萬(wàn)眾創(chuàng )新下分布式能源如何發(fā)展

“互聯(lián)網(wǎng)+能源”革命的前夜，“能源互聯(lián)網(wǎng)”的共識雖尚未達成一致，但是，一個(gè)個(gè)創(chuàng )業(yè)者已經(jīng)燃起了革命的激情，一個(gè)個(gè)能源企業(yè)已經(jīng)吹響了進(jìn)軍的號角。馬云認為，如果說(shuō)第一次和第二次技術(shù)革命釋放了人的“體力”，那么這次技術(shù)革命釋放了人的“腦力”：夢(mèng)想、激情、想象力、科技信仰、創(chuàng )新沖動(dòng)……他說(shuō)：“不是每一次工業(yè)或技術(shù)革命改變了世界，是技術(shù)背后的夢(mèng)想改變了世界；不是單個(gè)的夢(mèng)想推動(dòng)世界改變，而是一群人、無(wú)數人的夢(mèng)想，以及背后一整套的技術(shù)基礎、制度安排推動(dòng)世界改變。”在互聯(lián)網(wǎng)改變世界之后，能源互聯(lián)網(wǎng)將再一次改變我們的生活、環(huán)境和文明的進(jìn)程。

智能電網(wǎng)與分布式能源相輔相成

在北京能源專(zhuān)家俱樂(lè )部的一次研討會(huì )上，國際能源署前署長(cháng)田中伸男曾對全球變暖加速憂(yōu)心忡忡，尤其表現出對中國、印度等發(fā)展中國家過(guò)快增長(cháng)的二氧化碳表示擔憂(yōu)。他希望所有的國家都應承擔減排義務(wù)，因為他們相信大氣中的二氧化碳含量一旦超越450ppm，地球的變暖將不可逆轉。我在點(diǎn)評中，建議田中先生不必過(guò)于憂(yōu)慮，因為改變我們命運的新技術(shù)已經(jīng)放在我們面前，智能電網(wǎng)將可以幫助我們解決環(huán)境的難題。我們建議國際社會(huì )不要過(guò)度地將注意力放在排放遏制政策上，而是應該更多地關(guān)注新技術(shù)的應用和普及。因為，人類(lèi)依靠技術(shù)進(jìn)步而改變命運的歷史就在昨天。

17世紀末18世紀初的英國，由于紡織業(yè)的快速發(fā)展幾乎要將英國的森林砍伐一空，人們像今天擔心全球變暖一樣擔心經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)的生態(tài)危機，像今天我們盼望新能源一樣期待新的燃料替代。后來(lái)，人們在威爾士的地下發(fā)現了豐富的煤炭，一時(shí)間，企業(yè)家紛紛投資開(kāi)采煤礦。但是，隨著(zhù)煤炭向地下挖掘，地下水阻止了人們的努力，人們想盡各種方法，發(fā)明了包括抽水機等新技術(shù)，但是由于沒(méi)有一個(gè)有效實(shí)用的動(dòng)力源而止步不前。

1706年，紐科門(mén)和卡爾合作，發(fā)明了一種半自動(dòng)的蒸汽機，并將這一技術(shù)應用在礦井抽水上，大大增加了煤礦的生產(chǎn)能力，使煤炭這種熱值高、能量密度大的“新能源”源源不斷地供應市場(chǎng)，大大減少了人們對木柴的依賴(lài)。1763年，瓦特在格拉斯哥大學(xué)修理一臺紐科門(mén)蒸汽機時(shí)，完善和創(chuàng )新設計了更加實(shí)用和高效的蒸汽機，并將這些新產(chǎn)品普及到各個(gè)行業(yè)，就此促進(jìn)了各種新技術(shù)革命。

2008年美國次貸危機引發(fā)全球性金融危機。每一次金融危機都會(huì )促進(jìn)新技術(shù)革命，1929年金融危機促進(jìn)了蒸汽渦輪機、飛機、汽車(chē)、電話(huà)等技術(shù)的普及。而在2008年經(jīng)濟危機之后，智能電網(wǎng)成為人們討論的熱點(diǎn)。

