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中国能源互联网的“iPhone4时刻”

2022-11-16
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一个少为人知的事实是,杭州是中国新能源汽车城市销量榜上的前三名。

但是,杭州的路况对于电动车主来说实在难言友好。西湖和西溪湿地横亘在闹市区,把大量的车流都挤到了有限几条的快速路上,再加上路网缺乏高架,运动盛会前后地铁工程集中动工,在杭州很容易遇到堵车的状况。

看似平平无奇的路况问题,对于杭州来说,是一个不小的“双碳”挑战。

其实,电动车用电的能效比高了,杭州也就可以尽快达成“双碳”里程碑。回归到最基本的问题,新能源车主要怎么开,才能在少耗电的情况下,尽可能增加续航里程?

在云栖大会,我意外地找到了这个问题的答案。

克服“能源不可能三角”

简单来说,阿里云是在车联网中用上了数据库的技术,从而帮助电动车优化路线、节约能耗。

具体到实现层面,阿里云把原来电动车企业用户需要面对的烟囱式的分立的软件应用,统一为一个灵动引擎(Lindorm EDGE),不管用户数据是什么类型的(包括时序、宽表等),反正扔进去就行了,相当于把原来复杂的数据库操作黑箱化、简单化了。

数据处理完毕之后,阿里云将其备份至上海市政府要求的EV Data平台(不同地市有不同要求),并流转到车企的不同业务部门,如三电等,用以分析电池状态、路程能量消耗,这样就可以规划出来最省电的行车路线。

并且,这套方案有评估电池残值的潜力,也就能够帮助实现公开、透明、快速评估电池残值并回收,延缓锂资源消耗。

当时我在展位上看到这个方案,噼里啪啦问了技术人员一堆问题,总算是弄懂了,最后得出一个结论:

不管数据库以前多复杂,多难搞,阿里云的方案就是“上云”。

“上云”意味着什么?就是不管需求多复杂化、技术化,反正打包化、简单化,让使用者快速上手,就像双十一剁手一样简单,一个淘宝,买什么、卖什么、怎么运,全部解决。

“上云”,是一个广泛适用于能源行业的解决思路。

不单单是电动车可以如此处理,管理远在西北的光伏/风机,也可如此。云栖大会的现场,出现了不少新能源发电站的运营管理商,他们基于阿里云的服务方案,方便地实现了远程精细化运维。

工商和家庭用户的分布式能源管理,更应“上云”。试想一下,有了云的加持,在手机app上,你就可以一键管理自家的电力,多出来的时候在用电高峰期卖回给电力公司,在用电低谷期存起来。

应该说,“上云”,有助于推动电价的市场化进程,将电力尽快转变成一种可以任意买卖的普通商品。

因为,当所有电力的终端用户掌握了趁手的工具,市场信息对于买卖双方都是透明的、可以及时传递的,并且他们可以快速转换自己的买/卖身份,那么,电力网络就会在市场参与者充分竞价的情况下繁荣起来,形成一个正反馈循环。

当电力网络的正反馈循环跑了起来,中国也就可以尽快走出令人头疼的“能源不可能三角”困境。

“能源不可能三角”,是指“清洁、经济、可靠”,三者很难兼得。

首先,要清洁,也就是大规模发展风、光等新能源,还要低成本用电,那一开始就要忍受风、光电的不可靠,要忍不了,那就“弃风、弃光”了。

其次,要可靠,要把那些发电时间不一定、发电多少也不一定的新能源并网,成本一下子就高了不少。

最后,要经济,还要可靠,可能一时半会就很难容忍主要用新能源发电。

很长时间以来,“能源不可能三角”之所以存在,一方面,当然有硬件产业链成本巨高不下的原因,另一方面,也有电力时空供需难以预测、难以撮合的痼疾。

但是,“上云”改变了这个局面,尤其是在中国新能源产业链完成巨幅降本、光伏度电成本贴近传统能源之后。

经过十几年的发展,中国的云服务产业历练出了十八般武艺,拥有了智能预测供需、撮合交易的能力。

当电力网络完成“上云”,新能源电力消纳,也就逐渐成为一个可以有序解决的问题。前文所述的电动车、光伏电站能源管理应用场景,只是“上云”的小试牛刀。真正的好戏,还在后面。

能源互联网的超级操作系统

2011年,美国学者杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin),出版了其最负盛名的一本书——《第三次工业革命》。在书中,他预测到,新能源技术和信息技术的深入结合,将产生一种新的能源体系——基于可再生能源的、分布式、开放共享的网络,即能源互联网(Energy Internet)。

在里夫金看来,能源互联网应具有以下四大特征:

一、以可再生能源为主要一次能源;

二、支持超大规模分布式发电系统与分布式储能系统接入;

三、基于互联网技术实现广域能源共享;

四、支持交通系统的电气化。

简单对比一下,你就会发现,中国能源行业在四项标准的进展上,都是超过全球其他市场的。

尤其在第三项——基于互联网技术实现广域能源共享上,由于政府此前坚持大力建设特高压输配电网络以实现“西电东输”,基于冠绝全球的基础设施优势,中国的互联网公司得以有机会,真正将互联网技术用以实现广域能源共享。

