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数字化、智能化是未来能源发展方向

全球能源互联网是人类社会可持续发展的需要。人类社会发展到今天,面临重大的挑战。在这些重大挑战中,首当其冲的就是气候变化、可持续能源,全球能源互联网就是应对这两个问题的。能源的总路线是低碳化、智能化和终端能源电气化。
 
目前,清洁能源在全球分布不均匀,例如非洲太阳能丰富、北欧风能丰富,但是负荷中心又远离它们,所以需要特高压把它们连起来。骨干集中式,要跟微网、孤网、分布式配合好,就像身体一样,大动脉跟小静脉要配合好,光大动脉好不行。特高压主干道是保障,但是也要充分发挥微网、孤网、分布式的作用,能够自己平衡,尤其是在低碳化的背景下做到碳平衡,这样就能给主干道减少负担。
 
低碳化不仅是碳捕捉,而且是要实现碳平衡。什么是碳平衡?在能源生产当中会产生二氧化碳,也会吸收二氧化碳,二氧化碳是两面的,一方面它是废料、是有害的,但另一方面它也是材料。举个例子,发电厂里二氧化碳是废料,但有些化工厂需要二氧化碳做材料。氢气也是一样,在有些钢厂、化工厂氢气是废料,但是在有些地方氢气是一个宝,把氢气跟二氧化碳一结合,就产生甲烷、产生燃料。所以要把能源生产中产生的二氧化碳和氢气,跟能源消费中产生的二氧化碳和氢气互相平衡。
 
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要从根本上解决人类能源面临的资源约束和环境约束,需要推行清洁替代和电能替代。电能容易控制、容易输送,所以终端用它。同时,终端用电也是清洁化的需要。
 
看能源的时候,不能只看到电能,要看到电能背后跟电有关的东西,要发展智能综合能源系统。刚刚讲二氧化碳、氢气是化学能,有很便宜的电的时候,可以电解水产生氢气,需要能源的时候,氢气可以跟二氧化碳结合生成燃料,还可以跟氧气结合产生燃料电池,氢气本身也是能源。因此能源的优化配置,不仅是电能的优化配置,还是综合能源的优化配置。这就需要在优化电力系统的时候,要跟优化化工结合在一起。
 
在能源数字化、智能化方面,专业人士正在开发“能源计算机”跟“能源银行”。“能源计算机”跟数字计算机一样,首先是把能源数字化,就好像以前电话机只能打电话,要传文字,或要看视频、看电影就要用盘或者用带,数字化以后,通过卫星什么都可以做,所以要把能源数字化、智能化。
 
数字化以后就是存储,也就是“能源银行”。“能源银行”跟银行一样,存储介质也多种多样,不光是蓄电池,能源转化等都是储能的形式。我最近在研究微型纳米级的超级电容串并联,在磁场的作用下它就能用作储能。银行是把账上零零碎碎的钱集中起来办大事情,现在弃风弃掉的电也可以通过“能源银行”集中起来,今天不用明天用。
 
数字化储存之后,还要加上一个操作系统,和计算机的操作系统一样,可以优化。这样来进行能源的优化配置,什么地方需要能源,什么地方产生能源,全部都用能源计算机来计算。来源:《亮报》
 
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