今天，人類(lèi)正在從互聯(lián)網(wǎng)走向物聯(lián)網(wǎng)，這其中也包括能源互聯(lián)網(wǎng)，從信息技術(shù)（InformationTechnology）走向數據技術(shù)（DigitalTechnology）。WIFI或電力線(xiàn)可以將用戶(hù)的各種電器設備的數據傳遞鏈接在一起。一旦將各種電器相互鏈接，各種各樣的家用電器將因此而完全改變，就如同我們今天的手機一樣，成為無(wú)所不能、無(wú)所不會(huì )的新“玩意兒”。智能電網(wǎng)將為未來(lái)的一系列創(chuàng )新搭建一個(gè)全新的平臺，就像當年的電話(huà)線(xiàn)作為一個(gè)傳遞數據的平臺，無(wú)數的人們將會(huì )在此發(fā)揮無(wú)盡的才智，創(chuàng )造今天我們還無(wú)法想象的全新的產(chǎn)品，并徹底改變我們的生活。

人類(lèi)究竟需要智能電網(wǎng)解決什么問(wèn)題？

首先是“精確供能”提高能源需求側的節能效率。

通過(guò)各種電子傳感、探測、遙控等信息技術(shù)對需求進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并進(jìn)行智能化的分析、控制，實(shí)現精確供能。在人們需要的地方，根據需求能源的形式，以實(shí)際需求的量度，有針對性地進(jìn)行能源供應。

比如，在有人的房間，在人們需要的地點(diǎn)，根據室內的實(shí)際照度、使用者對色溫的要求，進(jìn)行適當的、針對性的照明，就可以既滿(mǎn)足人的需求，又將能源浪費控制在最低的水平，從而提高能效，也減少了二氧化碳的排放。這擺脫了我們長(cháng)期靠人本身的自覺(jué)性被動(dòng)節能的方式，使人們的生活質(zhì)量在不受影響的狀態(tài)下，更舒適，更方便，更節省?？啃畔⒓夹g(shù)和智能控制將能源節約下來(lái)，將污染排放消減下來(lái)。

其次是通過(guò)智能化的需求側管理提高能源用戶(hù)的終端響應能力。

單憑人的積極性對能源需求側管理基本不可行。在現行的電力體制的利益格局下，需求側管理對于優(yōu)化用電、用氣、用熱結構，平衡系統運行的貢獻難以發(fā)揮，也難以奏效。一旦供電緊張，需求側管理往往成為“拉閘限電”的代名詞；當電力過(guò)剩，需求側管理又成了電力促銷(xiāo)的一種手段。所謂“黃金十年”，政府把工作重點(diǎn)從節能減排，變?yōu)?ldquo;保增長(cháng)”，需求側管理以“削峰填谷”為名，大力推廣類(lèi)似電鍋爐這樣的將高端能源服務(wù)低端需求的技術(shù)，幫助消化更多的電力。而依靠信息智能控制技術(shù)，將需求側管理融入每一個(gè)電器產(chǎn)品設計和智能系統優(yōu)化配置上，使得人對能源的實(shí)際需求、供需雙方響應、終端用電設施與智能電網(wǎng)及分布式能源通過(guò)數據鏈進(jìn)行互動(dòng)優(yōu)化配置，讓彼此都達到最佳狀態(tài)。只有通過(guò)這樣的技術(shù)進(jìn)步，才能從根本上解決需求側管理問(wèn)題。

比如：一座建筑、一個(gè)醫院、一個(gè)工廠(chǎng)有無(wú)數個(gè)電動(dòng)機，電梯、水泵、風(fēng)機都要電動(dòng)機驅動(dòng)運行。電動(dòng)機在啟動(dòng)時(shí)的電流峰值是運行電流的5至7倍，如果同時(shí)啟動(dòng)將占用大量供電系統的負荷容量，造成發(fā)電裝機、輸電系統、供電設備和配電設施容量大、投資大、利用效率低的問(wèn)題，用戶(hù)的容量電費也會(huì )大增。如果通過(guò)智能控制，將電機啟動(dòng)時(shí)間根據用戶(hù)實(shí)際需求錯開(kāi)，就可以大幅度降低電力負荷和相關(guān)投資，這對于智能電網(wǎng)易如反掌，電力系統也將為此得以?xún)?yōu)化，供需雙方效益顯著(zhù)。

在工業(yè)化信息部支持下，中國電力聯(lián)合會(huì )組建了一個(gè)“工業(yè)用電需求側管理中心”。他們通過(guò)在用戶(hù)側安裝部分電力數據監控設施，并對數據分析，能為電力用戶(hù)進(jìn)行節能優(yōu)化管理建議。所有工作只在信息層面，不必進(jìn)行大規模改造，就可以幫助用戶(hù)減少10%以上的電費，個(gè)別用戶(hù)節能甚至高達50%。

