能源互联网可以解决的5个问题

两场技术革命正在塑造21世纪的曙光:互联网的发展和向无碳全球能源体系的转变。2015年，当七国集团(G7)承诺在2100年前逐步淘汰化石燃料时，后者得到了提振。随着物联网的出现，这两场革命正在迅速融合，最终将导致“能源互联网”。

脱碳、去中心化和数字化正在改变能源部门。这三个全球趋势正在改变我们生产、分配和消费能源的方式。其结果是，只有少数大型发电厂的传统能源格局正在消失。我们加速向可再生能源的转变需要一个全新的系统方法。数以百万计的小型发电机组被添加到能源系统中，如风力涡轮机和太阳能系统。必须以最高效率组织和管理它们。此外，还有一类新的“产电者”——他们既生产、消费电力，也买卖电力。

脱碳、去中心化和数字化正在改变能源部门。

在这个分散的系统中，创新的网络技术将变得越来越重要。以下是我们需要将旧电网改造成能源互联网的五个原因:

1.全球对清洁能源的需求激增

根据联合国倡议的一份报告，超过10亿人生活在没有电的环境中人人享有可持续能源．这对正在经历人口快速增长的撒哈拉以南国家的影响尤为严重。普及电力无论在道德上还是在经济上都是必要的，但它带来了一个两难境地。如果世界其他地区以发达国家的速度消耗能源，会发生什么?

毕竟，到2040年，全球人口预计将增加近20亿，根据联合国的估计．这种增长将主要发生在发展中国家。如果在不断增长的人口中，大约一半的能源是由化石燃料产生的，那么对我们的环境会有什么影响呢?当然，世界气候目标将面临风险，特别是将全球变暖限制在2摄氏度以内的目标。

我们已经在交通运输业看到了类似的趋势。好用的买球外围app网站与交通相关的排放量比1990年高出60%。这主要是由于发展中国家的汽车数量急剧增加。仅在中国，这一数字在过去10年里就增长了四倍多，达到约2亿人。

全球对电力的需求也在增长。专家们预计到2040年，全球发电量将增长80%．这不仅仅是发展中国家被压抑的需求的问题。电脑、电话和其他设备在工业化国家的普及也推动了对电力的需求。

显然，解决这一困境的办法是用可再生能源发电，而且要尽可能不影响气候变化。但这种根本性的转变给我们带来了巨大的技术挑战，需要一种全新的方式来管理我们的能源系统。

2.集中式网格已经不够用了

随着我们的能源系统变得越来越复杂，旧的集中式电网正在努力跟上。随着更多分散单元(如太阳能电池板)被集成到系统中，这个问题将会恶化。

例如，德国电网被认为是工业化国家的榜样，几乎100%可用。然而，向可再生能源的能源转型已经对其产生了相当大的影响。近年来，网络运营商为稳定电网而进行干预的次数大幅增加。

欧洲电网运营商TenneT表示，2017年它不得不花费近10亿欧元用于紧急干预稳定电网这主要是由于不断增加的可再生能源接入电网造成的波动。消费者最终通过支付电费来为这些干预买单。

3.智能电网确保了更可靠的供应

为了管理一个更复杂的能源系统，我们需要使电网更智能化。通过使用数字技术，未来的智能电网将把单个生产者和消费者连接起来，形成一个能源互联网，确保可靠、稳定的电力供应。

我们能源供应的分散意味着曾经固定的系统和界限，比如公共设施和消费者之间的墙，正在被打破。取而代之的是新的生产者和消费者网络，以及买卖能源的全新商业模式。这些变化带来了许多关于产业、技术、价值链和商业流程融合的想法。

有新的生产者和消费者网络，有全新的买卖能源的商业模式。

数字化还可以提高可再生能源的竞争力。例如，最近在德国，第一批大型海上风力发电场的合同被授予完全由市场电价提供资金，而不需要任何公共资金。这要归功于数字化带来的效率提升。

数字化提高了效率。效率驱动竞争力。有竞争力的可再生能源有助于应对气候变化。

4.处理大量的数据

我们日益复杂、分散的能源格局正在产生大量数据。要了解这是如何变化的，我们可以看看网络设备数量的飞跃。

2003年，大约有5亿台设备连接到互联网上。联网设备的数量增长迅速，而且普遍预计将继续以快速的速度增长。

Gartner预测，联网设备的数量将会有所增加跃升至204亿以上从2017年的84亿美元。爱立信(Ericsson)的计算方法不同，但预计增长规模类似。该公司认为联网设备将会越来越多2020年超过250亿，2022年达到290亿从2017年的逾170亿美元。

总体数据量也在快速增长。的全球数据圈到2025年可能增长到163 zettabytes (PDF)根据市场研究公司IDC的数据，2016年，美国的数据为16.1 zb。(1ztabyte等于1万亿gb。)

一个主要的挑战是如何使用这些数据来改进我们的系统。

5.人工智能和量子计算正在改变能源行业

我们无法用传统技术有效地利用这些海量数据。相反，该行业必须关注仅在几年前还属于科幻小说范畴的技术，比如人工智能。事实上，人工智能已经开始以各种方式改变能源行业。例如，西门子使用人工智能来管理和维护燃气轮机。

机器算法形式的人工智能帮助这些燃气轮机实现了更长的服务间隔。算法能够比人类专家更好地自动分析运行数据、环境条件和部件特性。

我们日益复杂、分散的能源格局正在产生大量数据。

量子计算是该领域已经在深入探索的另一项突破性技术。这些计算机的工作原理是基于量子理论的性质。量子计算机直接使用亚原子粒子，利用它们的量子属性进行数据存储和数据处理。这个由最微小的粒子组成的世界将帮助我们解决我们周围这个大世界的问题。

随着我们转向清洁能源，随着全球人口的增长和电力需求的激增，我们将需要这些新技术。

一个面向所有人的能源互联网

正如互联网的历史所表明的，网络中的每一个新参与者都增加了整个系统的可能性和机会。能源系统也是如此。当一个简单的电网发展成为一个综合的能源网络时，它的价值就会增加。

在这样一个网络中，来自一个来源的剩余电力可以为在另一个部门生产其他形式的能源提供基础。当电转化为热或用于提取热量，当它作为提供流动性的基础，或当它被用来生产氢或甲烷，完全新的和灵活的能源就可以得到。

在这一转型过程中，网络技术将获得新的意义。电网将不再只是简单地传输和分配电力，而是发展成一个新的、改变世界的网络:能源互联网。

这篇文章是在原版本的基础上编辑而成的，其中包括了高德纳(Gartner)和爱立信(Ericsson)最近对联网设备数量的两项预测。