基于行業(yè)融合的能源互聯(lián)網試點要“充分利用能源互聯(lián)網的可再生資源和通信功能,充分借鑒互聯(lián)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(lián)網思維。行業(yè)融合試點屬于典型創(chuàng)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(lián)網試點示范。
國家能源局于2016年7月下旬發(fā)布國能科技[2016]200號文件《關于組織實施“互聯(lián)網+”智慧能源(能源互聯(lián)網)示范項目的通知》(以下簡稱《通知》)?!锻ㄖ诽岢?,為有效促進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(lián)網示范項目。
文件指出,基于行業(yè)融合的能源互聯(lián)網試點要“充分利用能源互聯(lián)網的可再生資源和通信功能,充分借鑒互聯(lián)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(lián)網思維。行業(yè)融合試點屬于典型創(chuàng)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(lián)網試點示范。
行業(yè)融合試點與前四類創(chuàng)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(yè)融合試點都有可能包含前四類創(chuàng)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(chuàng)新模式中的技術創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和政策創(chuàng)新。
可再生能源、通信功能、互聯(lián)網思維這三個要素與電動汽車創(chuàng)新模式等四種創(chuàng)新模式在多種行業(yè)融合情景中交叉組合,還會基于特定的行業(yè)情景而有各自的創(chuàng)新。基于此,筆者提出七種行業(yè)融合情景的創(chuàng)新構想。
能源互聯(lián)網+農業(yè)
首先,能源互聯(lián)網的通信設施、可再生能源與農業(yè)可以共享復用,運用“互聯(lián)網+”創(chuàng)新農業(yè)發(fā)展方式。
其次,光伏可以與農業(yè)結合,推廣農業(yè)光伏、漁業(yè)光伏、牧業(yè)光伏等。采用可再生能源為智能節(jié)水灌溉和通信系統(tǒng)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(yè)提供通信支持,以便實現(xiàn)環(huán)境感知、實時監(jiān)測等農業(yè)環(huán)境監(jiān)測功能,支撐物聯(lián)網、二維碼、無線射頻識別等信息技術以實現(xiàn)農副產品質量安全全過程追溯功能。
第三,基于能源互聯(lián)網的通信能力與精準能量控制,開展能源高效型現(xiàn)代農業(yè)試點。
能源互聯(lián)網+工業(yè)
首先,可以在大型風光電基地試點風電光伏企業(yè)直供高載能企業(yè)的“綠色載能產業(yè)”發(fā)展模式。其次,利用互聯(lián)網推廣工業(yè)用戶采用智能用電和電力需求響應,為電力系統(tǒng)消納風電光伏增加靈活性資源。
能源互聯(lián)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(jiān)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(lián)網的通信系統(tǒng)實現(xiàn)道路Wi-Fi功能,擴展移動支付功能,實現(xiàn)不停車繳費,逐步實現(xiàn)車路聯(lián)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(qū)(如環(huán)青海湖公路、川藏公路)。
能源互聯(lián)網+旅游
建設風電光伏等可再生能源項目,實現(xiàn)景區(qū)能源供給綠色低碳化。利用景區(qū)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(guī)格定制化的太陽能電池材料進行造型創(chuàng)意設計。景區(qū)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(xiàn)更協(xié)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(lián)網的通信系統(tǒng)實現(xiàn)景區(qū)的Wi-Fi功能,結合分布式能源系統(tǒng),建設覆蓋主要生態(tài)要素的資源環(huán)境承載能力動態(tài)監(jiān)測網絡。
能源互聯(lián)網+新型城鎮(zhèn)化
能源互聯(lián)網為新型城鎮(zhèn)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(qū)的研究規(guī)劃”,現(xiàn)在可以開始研究、規(guī)劃,對絕大部分城市或城鎮(zhèn),要先成為可再生能源友好型的城鎮(zhèn),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(xù)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(tǒng)與通信系統(tǒng)的融合是不可或缺的。