其三是電網(wǎng)的自由接入，通過(guò)供需互動(dòng)解決分布式能源、可再生能源和資源綜合利用設施以及電動(dòng)汽車(chē)的電力并網(wǎng)。

大地普照的陽(yáng)光為我們帶來(lái)隨處可見(jiàn)的可再生能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)電、小水電、生物質(zhì)能發(fā)電等，但是這些可再生能源又受到各種各樣的限制，電力品質(zhì)難以符合人類(lèi)的需求，接入系統十分麻煩。需要電的時(shí)候可能沒(méi)有電，不需要電時(shí)又滾滾而來(lái)。對于傳統的被動(dòng)授電式的電網(wǎng)，這樣的電能常常被稱(chēng)之為“垃圾電能”，大量接入系統對于電網(wǎng)安全和其他電源的經(jīng)濟運行都構成災難。如何通過(guò)能源供需的互動(dòng)解決好這些“垃圾電能”的優(yōu)化利用，一直就是一個(gè)極大的難題和挑戰。

按照傳統金字塔式的規?；膬r(jià)值取向，我們只能排斥這樣的電能；在西部陽(yáng)光充足的地區大量建設工業(yè)化大規模的可再生能源基地，“風(fēng)電三峽”、“太陽(yáng)能三峽”、“生物質(zhì)發(fā)電三峽”紛紛被提到建設日程，電網(wǎng)面對這些“三峽”只能千里迢迢建設特高壓交流電網(wǎng)遠距離輸送到東部用電負荷中心進(jìn)行消納。但是這樣的系統又給我們帶來(lái)一系列的難題：（1）全國的電力用戶(hù)如何適應這種變化無(wú)常的電能；（2）長(cháng)距離輸電帶來(lái)的損耗和成本增加；（3）一旦輸電系統出現故障，源源不斷的太陽(yáng)能、風(fēng)能會(huì )繼續向電網(wǎng)送電，危及電力系統安全。

在分布式能源系統構筑的智能電網(wǎng)中，用戶(hù)則通過(guò)調節供電秩序、關(guān)閉或啟動(dòng)天然氣發(fā)電機組、小水電機組、蓄能電站等方式，靈活調節機組、控制需求側用電和蓄電設備，包括電動(dòng)汽車(chē)等設備的多樣化智能調節手段，來(lái)共同解決分布式可再生能源的自由接入問(wèn)題。

其四是通過(guò)全系統多電源互助和需求響應解決供電安全。

解決電力安全可以參考互聯(lián)網(wǎng)的辦法，利用各系統的冗余（這是IT經(jīng)常使用的概念），相互提供安全保障。比鄰的分布式能源系統冗余的發(fā)電容量，現有電力系統的備份容量，蓄能設備包括：UPS應急電源、電池蓄能電站和電動(dòng)汽車(chē)的蓄電池等儲能設備，彼此提供安全互助，比任何解決方案都更加可行。不僅是電能，天然氣、熱能、冷能也可以采取類(lèi)似方法通過(guò)相互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互助式的互保。電網(wǎng)、燃氣管網(wǎng)、熱力和制冷管網(wǎng)、可再生能源和資源綜合利用電站將共同構成一個(gè)能源安全一體化系統，在智能電網(wǎng)的調配下，保障電力供應安全。

其五是為大規模發(fā)展蓄電式交通工具和蓄電式農機提供優(yōu)化控制平臺。

大力發(fā)展蓄電式交通工具和蓄電式農機，減少對石油資源的依賴(lài)，將成為全世界的必然趨勢。內燃機作為交通動(dòng)力的能源轉換效率在15%～18%之間，很難再大幅度提升。而電能轉換動(dòng)能的效率可達90%，加之蓄電池充電放電效率在90%，所以從電到動(dòng)力的效率超過(guò)80%。最先進(jìn)的天然氣燃氣輪機發(fā)電全部轉換電能的效率在55%～60%，石油轉換電能效率53%～55%，煤炭轉換效率40%～45%。電動(dòng)汽車(chē)的能源利用效率在32%～47%，較之內燃機提高1至2倍以上。但隨之帶來(lái)的管理問(wèn)題是，這些設備在什么時(shí)候充電才能既不增加電網(wǎng)負荷，又能有效利用多余的電能。電動(dòng)汽車(chē)若任其肆意發(fā)展而不進(jìn)行優(yōu)化控制，將嚴重影響電網(wǎng)和電源。此外，我們上面談過(guò)，這些設備的蓄電能力也是電網(wǎng)調節和安全的重要組成部分。這要求我們建設一個(gè)足夠聰明智慧的電網(wǎng)，充分利用彼此的優(yōu)勢，彌補彼此的不足，實(shí)現資源的優(yōu)化整合。

