加了加強必要的研發活動,德國聯邦經濟和技術部啟動了“E-Energy”促進計劃。該計劃為期4年,總預算為1.4億歐元,其目標是建立一個能基本實現自我調控的智能化電力系統。
打造未來能源系統
電力是工業和社會的支柱。日益增長的需求、不斷消耗的資源和氣候變化,成為巨大的挑戰。在直接進入高度復雜供電系統的初級能源中,只有一小部分被轉化為供終端消費者使用的能源。我們迫切需要找到解決方案,保證和優化能源供應的安全、效率和環境兼容性。信息和通信技術(ICT)將是實現這種解決方案的關鍵。
依靠ICT技術的幫助,我們將擁有一個“能源互聯網”——在能源互聯網中,將建成多種多樣的發電廠,運用越來越多的可再生能源,并實現電網設備、電氣設備、家用電器的溝通與互聯。這將促成全新的市場、前所未有的市場角色和創新的商業模式。其結果,將是一個雙贏解決方案的實現一發電廠、電力供應商、電網運營商、私人和商業消費者,乃至德國和環境,都將受益于這種能源互聯網。
“E-Energy是以ICT為基礎的未來能源系統”是德國聯邦經濟和技術部(BMWi)發起的一個技術創新促進計劃。聯邦經濟和技術部為此舉行了一場技術競賽,6個試點地區的團體在競賽中勝出。2008年12月以來,這些團體一直致力于開發和測試能源互聯網的核心技術。在與德國聯邦環境、自然保護和核安全部(BMU)的共同協作下,聯邦經濟和技術部提供了6000萬歐元的資金,支持這6個技術團體的研發活動。
除了政府提供的資金外,這些團體自身將進一步投資8000萬歐元。該示范項目的總預算約為1.4億歐元。E-Energy是德國“綠色IT先鋒”行動計劃的組成部分。來自德國政府、IT產業、科學界的知名人士,在2008年達姆施塔特舉行的第三屆國家IT峰會上確立了“綠色IT先鋒”行動計劃。該計劃包括一系列措施,旨在促進資源節約型ICT產品與服務的研發和使用。
E-Energy被定為“燈塔項目”
鑒于E-Energy在能源和經濟政策中的重要作用,聯邦政府已宣布將E-EnergY作為一個國家性的“燈塔項目”,旨在推動其他企業和地區為創建基于ICT技術的高效能源系統。
到現在為止,主要的電力供應都由“以消耗決定電力生產”所主宰。發電廠即使出現暫時的電力負荷高峰期,電力網絡也能夠生產出足夠的電力。但這在未來的電力供應系統中將變得愈發困難。未來的電力供應系統將比以往任何時候都要更加依賴于不穩定的資源,比如陽光和風力。電力只能夠被儲存在一個非常有限的范圍內,但蓄電成本非常昂貴,并且大量的能量會在轉換時流失。這樣看來,“以電力生產決定消耗”才是一切問題的答案。如果消費者如此選擇,那么當風力特別強時,電力就會過剩,因而非常便宜,消費者便能適時開啟電器,這一切都由計算機網絡所控制。
大部分電器和系統都適用于這種技術,如電冰箱、洗衣機、洗碗機等,都可以通過基于ICT技術的用電負荷管理來進行優化控制。特別是大型冷凍倉庫和游泳池,它們能夠非常靈活地選擇用電時間。但歸根結底,電動車才是顯示這一系統工作原理與優勢的最佳案例。因為對于電動車來說,充電的具體時間是無關緊要的。最重要的是,在汽車下一次使用時,電池已被充滿了電。E-Energy利用新的ICT解決方案,為實現未來整個能源供應系統的智能一體化建設創造了先決條件。通過能源互聯網,汽車可以報告它們的確切位置,電池當時的充電狀態,以及在何種特定時刻汽車需要達到何種充電水平。車主能夠為汽車下達指令,以最低的成本為電池充電,或者只用“綠色電力”為電池充電。如果車主同意,E-Energy系統甚至可以從電池汲取剩余電力,反饋至電網,在用電需求高峰時提供補充。
能源互聯網使能源系統中眾多利益相關者互相連接——從發電廠、電力運輸公司,到電力分配、電力消費環節的利益相關者。每個與電網連接的設備或裝置都如即插即用的應用程序一般,被添加到控制系統中,形成具有全新結構和功能的綜合數據和電力網絡。我們熟悉的電表將只屬于過去,這種新系統將使用電子測量儀表,即“智能電表”。
在能源互聯網中,這些電表不再只是為了計價而僅僅測量消耗的電力或潰入電網的電力,它們還能夠為智能E-Energy系統的網絡節點提供所需信息,從而在很大程度上實現對電力生產、電網負荷、電力消耗的自動調節。這有助于減少用電高峰時的電力需求,減輕電網負荷,確保電力供應安全。
除此之外,E-Energy還使用預測系統,能夠依據天氣條件預測電力消耗和電力生產的情況。根據天氣信息,系統一方面將價格信號發送至家庭和工廠的ICT網關,另一方面發送至能源生產者的控制系統。電力生產者和消費者將根據市場狀況調整行動,作出相應反應。根據先前的設置,當進入用電負荷高峰時,ICT網關能夠協調小型熱電聯產廠的循環,或使蓄電系統提供補給。
其結果是形成一個全新的電子“能源市場”,在這個市場中,客戶自己能夠作為小型電力供應商(例如通過太陽能電池板)發揮更積極的角色。再者,我們將在這個市場中見證全新的服務,比如“允許推遲接通時間”、“在用電需求高峰時向電網返還電力”、“只在陽光強烈或強風時使用”等。在E-Energy市場中,能源生產者和消費者能夠因為促成了安全、符合成本效益和環保的電力供應而受到獎勵。
E-Energy是創新和發展的引擎
E-Energy將促成整個價值鏈內更大的透明度和更激烈的競爭——從發電廠、電網運營商一直到最終消費者。這將推動技術領域乃至整個工業領域的創新,加速能源市場自由化的進程,促成電網布局的分散化。
ICT和能源產業共同開發出的跨部門產品、工藝和服務,將為未來電力網絡奠定堅實的基礎。智能終端必須擁有智能技術,從而融入能源互聯網;經過改進的蓄電技術能夠將分散的小型蓄電系統整合進電力網絡。分散式發電廠必須以這樣一種方式設計:它們不僅能夠發電,還能夠提供系統服務。最后,E-Energy將為電動車與電力系統的一體化提供必要的技術。E-Energy越能使電動車與電力系統的一體化發揮其積極影響,便越能促成這一技術不斷創新。
E-Energy不僅將促成新的服務,而且也能催生多種多樣的新技術產品。當然,這就需要新的就業崗位提供這些服務,安裝和維修這些新產品。許多中小型企業-—尤其是電工行業,將大大受益于E-Energy,如工程公司、硬件和軟件制造商,以及在全球范圍內與電廠建設有關的企業。