯想,惠普等,將會提供針對客戶需求的能源集成系統服務,比如對家用住宅的新能源系統改造,通過屋頂光伏/光熱系統,熱電聯產BHKW,儲能設備,電動汽車等一系列設計,為用戶提供個性化的能源系統,以此來節省能源,提高能效,在節約能源開支的同時,過剩電與熱可以併入電網與熱網,為用戶創造收益,同時也將作為能量單元參與到能源互聯網的運營中去。目前在德國已經有初創企業開始為用戶設計
新能源軟件供應商 vs 信息技術軟件供應商
在信息技術領域,軟件公司比如微軟發佈的一系列操作系統和軟件大力促進了計算機的普及應用,改變了行業規則和生態系統,提升了用戶的工作效率。相應的,在新能源領域,也會出現類似微軟這樣的能源操作系統軟件服務商,通過該系統軟件,用戶可以對其個人能源設備進行管理和控制,從而實現減少能耗以及經濟效益的最大化。針對分佈式電網,目前對電力需求側進行管理的虛擬電廠試點已投入運營,該技術通過高層面的軟件架構實現了對多個
新能源革命地位並不比信息技術革命地位低多少
未來新能源技術
當新能源技術發展相對成熟的時候,所有能源單元將構成能源互聯網,能源用戶將作為Prosumer,產銷合一,參與電力交易中去。而區塊鏈技術,由於其去中心化和高可靠
人工智能技術,大數據技術,通信技術,自動化技術等,都將大力推動新能源革命的進程,協助構建全球能源互聯網,例如人工智能可以進行用戶側能源管理,自動關閉低使用率的家用電器。同時可以控制建築物中的能源使用,充分利用低需求時更便宜的電力供應,避開高峰使用時段,已達到節能的目的,促進新能源在電網中的消納。
能源革命與信息革命示意圖
總結
信息技術革命,使人類全面進入信息時代,隨時隨地方便快捷的得到信息資源。而新能源革命帶給我們的,將是對能源需求的便捷化和個性化,隨時隨地享有能源。這兩者之間,亦是相輔相成的。
(來源:交能網。作者:周晉羽,就讀德累斯頓工業大學可再生能源系統專業,現任職於Frankfurt Energy Holdling GmbH。)