最后是打造一個(gè)創(chuàng )新平臺，為智能化電器和信息家電建立一個(gè)全面創(chuàng )新的技術(shù)環(huán)境。

發(fā)展智能電網(wǎng)，電力線(xiàn)載波數字化通信將不可回避。按照目前的技術(shù)，使用220V電線(xiàn)可以達到600M帶寬的通信速度，而大多數電話(huà)線(xiàn)寬帶通信速度僅為30M，少數用戶(hù)可以得到50M帶寬的電話(huà)線(xiàn)通信服務(wù)。4G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的速度也就能達到100M，5G可以達到1G，而電力通信如果將兩條電線(xiàn)全部用上，現有技術(shù)就已經(jīng)超過(guò)5G，未來(lái)電力線(xiàn)的潛力還有待進(jìn)一步發(fā)掘。如果我們將電力線(xiàn)作為局域信息交互平臺，互聯(lián)網(wǎng)、數字視頻電話(huà)、數字電視都可以借助這一通道，幾乎無(wú)成本地普及信息化，而且使無(wú)線(xiàn)通信更加安全。

今天的智能電網(wǎng)和智慧能源系統將形成一個(gè)新的能源互聯(lián)網(wǎng)，就像當年的電話(huà)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )成為信息技術(shù)的創(chuàng )新平臺一樣，似乎是歷史的再次翻版，人類(lèi)將通過(guò)這一技術(shù)革命大幅度提高能源利用效率、降低能源需求，使更多的新能源、可再生能源和廢棄資源得以有效利用，從而減少溫室氣體的排放，實(shí)現可持續的發(fā)展。我們相信，今天對全球變暖的擔憂(yōu)終將成為歷史，一個(gè)人類(lèi)戰勝自我實(shí)現可持續發(fā)展的故事，將永遠流傳給我們的子孫后代。

分布式系統——黑暗中的燈塔

2012年10月28日至30日，在肆虐加勒比海諸國，造成傷亡慘重后，颶風(fēng)“桑迪（Sandy）”橫掃美國的東海岸。美國東部地區大部遭遇末日般的狂風(fēng)暴雨、暴雪和洪澇災害，颶風(fēng)導致大范圍的停電、斷水、通信和交通中斷，一些地區發(fā)生火災，數百棟房屋焚毀，交通事故不斷，2萬(wàn)架次航班被迫取消。全美17個(gè)州820萬(wàn)戶(hù)被困在家中的居民遭受斷電之苦，其影響波及美國5000多萬(wàn)人口。“桑迪”毀壞了大量公共設施、民房、建筑，數十萬(wàn)人無(wú)家可歸，113人死于非命，損失超過(guò)500億美元，這是美國歷史上被看成是“世界末日”的影響最大的自然災害。

災難毀壞了大紐約、新澤西地區的電力系統，數以百萬(wàn)的家庭供電中斷。由于電力中斷造成電動(dòng)水泵驅動(dòng)的排水系統無(wú)法工作，紐約的地鐵、通往外部的荷蘭隧道和無(wú)數建筑的地下室都被洪水灌滿(mǎn)。被困在曼哈頓高樓大廈中的紐約人被折騰苦了，斷電、斷水、斷暖、斷炊、斷電梯，上上不去，下下不來(lái)；澡沒(méi)法洗，廁所沒(méi)法沖，甚至飲水都成了問(wèn)題；電視看不見(jiàn)，電腦不能用，手機、iPad沒(méi)法充電，斷電使電訊及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )無(wú)法正常使用，人們一夜之間回到了原始社會(huì )。“桑迪”摧毀的電力系統遲遲無(wú)法恢復，紐約長(cháng)島的4.5萬(wàn)用戶(hù)在風(fēng)暴過(guò)去15天后，仍生活在無(wú)電可用的困境之中。憤怒至極的民眾在電力公司門(mén)前抗議，而電力公司抱怨由于電價(jià)低，投資不足，電網(wǎng)過(guò)于陳舊而無(wú)法應對災難。專(zhuān)家們也在質(zhì)疑，按照目前的電網(wǎng)技術(shù)模式，即便增加投資，在這樣的災難之中能夠保障電力供應嗎？