城鎮(zhèn)里可以應用的可再生能源技術包括光伏、微風發(fā)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(guī)模運用將要求城市規(guī)劃、綜合能源規(guī)劃和建筑設計方法進行創(chuàng)新。充電設施的普及和直流建設的發(fā)展作為消費側的技術創(chuàng)新也要求城市規(guī)劃和建筑設計有所創(chuàng)新。低碳交通的目標是盡可能實現(xiàn)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(xié)同發(fā)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(lián)網芯片,接入互聯(lián)網,鼓勵車輛共享。在城市交通規(guī)劃中提倡自行車和步行優(yōu)先,鼓勵建設自行車光伏廊道,提供遮陽避雨并且能發(fā)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(lián)網+”創(chuàng)新商業(yè)模式可以有效實現(xiàn)能源系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的融合。
低碳建筑則不但要節(jié)能和提高可再生能源利用,更重要的創(chuàng)新是建筑的能源設施及建筑內的智能家居通過安裝物聯(lián)網芯片和接入互聯(lián)網將形成各種類型的需求響應能力,借助“互聯(lián)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(guī)劃和建設過程中就要著手做好物聯(lián)網和能源互聯(lián)網通信設施的建設,實現(xiàn)城市里的各類能源設施都進入能源互聯(lián)網系統(tǒng),城市的建筑及建筑內的各類用能設施連入能源互聯(lián)網,城市的道路以及各類交通工具連入能源互聯(lián)網、電氣熱冷的計量設施都實現(xiàn)聯(lián)網,有了這些基礎,運用大數(shù)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(lián)網+新農村建設
無煙村鎮(zhèn)或綠能村鎮(zhèn)是能源互聯(lián)網與新農村建設融合的成果展現(xiàn),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(jié)能技術,實現(xiàn)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(fā)展光伏農業(yè);借助能源互聯(lián)網通信系統(tǒng)為新農村建設創(chuàng)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(lián)網+教育
教育領域推進能源互聯(lián)網的行業(yè)融合的關鍵是要讓年輕人接觸能源互聯(lián)網的新知識新技術,從而有利于能源互聯(lián)網未來與各行各業(yè)的融合,實現(xiàn)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(lián)網的必要載體。
具體措施上,采用屋頂光伏技術、建筑微風發(fā)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(lián)網技術,培育學生的創(chuàng)新能力;開發(fā)適用于中小學生的能源互聯(lián)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(lián)網等。
以上七種能源互聯(lián)網的行業(yè)融合之外,還會無數(shù)多的行業(yè)需要能源、通信和“互聯(lián)網+”,將會與能源互聯(lián)網產生融合、產生創(chuàng)新。創(chuàng)新無止境,能源互聯(lián)網也將無處不在。
國家能源局于2016年7月下旬發(fā)布國能科技[2016]200號文件《關于組織實施“互聯(lián)網+”智慧能源(能源互聯(lián)網)示范項目的通知》(以下簡稱《通知》)?!锻ㄖ诽岢?,為有效促進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(lián)網示范項目。
文件指出,基于行業(yè)融合的能源互聯(lián)網試點要“充分利用能源互聯(lián)網的可再生資源和通信功能,充分借鑒互聯(lián)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(lián)網思維。行業(yè)融合試點屬于典型創(chuàng)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(lián)網試點示范。
行業(yè)融合試點與前四類創(chuàng)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(yè)融合試點都有可能包含前四類創(chuàng)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(chuàng)新模式中的技術創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新和政策創(chuàng)新。
可再生能源、通信功能、互聯(lián)網思維這三個要素與電動汽車創(chuàng)新模式等四種創(chuàng)新模式在多種行業(yè)融合情景中交叉組合,還會基于特定的行業(yè)情景而有各自的創(chuàng)新。基于此,筆者提出七種行業(yè)融合情景的創(chuàng)新構想。
能源互聯(lián)網+農業(yè)
首先,能源互聯(lián)網的通信設施、可再生能源與農業(yè)可以共享復用,運用“互聯(lián)網+”創(chuàng)新農業(yè)發(fā)展方式。
其次,光伏可以與農業(yè)結合,推廣農業(yè)光伏、漁業(yè)光伏、牧業(yè)光伏等。采用可再生能源為智能節(jié)水灌溉和通信系統(tǒng)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(yè)提供通信支持,以便實現(xiàn)環(huán)境感知、實時監(jiān)測等農業(yè)環(huán)境監(jiān)測功能,支撐物聯(lián)網、二維碼、無線射頻識別等信息技術以實現(xiàn)農副產品質量安全全過程追溯功能。
第三,基于能源互聯(lián)網的通信能力與精準能量控制,開展能源高效型現(xiàn)代農業(yè)試點。
能源互聯(lián)網+工業(yè)
首先,可以在大型風光電基地試點風電光伏企業(yè)直供高載能企業(yè)的“綠色載能產業(yè)”發(fā)展模式。其次,利用互聯(lián)網推廣工業(yè)用戶采用智能用電和電力需求響應,為電力系統(tǒng)消納風電光伏增加靈活性資源。
