基于行業融合的能源互聯網試點要“充分利用能源互聯網的可再生資源和通信功能,充分借鑒互聯網思維”,可以概括為三個核心要素:可再生能源、通信功能、互聯網思維。行業融合試點屬于典型創新模式試點中的一類情景,另外還有四類情景,分別是基于電動汽車、靈活性資源、智慧用能、綠色能源靈活交易等的能源互聯網試點示范。
國家能源局于2016年7月下旬發布國能科技[2016]200號文件《關于組織實施“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目的通知》(以下簡稱《通知》)?!锻ㄖ诽岢觯瑸橛行Т龠M能源和信息深度融合,推動能源領域結構性改革,國家能源局將組織實施能源互聯網示范項目。
文件指出,基于行業融合的能源互聯網試點要“充分利用能源互聯網的可再生資源和通信功能,充分借鑒互聯網思維”,可以概括為三個核心要素:可再生能源、通信功能、互聯網思維。行業融合試點屬于典型創新模式試點中的一類情景,另外還有四類情景,分別是基于電動汽車、靈活性資源、智慧用能、綠色能源靈活交易等的能源互聯網試點示范。
行業融合試點與前四類創新模式并不是簡單的并列關系,而是交叉組合關系。任何一種行業融合試點都有可能包含前四類創新模式的內容,也即包括電動汽車、靈活性資源、智慧用能、綠色能源靈活交易等四種創新模式中的技術創新、商業模式創新和政策創新。
可再生能源、通信功能、互聯網思維這三個要素與電動汽車創新模式等四種創新模式在多種行業融合情景中交叉組合,還會基于特定的行業情景而有各自的創新。基于此,筆者提出七種行業融合情景的創新構想。
能源互聯網+農業
首先,能源互聯網的通信設施、可再生能源與農業可以共享復用,運用“互聯網+”創新農業發展方式。
其次,光伏可以與農業結合,推廣農業光伏、漁業光伏、牧業光伏等。采用可再生能源為智能節水灌溉和通信系統的運營提供能源,如推廣光伏水泵技術。充分利用光伏和風電的通信設施為農業提供通信支持,以便實現環境感知、實時監測等農業環境監測功能,支撐物聯網、二維碼、無線射頻識別等信息技術以實現農副產品質量安全全過程追溯功能。
第三,基于能源互聯網的通信能力與精準能量控制,開展能源高效型現代農業試點。
能源互聯網+工業
首先,可以在大型風光電基地試點風電光伏企業直供高載能企業的“綠色載能產業”發展模式。其次,利用互聯網推廣工業用戶采用智能用電和電力需求響應,為電力系統消納風電光伏增加靈活性資源。
能源互聯網+道路
選擇有代表性的道路(高速公路、一二級公路、道路)或自駕游道路開展試點。建設風電光伏項目,推進車輛用能低碳化(電動汽車等)和公路用能低碳化(如照明、監控、服務用能等)。
具體措施上,建設光伏充電站、無線充電等多元化的充電設施,保障電動汽車無障礙通行;充分利用鐵塔公司的基站資源建設光伏充電站;依托自駕游道路上宿營地、觀景臺等建設充電站,并逐步打造成集充電、餐飲、休閑等功能于一體化的綠能旅游驛站;利用能源互聯網的通信系統實現道路Wi-Fi功能,擴展移動支付功能,實現不停車繳費,逐步實現車路聯網,支持車輛自動巡航等自動駕駛功能,改善駕車體驗;對一些重要的自駕游線路如考慮建設無燃油汽車特區(如環青海湖公路、川藏公路)。
能源互聯網+旅游
建設風電光伏等可再生能源項目,實現景區能源供給綠色低碳化。利用景區內的建筑、廊道、亭臺等休閑觀光設施建設光伏項目,鼓勵結合先進光伏材料與先進建筑技術,鼓勵利用規格定制化的太陽能電池材料進行造型創意設計。景區范圍內的光伏應根據地形地貌特點,對光伏組件進行平面/立體造型設計,達到光伏組件布置錯落有致、色調怡人的效果。并積極采用薄膜太陽能等先進光伏技術,實現更協調的視覺效果。