其實(shí)，并非所有住在美國東海岸的人們都陷入無(wú)電的尷尬。在紐約、新澤西地區那些擁有分布式能源系統的建筑、學(xué)校、酒店、居民區，甚至家庭，都沒(méi)有陷入無(wú)電可用的困境。埋在地下的天然氣管網(wǎng)始終保障了供氣，而依靠天然氣的分布式能源裝置和屋頂光伏電站也始終保障了用戶(hù)的電力、熱力供應。在曼哈頓，人們不得不排隊等待在擁有分布式能源供電的酒店租到一個(gè)房間，等著(zhù)進(jìn)去洗個(gè)澡、充充電、上上網(wǎng)、看看電視，享受享受人間的生活。

媒體和好萊塢抓住了這一末日情景充分發(fā)揮，營(yíng)造了令人心驚膽戰的末日故事。在傳媒消費的世界里，“桑迪”是末日景象的前兆。被傳為“世界末日”的2012年12月21日“冬至”，在瑪雅人的歷法上其實(shí)是一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)啟。據瑪雅長(cháng)老們解釋?zhuān)斞诺臍v法由公元前3114年開(kāi)始，5125年為一個(gè)長(cháng)周期，每394年一個(gè)輪回，現在已經(jīng)過(guò)了13個(gè)輪回，結束時(shí)間為2012年12月21日，并非指這一時(shí)間是世界的末日，而是一個(gè)新的長(cháng)周期和輪回的開(kāi)始。人類(lèi)將開(kāi)啟一個(gè)新的紀元。如果說(shuō)，火創(chuàng )造了人類(lèi)的文明，能源技術(shù)推動(dòng)了人類(lèi)的社會(huì )進(jìn)步，那么新的能源技術(shù)自然將為人類(lèi)開(kāi)啟一個(gè)新的時(shí)代?？刻烊粴夤芫W(wǎng)系統支撐的燃氣分布式能源系統在災后黑暗中的北美東海岸就像星星之火，為人類(lèi)能源的利用方式帶來(lái)了新的時(shí)代。

分布式能源，其實(shí)早在4個(gè)月前的印度大停電中也曾大顯身手。2012年7月30日，印度當地時(shí)間凌晨2時(shí)30分，因天氣炎熱居民大量使用空調、農民大量偷電灌溉、各邦電力公司肆無(wú)忌憚地超負荷用電，印度北方電網(wǎng)出現了大范圍的“崩潰”。北方電網(wǎng)包括首都新德里在內的9個(gè)邦，占印度全國負荷18％約3567萬(wàn)千瓦停電。3.7億人在酷暑中被驚醒，在黑暗悶熱中不知所措。一個(gè)個(gè)陷入癱瘓的城市路燈、紅綠燈熄滅，鐵路交通中斷，地鐵停運，電梯無(wú)法運行，供水系統癱瘓，加油站無(wú)法工作，居民被迫在盛夏酷暑中忍受沒(méi)有電扇、空調、冰箱和水的煎熬，因電視、廣播和互聯(lián)網(wǎng)中斷而陷入末日般的恐慌……

印度停電雖然是家常便飯，但印度的電力公司應對停電卻比美國更有效率。到2012年7月30日清晨經(jīng)過(guò)印度電力部門(mén)的積極搶修，就已經(jīng)恢復了60％的供電；下午1點(diǎn)，70%的停電用戶(hù)恢復供電，首都新德里全面恢復供電；下午4點(diǎn)半，恢復了85%的供電；隨后95%的電力用戶(hù)也都陸續恢復了供電，人們松了一口氣。然而，在印度北部電網(wǎng)恢復供電數小時(shí)后，于7月31日下午1點(diǎn)05分，包括首都新德里在內，被同步交流電網(wǎng)緊緊綁在一起的印度北部電網(wǎng)、東部電網(wǎng)和東北電網(wǎng)像多米諾骨牌一樣陸續陷入“大崩潰”，全國28個(gè)邦中有20個(gè)邦再次陷入黑暗，覆蓋6.7億人口的大范圍完全停電，這是人類(lèi)有史以來(lái)影響人口最多的一次電力系統事故。