能源互聯(lián)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(jiān)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(lián)網的通信系統(tǒng)實現(xiàn)道路Wi-Fi功能,擴展移動支付功能,實現(xiàn)不停車繳費,逐步實現(xiàn)車路聯(lián)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(qū)(如環(huán)青海湖公路、川藏公路)。
能源互聯(lián)網+旅游
建設風電光伏等可再生能源項目,實現(xiàn)景區(qū)能源供給綠色低碳化。利用景區(qū)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(guī)格定制化的太陽能電池材料進行造型創(chuàng)意設計。景區(qū)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(xiàn)更協(xié)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(lián)網的通信系統(tǒng)實現(xiàn)景區(qū)的Wi-Fi功能,結合分布式能源系統(tǒng),建設覆蓋主要生態(tài)要素的資源環(huán)境承載能力動態(tài)監(jiān)測網絡。
能源互聯(lián)網+新型城鎮(zhèn)化
能源互聯(lián)網為新型城鎮(zhèn)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(qū)的研究規(guī)劃”,現(xiàn)在可以開始研究、規(guī)劃,對絕大部分城市或城鎮(zhèn),要先成為可再生能源友好型的城鎮(zhèn),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(xù)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(tǒng)與通信系統(tǒng)的融合是不可或缺的。
城鎮(zhèn)里可以應用的可再生能源技術包括光伏、微風發(fā)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(guī)模運用將要求城市規(guī)劃、綜合能源規(guī)劃和建筑設計方法進行創(chuàng)新。充電設施的普及和直流建設的發(fā)展作為消費側的技術創(chuàng)新也要求城市規(guī)劃和建筑設計有所創(chuàng)新。低碳交通的目標是盡可能實現(xiàn)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(xié)同發(fā)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(lián)網芯片,接入互聯(lián)網,鼓勵車輛共享。在城市交通規(guī)劃中提倡自行車和步行優(yōu)先,鼓勵建設自行車光伏廊道,提供遮陽避雨并且能發(fā)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(lián)網+”創(chuàng)新商業(yè)模式可以有效實現(xiàn)能源系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的融合。
低碳建筑則不但要節(jié)能和提高可再生能源利用,更重要的創(chuàng)新是建筑的能源設施及建筑內的智能家居通過安裝物聯(lián)網芯片和接入互聯(lián)網將形成各種類型的需求響應能力,借助“互聯(lián)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(guī)劃和建設過程中就要著手做好物聯(lián)網和能源互聯(lián)網通信設施的建設,實現(xiàn)城市里的各類能源設施都進入能源互聯(lián)網系統(tǒng),城市的建筑及建筑內的各類用能設施連入能源互聯(lián)網,城市的道路以及各類交通工具連入能源互聯(lián)網、電氣熱冷的計量設施都實現(xiàn)聯(lián)網,有了這些基礎,運用大數(shù)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(lián)網+新農村建設
無煙村鎮(zhèn)或綠能村鎮(zhèn)是能源互聯(lián)網與新農村建設融合的成果展現(xiàn),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(jié)能技術,實現(xiàn)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(fā)展光伏農業(yè);借助能源互聯(lián)網通信系統(tǒng)為新農村建設創(chuàng)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(lián)網+教育
教育領域推進能源互聯(lián)網的行業(yè)融合的關鍵是要讓年輕人接觸能源互聯(lián)網的新知識新技術,從而有利于能源互聯(lián)網未來與各行各業(yè)的融合,實現(xiàn)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(lián)網的必要載體。
具體措施上,采用屋頂光伏技術、建筑微風發(fā)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(lián)網技術,培育學生的創(chuàng)新能力;開發(fā)適用于中小學生的能源互聯(lián)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(lián)網等。
以上七種能源互聯(lián)網的行業(yè)融合之外,還會無數(shù)多的行業(yè)需要能源、通信和“互聯(lián)網+”,將會與能源互聯(lián)網產生融合、產生創(chuàng)新。創(chuàng)新無止境,能源互聯(lián)網也將無處不在。