以阿里云与国网的合作为例。阿里云将国网下的十八个省市电网都“上云”了,并设置了西安、北京、上海三个中心节点(称为Region),这三个节点,分别把西部、北部、东部的省市电网接入,做好电力调度和数据灾备。

“上云”之后,西部、北部的新能源发电,在计算资源预测下,被精准调度至用电地区。

对于电力系统而言,“上云”不只是意味着电力供需匹配更灵活、精准了,也同时意味着电力系统有了更多的安全性和自主性。

数据灾备这类功能,本质上相当于一个保险箱,增加了安全性。

在自主性上,很多人可能不知道,我国的电力系统,在很长一段时间里是完全基于英特尔、西门子等西方科技公司的产品完成信息化的,即便到目前为止,这个比例依然是很高的。

在以前,没有云这个东西,你就是离不开英特尔的x86芯片,大型电力网络也不敢换国产芯片。

但是,电力网络“上云”之后,格局改变了。计算资源存在的形式更加灵活,对于使用者更加友好。

那么,在做好兼容适配的情况下,大型电力系统不用怕因为不会用国产芯片,而影响业务的正常进展。龙芯、飞腾等国产自主CPU,可以接入阿里云,成为计算资源的一部分,由此逐渐完成替代。

阿里云的服务器已经用上了自研的CPU

打个比方,“上云”,就好比是能源互联网的“操作系统”(想想iOS),其目的是使得电力系统操作起来非常顺滑,又安全自主。

就像苹果手机,不管是装的基于x86架构的英特尔芯片,还是基于arm架构的A系列芯片,iOS系统的顺滑体验是没有变过的,高度注重隐私安全这一点,也没变过。

那苹果手机最初是因为什么成功呢?我们回到iPhone4大卖的那个年代,总结一下,大概两点:

一、划时代的硬件设计,包括但不限于不同颜色的外壳、芯片、显示屏幕,等等。

二、革命性的iOS操作系统,重新定义了人机交互体验,互联网、摄像头、人的手指、人的声音,这些要素,没一个新的,都是老早就有的。但诺基亚拿着这些要素攒起来一个键盘打字的复古功能机,乔布斯拿出了iPhone4。

回到能源互联网,不难发现,“云”,就是那个“iOS”,“上云”,就是能源互联网真正革命的开始。

可能有人会觉得,能源互联网是一个稀奇的事情,离我们很远。但其实,能源互联网已经近的不能再近了。芯片、人工智能、电池、特高压输配网、BMS软件…这些业已存在的要素,经过“云”的颠覆性组合创新,早已成为能源互联网操作系统的一个个有机组成部分。

因此,豪不夸张地说,当下电力系统轰轰烈烈的“上云”运动,就是中国能源互联网的“iPhone4时刻”。

中国的能源互联网已经具备了许多其他国家难以企及的三要素:

发电端,数目庞大的光伏/风力机组,传输端,特高压输配电网络,用电端,庞大的开始规模外销的电动车产业。

以上三个要素,一些时候是孤立存在、难以缝合的,且对于任何想调度电力系统的人来说都存在巨大的操作门槛。

“上云”,使能源互联网的电力调度等使用体验变得十分便捷起来,使得不论是政府、公司还是个人用户操作起来,门槛都大为下降。并且,能源互联网也能在操作系统层面,对其中的重要组件进行替换,或者自行优化使用体验,形成源源不断的向前发展的动力。

“iPhone4时刻”何以降临中国

其实,早在2011年里夫金的“能源互联网”概念诞生之前,欧美各国已经开始了相关的探索。

欧盟早在2003年颁布法令,提出建立欧洲统一电力市场,深化电力市场自由化改革,要求输配电业务从垂直一体化电力企业中剥离出来,并无歧视开放。

美国早在2008年由国家科学基金会牵头发起,希望将信息技术引入电力系统,在未来配电网层面实现能源互联网理念。

而里夫金的“能源互联网”,其实志在全球,而非一国一地,可以说野心很大了。

但十分不凑巧的是,无论是欧盟还是美国,对于里夫金的“能源互联网”战略设想,都没有积极的回应。过于分散的电网系统,和庞大的石油/天然气利益集团,成为欧美能源互联网之上挥之不去的阴影。

令人没有想到的是,《第三次工业革命》一出版,立刻引来当时中国新一届政府的高度重视。在华盛顿特区不受美国政客待见的里夫金,转眼成为中国政府眼中不可多得的智囊。

2014年,中国政府提出了能源生产与消费革命的长期战略,并试图以电力系统为核心,主导全球能源互联网的布局。

2016年,中国的国家电网,独家发起成立了全球能源互联网发展合作组织。这是中国在能源领域发起成立的首个国际组织,也是全球能源互联网的首个合作协调组织。随后,中国政府制定了详细的“能源互联网”国家标准。

里夫金大概没有想到,他的理念最忠实的拥趸和执行者,是来自太平洋西岸的友邦。

可以想象,在不远的将来,“能源互联网”注定将不只是中国的专利。“一带一路”上广阔的中西亚国家,遍布着丰富的风/光资源。中国业已成熟的“能源互联网”输出到当地,将是文明的福音。


       原文标题 : 中国能源互联网的“iPhone4时刻”

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