在大停電中，印度的分布式能源在稀稀落落的夜空下，成了黑暗中的燈塔。其中最著(zhù)名的就是“DLF數碼城”。DLF公司是印度最大的房地產(chǎn)商，該公司在印度德里機場(chǎng)附近哈里亞拉邦葛岡鎮開(kāi)發(fā)建設了一個(gè)占地面積超過(guò)12平方公里的現代化“私營(yíng)城市”。其中的“DLF數碼城”是基于諸多標志性建筑和具有未來(lái)形態(tài)基礎設施系統的典范城區。微軟、諾基亞、愛(ài)立信、渣打銀行等世界五百強企業(yè)，以及印度的軟件和信息服務(wù)企業(yè)入駐總建筑面積超過(guò)180萬(wàn)平方米的現代化建筑群。

印度曾經(jīng)是英國的殖民地，很多印度人說(shuō)英語(yǔ)，這為印度成就了一個(gè)世界級的現代服務(wù)業(yè)。無(wú)論你在美國打電話(huà)訂一個(gè)“多米諾比薩餅”，在佛羅倫薩打電話(huà)訂酒店，還是在倫敦打電話(huà)訂飛機票，或者在洛杉磯向銀行查賬，接電話(huà)的都是萬(wàn)里之外的印度女孩子。而在印度中斷供電對于全世界的服務(wù)業(yè)幾乎是一個(gè)災難性的問(wèn)題。

印度的電網(wǎng)公司雖然向用戶(hù)征收巨額電力系統配套費，但無(wú)法承諾保障供電質(zhì)量和供電的可靠性，有時(shí)甚至連建設工期也難以保障。這迫使DLF公司自己解決問(wèn)題。他們異想天開(kāi)地在所有大樓的地下室內，安裝互聯(lián)網(wǎng)式的分布式能源系統，通過(guò)分布式能源系統，為全部12幢建筑供電、制冷和供應生活熱水。

這一互聯(lián)網(wǎng)式的分布式能源系統，由安裝在不同樓宇中的59臺發(fā)電機組組成，總裝機18.6萬(wàn)千瓦，每臺機組平均容量只有3150千瓦；而發(fā)電機余熱為所有12棟建筑提供27.5萬(wàn)千瓦的空調負荷。中國遠大公司為該系統提供33臺余熱吸收式制冷機組，形成相當于每建筑平方米103瓦供電能力和153瓦的供冷能力，100%滿(mǎn)足了建筑內大量計算機消耗的電力和冷卻及空調的需求。為保障該分布式能源系統安全可靠、高效運行，他們采用智能電網(wǎng)技術(shù)和智能冷網(wǎng)技術(shù)，以及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器式的陣列式機組布置模式，多套小容量機組平行供電，可將全部余熱回收梯級利用，使系統能效提高到85%。該系統依靠從卡塔爾進(jìn)口的液化天然氣，通過(guò)天然氣管網(wǎng)躉售給DLF公司，使用液化天然氣備用調峰，這樣能源系統完全獨立于電網(wǎng)之外運行。在環(huán)保上，這個(gè)系統大幅度減少燃煤發(fā)電產(chǎn)生的粉塵、二氧化硫、氮氧化物和PM2.5，每年凈減少3.6萬(wàn)噸二氧化碳排放，相當于種了190萬(wàn)棵大樹(shù)。全部投資在2至3年內收回。無(wú)論經(jīng)濟性、社會(huì )效益和環(huán)境效益都得到了革命性的改變。

美國和印度的尷尬，讓全世界從事能源戰略的研究者都看清了方向——未來(lái)的能源系統一定是DLF模式的扁平化的互聯(lián)網(wǎng)系統。人類(lèi)必將從傳統的大型金字塔式能源系統，走向扁平化的互聯(lián)網(wǎng)式的能源系統。

世界將迎來(lái)扁平的未來(lái)

