德国提出能源互联网十大建议

 

到2022年,德国将逐步的淘汰核能,并快速切换到基于可再生能源的电能供应,如风能或太阳能发电。这些可再生能源只能通过IT和通信技术(ICT)的帮助下才能被大规模的集成到电力系统中。

 

所谓的智能电网,即是融合了ICT技术、能源技术和可持续供给技术,从而保证持续可靠和廉价的电力。

 

 

目前,现有的电网架构并不适合承载具有大幅波动的新能源注入。只有当基础设施和储能系统升级之后,才能允许可再生能源大规模的进入到电网系统中。

 

为了让电网承载更多的灵活性,信息通信技术(ICT)在未来的能源互联网中不可或缺。能源技术和信息通信技术融合在一起所组成的"智能电网",能够让其中的每个单独组件之间进行通信,发电侧和用电侧之间智能的相互耦合。

 

ICT不仅是对可再生能源成功整合的重要的推动者,同时也能解决可持续能源的供应过程中出现的问题。所以智能电网可以加强德国整体的能源使用效率。

 

因此,信息通信技术不仅能够将可再生能源纳入能源系统,同时也是能够成功整合的可持续能源供应的重要推动因素。由这项技术所构成的智能电网,可以帮助德国高效地利用能源资源,从而获得长期的持续可靠的廉价电力供应。

 

 

通过结合ICT提供消费者全新的智能应用程序,例如节能自动分析功耗和控制,帮助消费者获取最合理的价格。同时也将带来新的市场模式和创业机会的价值链,为小型能源生产者和小型创新企业提供新的沃土。这些企业可以通过市场上的创新,智能服务和区域可再生能源并入电网,在市场上获取最大化的利润。最终用户可以通过选取不同的网络负载和电价套餐,或者通过使用廉价的非高峰电力,得到更廉价的电力能源。

 

总体而言,德国可以给可持续发展的智能电网技术国际竞争优势的发展和出口,并建立了自己在这一领域的领先供应商。

 

电力基础设施的改造,所带来的是政治,经济,科技和人口方面的巨大挑战。此外,电力在未来将呈现显著的分布式结构。未来电网中的电能,不仅有来自集中式发电的确定能量系统,同时也拥有许多分布式的小型发电设备,诸如光伏,风电场,热电联产,地热或生物质能的电力到系统中。

 

消费者正日益成为生产者,拥有和经营自己的光伏系统,而不是从大型中央发电厂消费电能,从消费者到大的生产者,电能的传输方向将会是双向的。在这些"双向"的电能输送过程中,当前电网基础设施需要进行调整,那么如何能在众多分布式能源双向注入的过程中,还要保持功率的优化,并稳定的供应给消费者呢?电网又如何保证电能永远足够,电源频率保持稳定,对于生产过剩的时期储存多余的电能将如何分配?

 

另一方面,新的用电设的出现也将给现有的电网架构巨大的冲击。例如,电动汽车:您需要一给电动汽车提供电力,而另一方面,他们也是一个巨大的分布式的储能设备,在电网产生多余的未消化的电能,或遇到用电高峰的时候,这些储能设备在系统中将扮演至关重要的角色。

 

因此,未来的智能能源系统必须将消费者,生产者,存储和网络运营商相互连接在一起。在整个系统中,需要进行自动化控制的测量和由此的各个部件之间的通信和控制成本将增加。

 

此外,保证电网的稳定性和可持续运行也将是一个巨大的技术和经济上的挑战。

 

电力设备和信息通信设备将大幅的扩建,首先受到挑战的即是电网的负载能力。同时,信息通信设备的引入同时也带来了一定的风险,重要的基础设施和虚拟组件必须确保不会成为黑客和高科技犯罪者的新入口。以为智能电网是以安全为第一关键因素的基础设施,那么相应的防护手段必须从一开始建设即着手,智能电网不仅是用电,同时也包含了大量的数据传输和信息。因此,数据保护和信息安全在能源体系的转型中尤为重要,相关数据的访问和使用权限规范也必须同步跟进。

 

 

下面是Acatech,即德国科学与工程研究院提出的对于未来能源互联网建设的十大倡议:

 

1、对于"未来智能电网",必须制定可协调和有针对性的策略,并且需要派遣专业的跨领域团队,这支团队拥有商业、科学、政府机构和民间社会机构代表,例如非政府组织。

 

2、 必须系统的确定技术发展路线图,建立一个能以实时的技术实现的智能电网。

 

3、 国家层面成立专门的课题,研究机构和智囊团。其目标是探寻并了解整体系统。

 

4、 成立卓越的科研中心和信息库,为系统的专业发展提供贡献。

 

5、 制定合适的法律框架,我们需要的是一个新的市场秩序。其中应包括:以市场为基础的发电奖励办法,用于储能技术、网络和信息通信技术的基础设施投资规定。同时进一步发展用于数据保护的法律框架。

 

6、 建立在经济和技术联邦(BMWi)扩大试点地区的测试阶段E-能源计划的六个示范地区。在试点内为新的市场秩序的技术问题和创新概念进行可行性测试分析。

 

7、 总体战略和技术路线图的实现必须由智能电网陪同监控,包括联邦政府的"未来能源计划",都将纳入监测过程。监测结果用于由联邦政府定期审核各项措施。

 

8、 与欧洲网络传输系统运营商的能源(ENTSO-E)进行合作,必须在邻国之间制定统一的电网技术标准,因为电网在欧盟中是跨国界的领域。其中,德国应在电力系统中的可再生能源的转化担任高级职位的领导者。

 

9、 人民必须参与能源系统的转型变革。开放相应的对话论坛,和人民进行广泛的交流,促进国民意识到新技术的广泛建立,和对于智能电网的信心。

 

10、根据智能电网的需求,对专业人员进行再培训。尤其是跨领域专业,如能源技术和信息通信技术之间的IT技术训练。现有的专业,如暖通工程师和电工培训必须进行调整。