美国能源部前副部长阿伦·麦琴达尔:电网的数字化重构
10月29日-31日,苏州,中国国家能源局“2016国际能源变革论坛”期间,远景能源联合清华大学能源互联网创新研究院、国网能源研究院承办了能源互联网分论坛,主题为“能源互联网助力能源转型,重构未来能源系统”。美国能源部前副部长阿伦·麦琴达尔(ArunMajumdar)在会上表示,信息技术和电网交汇的数字化重构,可能在未来就会发生。
以下为演讲原文:
美国能源部前副部长阿伦·麦琴达尔ArunMajumdar
大家好,我还是感谢会议的组织者,特别是远景能源把我们大家组织起来开这次会议。我想谈谈电网的数字化重构,或者说信息技术和电网之间交叉。这里面当然是可以放很多幻灯片,但是考虑时间关系,也是为了交流的目的,我只放几张幻灯片。如果大家看看全世界电力系统。这是120年前开始的,最早出现在美国纽约,然后全世界范围内传播,它是一个具有根本意义基础设施,意义在于如果你没有电,信息系统就会崩溃,金融系统就会崩溃,还有很多其他的系统都会崩溃,因此它具有根本意义。
过去120年来,这一点基本没有发生变化。在今后10-15年间、20年间它会经历一个具有根本意义的转变。这个转变有两层意义:
第一,大家看这张图,这是我们今天的电力基础设施,20世纪电网是集中发电,单项的典礼流动,也是从大的热电厂流向数以百万计工作复合,这是网络边缘。可以开灯、电机。发电机就会知道,只要看看相关频率就可以。然后可以提高发电速率,这样可以使发电和复合之间实现平衡,这是我们的现实。但是二十一世纪这是我们将要发现的。首先,电网深入减少炭排放。此外还要将分布式能源来源纳入进来。
什么是深度的炭减排?要减少炭排放是今天这种情况,中国正在领头进行。比如,风能、太阳能、储能技术。这种情况在全世界正在发生,中国正在发挥领导作用,很多国家都在参与进来,很多世界都朝这个方向走。需要问的是电网是否已经做好准备?让这么多风电、太阳能电进来,可以容纳10-15%。我来自加州,加州20%来自于可再生能源,已经入网。
如果想达到50%,就是非常难。因为目前这个电网恐怕很难在不变化的情况下就容纳50%以上可再生能源。这个电网的设计,从来不是为了应对发电中波动性,它的设计是持续的发电,用热电厂持续发电,所以这是非常大的变化。
第二,电网另外一端发生的情况。由于电池的成本正在下降,下降到这样一点,在今后的10-15年电动车将会和汽油车的成本范围差不多。这将是交通领域特别大的变化,大部分的人采用电动车,恐怕大部分的市场在中国、美国、欧洲。
这样一种变化,就是电的一种新的应用模式,回顾历史如果问这样的问题,这个电从1920年代表发生什么变化呢?当时1920年代电就像今天互联网一样,带来新的服务,带来照明、空调让您感觉舒适。之前没有空调,然后现在他们可以有各种电机工厂可以使用,这大大改善人类生活质量。现在发生变化,电动车的变化,将是下一个巨大变化。一方面是非常巨大复合,电力公司很高兴他们可以卖更多电。另外一方面他们提供电网上的资产,这个资产之前并不存在,所有电动车在未来至少其中大部分都会和云相连,因为现在正在发生这种新的基础设施,正在发展的这类基础设施是“计算基础设施”,计算基础设施正在分两个部分:
一,你手上各种设备我拿这个设备,这是分布式智能,它是有一些计算能力、存储能力。我可以做一些分析和处理。但是大部分大的处理工作、分析工作是在云端完成的。所以计算的世界正在分云计算、分布式智能这两部分。存储的费用也在下降,存储几乎是免费,而且有了大数据以后,PB级数据,你不可能把大量数据放在自己手机上这太难了。你也没有办法,就是只是拿一个表格就把这个数据发出去是不可能的。数据一大是要把计算能力交到数据这里,这是云端发生的情况。这样每一个交通工具都会和云端相连这是第一点。
二、传统复合里面,比如说空调也会和云端相连,通过一些智能应用联系起来,而智能调节器实际上是自动开关,但是和云端相连。会发生什么情况?允许你不仅仅可以遥控你的空调,并且获得相关数据,还可以把所有这些复合,把家庭和建筑复合联系起来,你可以改变相关数据,并且把它卖回给电网。
所以正如我所发生两件事情。电网核心,你有50%以上波动电力来源,电网设计并不是为了容纳这种情况。电网另外一端有各种各样设备可以遥控。这个问题是怎么把两者结合起来。你能否分配这个复合,能否一个趋势帮助另外一个趋势,如果做到这一点,你就有一个更有活力和更高效的系统。不知道现在是否找到解决方案,但是这就是我们信息技术和电网交汇的地方。这样的数字化重构,可能在未来就会发生。这一点在发达国家、发展中国家都在发生。所以这是一个非常大的即将发生的变化,数据、软件、电力系统,数据等等都会发生。从客户角度来看,大部分的时间回顾历史,他们不关心电他们关心服务,所以我觉得特别重要一点,展望未来,现在客户可以特别轻易和云端相连,他们现在已经和云端相连,还有什么其他的服务,你可以从电的角度为人们提供。
刚才谈到一个非常大的交通电动化,实际上大家要想,还有什么其他服务可以提供?你提供服务越多,创造的价值就越多。你就可以产生更多收入。
我还有20多张幻灯片没有给大家展示,但是我想讲,希望我谈到的,可以作为大的对话背景,谢谢各位。