早在2001年初，中國科學(xué)院徐建中院士在人民大會(huì )堂舉行的一個(gè)研討會(huì )上，就清晰地描述了未來(lái)的一個(gè)扁平化的能源系統的形態(tài)：它將是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)式的能源系統，將以清潔的天然氣分布式能源為主，與分布式的可再生能源，以及分布在用戶(hù)端的各種資源綜合利用熱電設施為輔；信息化的電網(wǎng)、天然氣管網(wǎng)、熱力管網(wǎng)和供冷管網(wǎng)將它們彼此連接，結合蓄能儲能，相互補充，相互平衡，相互保障，將能源的利用效率大幅度提升，將污染和溫室氣體排放降至最低，在經(jīng)濟可行的前提下，最大限度地提高能源的自保能力和能源安全，實(shí)現能源的可持續發(fā)展。我們稱(chēng)為“第二代能源系統”。

今天的能源模式，是第一、第二次工業(yè)革命后形成的。1870年開(kāi)啟的第二次工業(yè)革命的科學(xué)技術(shù)突破主要表現在三個(gè)方面，即電力的廣泛應用、內燃機和新交通工具的創(chuàng )制、新通信技術(shù)的發(fā)明。這一時(shí)期的工業(yè)系統追求“規模效益”，將城市、企業(yè)、工廠(chǎng)、發(fā)電設施與電網(wǎng)等越建越大，將社會(huì )化的生產(chǎn)規模發(fā)展到極致。特別依賴(lài)集中的資源，如煤炭、石油等。世界煤炭資源局限在資源豐富的少數地區，煤炭的開(kāi)采、運輸和轉換都需要一定規模，規模經(jīng)營(yíng)則形成龐大的壟斷企業(yè)；石油資源更是集中在少數資源豐富的國家，更是上升至國家和國家集團才能對資源進(jìn)行控制。這種追求規模的經(jīng)濟模式也帶來(lái)了巨大的代價(jià)。整整兩個(gè)世紀的依賴(lài)，世界日益陷入嚴重的環(huán)境污染與溫室氣體效應；地緣政治沖突與爭奪資源的殺戮；壟斷與社會(huì )的不公；貧富差距與腐敗……

20世紀70年代個(gè)人計算機時(shí)代到來(lái)，天然氣分布式能源（當時(shí)被稱(chēng)為CHP—熱電聯(lián)產(chǎn)）在能源危機之后開(kāi)始普及，人類(lèi)突然意識到世界即將發(fā)生變化，我們不必再遵循“規模效益”的金科玉律。隨著(zhù)光伏技術(shù)的進(jìn)步、價(jià)格不斷降低，分布式的供能變得越來(lái)越方便易得。信息技術(shù)的突破，使我們完全有可能根據經(jīng)濟、資源、環(huán)境和需求的實(shí)際效益，因地制宜地確定規模。到了20世紀90年代，人類(lèi)意識到可以像互聯(lián)網(wǎng)一樣創(chuàng )造一個(gè)廣泛參與的，自下而上的，由各種能源共同組成的，相互補充，相互彌合，以滿(mǎn)足用戶(hù)需求為核心的新型的能源系統——第二代能源系統，即信息時(shí)代的、不以規模效益為目標的，針對用戶(hù)各種需求的新型能源系統。

11年后的2012年，美國未來(lái)學(xué)家杰里米•里夫金著(zhù)書(shū)《第三次工業(yè)革命》中描繪道：“數以?xún)|計的人們將在自己家里、辦公室里、工廠(chǎng)里生產(chǎn)出自己的綠色能源，并在‘能源互聯(lián)網(wǎng)’上與大家分享，這就好像現在我們在網(wǎng)上發(fā)布、分享消息一樣。能源民主化將從根本上重塑人際關(guān)系，它將影響我們如何做生意、如何管理社會(huì )、如何教育子女和如何去生活。

“第二次工業(yè)革命已經(jīng)日薄西山，工業(yè)排放的二氧化碳正在威脅世界上所有生物的生存，這些是愈發(fā)明顯的事實(shí)。我們的當務(wù)之急應該是對未來(lái)的經(jīng)濟模式進(jìn)行大膽的描述，以指引我們進(jìn)入后碳時(shí)代的可持續發(fā)展之中。

“縱觀(guān)人類(lèi)歷史，新型的通信技術(shù)與能源體系交匯之際，正是經(jīng)濟革命發(fā)生之時(shí)?，F在，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源即將融合，并為第三次工業(yè)革命奠定一個(gè)堅實(shí)的基礎。這一革命無(wú)疑將改變整個(gè)世界。”