其次,建設光伏充電站、無線充電等多元化的充電設施,推廣充換電技術,保障電動汽車無障礙通行,鼓勵旅游車輛采用電動汽車,開展分時租賃。利用能源互聯網的通信系統實現景區的Wi-Fi功能,結合分布式能源系統,建設覆蓋主要生態要素的資源環境承載能力動態監測網絡。
能源互聯網+新型城鎮化
能源互聯網為新型城鎮化提供的能源體系的遠期目標是100%可再生能源,文件“鼓勵開展100%可再生能源示范區的研究規劃”,現在可以開始研究、規劃,對絕大部分城市或城鎮,要先成為可再生能源友好型的城鎮,近期的目標是兩個方面,一個是可再生能源滲透率,一個是靈活性資源比例。
城市的低碳化是個持續不斷的過程,通過普及低碳能源、低碳建筑和低碳交通,使城市的可再生能源滲透率不斷提高,這個過程中能源系統與通信系統的融合是不可或缺的。
城鎮里可以應用的可再生能源技術包括光伏、微風發電、生物質能源、熱泵等技術,這些技術的運用尤其是光伏的大規模運用將要求城市規劃、綜合能源規劃和建筑設計方法進行創新。充電設施的普及和直流建設的發展作為消費側的技術創新也要求城市規劃和建筑設計有所創新。
低碳交通的目標是盡可能實現交通用能電氣化,并提高供應側的可再生能源的比重。建設光伏充電站、光伏停車場,推進光伏與電動汽車協同發展,鼓勵換電模式。鼓勵電動汽車、低速電動汽車、電動自行車、電動踏板車均采用電子車牌,安裝物聯網芯片,接入互聯網,鼓勵車輛共享。在城市交通規劃中提倡自行車和步行優先,鼓勵建設自行車光伏廊道,提供遮陽避雨并且能發電的低碳出行道路。電動汽車作為移動式的儲能設施通過“互聯網+”創新商業模式可以有效實現能源系統與交通系統的融合。
低碳建筑則不但要節能和提高可再生能源利用,更重要的創新是建筑的能源設施及建筑內的智能家居通過安裝物聯網芯片和接入互聯網將形成各種類型的需求響應能力,借助“互聯網+”將可以整合為功能強大的虛擬電廠,使城市大大提高接納風電光伏的能力。
在城市規劃和建設過程中就要著手做好物聯網和能源互聯網通信設施的建設,實現城市里的各類能源設施都進入能源互聯網系統,城市的建筑及建筑內的各類用能設施連入能源互聯網,城市的道路以及各類交通工具連入能源互聯網、電氣熱冷的計量設施都實現聯網,有了這些基礎,運用大數據、云平臺等技術將大大提高城市運維的智慧化水平,推進智慧城市建筑。
能源互聯網+新農村建設
無煙村鎮或綠能村鎮是能源互聯網與新農村建設融合的成果展現,這需要充分利用農村的生物質、風能和太陽能資源,綜合采用各項新能源技術和節能技術,實現農村的電力和供熱逐步由可再生能源供應。
具體措施上,推廣低速電動汽車和電動自行車,推進交通低碳化;結合新農村建設推廣光伏扶貧,發展光伏農業;借助能源互聯網通信系統為新農村建設創新建設運營模式,在提供便民服務的同時,促進農民生產方式改變。
能源互聯網+教育
教育領域推進能源互聯網的行業融合的關鍵是要讓年輕人接觸能源互聯網的新知識新技術,從而有利于能源互聯網未來與各行各業的融合,實現在全社會的普及。除了教育活動,學校具有的建筑空間當然是開展能源互聯網的必要載體。
具體措施上,采用屋頂光伏技術、建筑微風發電技術、儲能技術建設新能源示范學校;建設新能源教室,展示各種新能源技術和能源互聯網技術,培育學生的創新能力;開發適用于中小學生的能源互聯網課程,納入學校教學體系,內容可涉及低碳、有關能源生產和消費的技術,以及能源互聯網等。
以上七種能源互聯網的行業融合之外,還會無數多的行業需要能源、通信和“互聯網+”,將會與能源互聯網產生融合、產生創新。創新無止境,能源互聯網也將無處不在。