分布式能源和能源互聯(lián)網(wǎng)，是里夫金憧憬的第三次工業(yè)革命的能源系統的核心，而他更加注重的是可再生能源，這是他認為的戰略主線(xiàn)。然而，他是一個(gè)未來(lái)學(xué)家而不是一個(gè)能源科學(xué)家，他忽略了一個(gè)他自己一直秉持的觀(guān)點(diǎn)：“熵定律”。熵定律也稱(chēng)為熱力學(xué)第二定律，根據這一定律，世界上沒(méi)有一種能源是沒(méi)有代價(jià)的，可再生能源同樣如此，區別只是有的代價(jià)你不知道，或你目前還可以忍受。美國2006年以來(lái)突然興起的非常規油氣革命，正實(shí)實(shí)在在地形成了人類(lèi)另一條能源戰略主線(xiàn)，也為美國實(shí)現提高能效和減排溫室氣體起到了至關(guān)重要的決定性作用。

非常規油氣的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的大突破，被世界形容為“一場(chǎng)靜悄悄的革命”。古地質(zhì)沉積形成的頁(yè)巖層，貫穿于從古生代5.7億年至5.05億年前的寒武紀，一直到中生代1.45億年至6550萬(wàn)年前的白堊紀間的各個(gè)歷史年代。遍布整個(gè)大陸和海洋的地殼之中，資源總量達數千萬(wàn)億立方米；還有，聚集在深海之中的可燃冰——天然氣水合物的數量更是多得驚人，地球上已知的天然氣資源足以維系人類(lèi)數百年的文明。天然氣不含硫、氮等污染物質(zhì)，分子結構中只有一個(gè)碳原子，是最清潔低碳的碳氫化合物，是最高效、靈活、經(jīng)濟的能源，也是至今地球上仍在生成產(chǎn)出的“化石能源”。人類(lèi)的能源進(jìn)程不可能超越天然氣時(shí)代，而靈活的天然氣的大規模利用，可以大幅度增加人類(lèi)使用可再生能源的比例，降低其使用成本。天然氣一個(gè)碳原子，產(chǎn)生溫室氣體最少，溫室氣體并非完全有害，沒(méi)有溫室氣體地球上的高等級生物，其中也包括人類(lèi)，將無(wú)法生存?，F在的問(wèn)題是溫室氣體排放過(guò)量，而人類(lèi)轉向天然氣時(shí)代，這一問(wèn)題將會(huì )逐步達到平衡與和諧的狀態(tài)。

美國在“頁(yè)巖氣革命”的推進(jìn)下，正在快速恢復制造業(yè)，推動(dòng)美國實(shí)行一次“再工業(yè)化革命”。低廉的天然氣不僅壓低了油價(jià)，替代了煤炭和石油，還大幅度降低了運輸和多種化工與金屬原料的成本。頁(yè)巖氣在美國吸引了全球大量投資，增加了150萬(wàn)美國人的新就業(yè)和政府財政稅收，幫助美國逐步擺脫了經(jīng)濟危機。美國的能源戰略經(jīng)過(guò)2008年金融危機之后已經(jīng)越發(fā)清晰，依靠“頁(yè)巖氣革命”增加天然氣供應，通過(guò)發(fā)展分布式能源和天然氣交通，直接替代煤炭和石油，以天然氣分布式能源為核心組成微電網(wǎng)，更多地容納各種間斷而不穩定的可再生能源，將這些微電網(wǎng)與用戶(hù)互動(dòng)，再將微電網(wǎng)彼此連接成為智能電網(wǎng)，并將智能技術(shù)進(jìn)一步延展到天然氣、供熱、供冷、供水、排水系統。通過(guò)技術(shù)優(yōu)勢降低能源成本，保持美國發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)的競爭力，并通過(guò)智能化維持信息技術(shù)的戰略?xún)?yōu)勢和戰略遏制能力。

“頁(yè)巖氣革命”和分布式能源的結合，讓美國實(shí)現了“能源獨立”。在未來(lái)，當能源互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代來(lái)臨，各種分布式的可再生能源、利用各種工業(yè)或生活廢棄物制造的能源、加之蓄能和電動(dòng)汽車(chē)，人們將徹底實(shí)現一種協(xié)同共享的能源獨立。人們能源獨立的夢(mèng)想，將越來(lái)越朝著(zhù)現實(shí)的方向演進(jìn)。一個(gè)沒(méi)有黑暗尷尬、能源與信息一體、互聯(lián)互動(dòng)的時(shí)代，正在向我們走來(lái)。