当能源被赋予智慧……

——论智慧能源在“智慧星球”战略中的位置

    编者按：互联网正让这个世界变得越来越小，“世界是平的”。不论是经济、社会还是技术层面，这个全球整合的世界已经发生了重大变化。当前的金融海啸、全球气候变化、能源危机以及安全问题，也迫使我们审视过去。众所周知，过去的100年中，石油已经成为经济发展不可或缺的能源动力。然而，随着石油资源的日趋枯竭，人类的生产和生活方式将受到巨大的影响。人类现在正站在一个面向未来全新发展的门槛上。智慧能源，作为“智慧星球”战略中的一个重要组成部分，或许将可以引导人类找到解决危机的办法。目前，以互联网平台作为基础结构的世界也正在向“智慧”的方向发展，可感应可度量的信息源无处不在，整个世界正变得更有“智慧”。我们确信，智慧能源，将彻底改变人类和世界的命运。
 
    18世纪中叶以来，世界已进行了三次工业革命。进入21世纪，以应对能源危机和全球气候变化为契机，人类可能迎来第四次工业革命——绿色工业革命。绿色工业革命的到来，意味着传统的西方工业化道路将被修正，人类的价值观将重新回归中国古老的“天人合一”理念，世界经济体系将重新走上生态经济之路，人类的文明形态将演化为生态文明。智慧能源，作为“智慧星球”战略中的一个重要概念，将彻底改变人类和世界的命运。

    奥巴马新能源政策

    奥巴马提出的美国新能源政策引发了市场对节能环保新能源的高度关注。诚如1993年克林顿提出的“信息高速公路”计划彻底改变了此后15年世界发展的面貌一样，奥巴马在2008年所提出的美国新能源政策或许将成为下一个影响我们此后15年世界发展的最重要政策之一。正如美国前副总统阿尔•戈尔所说，“就像互联网的推出引发了强大的信息经济问世一样，电力网络或智能电网的开发将促使动态、全新、可再生能源经济的诞生。

    奥巴马新能源政策主要包括以下几个方面：一是未来10年投资1500亿美元开发清洁能源；二是开启“总量控制和碳排放交易”计划，每年制定温室气体排放目标，在2020年前将温室气体排放降至1990年的水平，到2050年再减少80%；三是建立“全国低碳燃料标准”，开发和使用“清洁碳技术”，到2012年，确保10%的电力来自可再生资源，到2025年该比例达到25%；四是为购买清洁能源汽车者提供7000美元的减税，到2015年，使100万辆美国产混合燃料车上路。

    互联网＋物联网＝智慧星球

    2009年，IBM在全球范围内正式推出其全新战略理念——“智慧星球”。

    在“智慧星球”战略架构中，IBM立足于构建一个智慧的综合的地球信息系统，推出各种“智慧”解决方案，包括智慧能源系统、智慧金融和保险系统、智慧交通系统、智慧零售系统、智慧食品系统、智慧货运系统、智慧医疗保健系统、智慧气候系统、智慧石油和天然气领域、智慧水系统……等等，从而有效解决全球一体化背后的高昂“成本”。

    “智慧星球”战略的主要内容是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，即把感应器嵌入和装备到全球每个角落的电网、铁路、桥梁、隧道、公路等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，而后通过超级计算机和“云计算”将“物联网”整合起来，人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到全球“智慧”状态，最终形成“互联网＋物联网＝智慧星球”。

    假如地球有了智慧，人类将会怎样？

    经过若干年的努力，人类已通过光纤、卫星等在地球上建立了一个可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的“数字神经”系统——“数字地球”。 然而，按照“智慧星球”所提出的要求，我们现在还需要构建一个“数字大脑”。

    从本质上看，“智慧星球”就是解放生产力，解决资源短缺、效率低下的终极目标。目前，人类距离这个目标已经不远，而且具备了快速通向这一目标的物质基础。人类历史上第一次出现了几乎任何东西都可以实现数字量化和互联的现实，并且在此基础上我们能够做出更加智慧的判断和处理。

    “智慧星球”将由智能化的各个行业、各个社会层面、各个组织机构甚至个人组成。基于飞速发展的信息、网络和计算技术，世界的基础结构正在向“智慧”方向发展。“智慧星球”主要包括三个基本要素：更透彻的感应和度量、更全面的互联互通、更深入的智能洞察。

    首先，各种创新的感应科技开始被嵌入各种物体和设施中，从而令物质世界被极大程度的数据化。到2010年，全球生产的射频标识 (RFID) 数量可望达到300亿个，产品、护照、建筑物甚至动物身上都将带有射频标识。届时全球每人将平均占有10亿个晶体管，每个成本约耗资十万分之一美分，而各种各样的感应科技也开始被嵌入在像汽车、家电等设备，以及公路、水利电力等设施当中。这些晶体管和感应器帮助我们更好地了解世界的运转，让我们能真切地看到究竟发生了什么，并能够准确量化所产生的变化。

    第二，随着网络的高度发达，人、数据和各种事物都将以不同方式联入网络。到2011年互联网用户将达到20亿人，并且以史无前例的方式与各种设备物件链结起来。

    第三，先进的技术和超级计算机则可以对海量数据进行整理、加工和分析，将生硬的数据转化成实实在在的洞察，并帮助人们做出正确的行动决策。2009年，IBM的走鹃超级计算机（Road runner）突破了每秒一千万亿次的运算速度屏障。

    以上这些技术和应用可以运用在很多的产品领域。而通过这些应用，将让人们变得更了解市场、更有洞察力、更有智慧。

    过去10多年来，互联网、宽带使得这个世界紧密相连，模拟技术向数字技术的转型业已完成，世界的数字基础架构和物理基础设施开始相互融合。于是，“智慧星球”的模型已经清楚地呈现在我们的面前：一方面是机场、公路、建筑物、发电厂、油井；另一方面是数据中心、个人电脑、移动电话、路由器、宽带等，这些实体基础设施和信息基础设施正在整合为一个统一的智慧全球基础设施——包含60亿人、成千上万个应用、1万亿个设备及其之间每天的100万亿次交互。

    “智慧星球”战略将对人类行为产生深远的影响。

    未来社会，智慧的力量将无处不在：互联网络让你能够管理在空间和时间上相隔很远的人际关系；汽车会向你展示如何实现加速度，也有相应的行为会告诉你如何缩短“汽油里程”；医疗数据开始向患者提供实际信息、关联营养、锻炼和习惯（如吸烟和饮酒）建议，以控制特定健康问题；在金融服务方面，个人正在获得更多的洞察力，以了解其行为和外部事件如何影响其净资产；你将会了解到摆在餐桌上的食物来自哪块土地、运输过程中经过了哪些环节；厨房里的自来水也可以放心饮用，因为你知道水的整个输送过程都在被严密监测着……

    智慧能源

    智慧能源作为一个概念，只是IBM在2008年底提出的建设“智慧星球”战略中的一个重要组成部分。

    目前，人类面临的最大挑战是能源资源的日益短缺，而能源资源短缺的直接原因除了过渡消费，便是巨大的浪费。以美国为例。比如，在洛杉矶市一个小商业区内，一年中轿车寻找停车位的车程加起来，相当于38次环球旅行的路程，同时消耗47,000加仑汽油，排放730吨二氧化碳；美国电网效率低下所造成的电能损失高达总电能的67%……。

    而在中国，这种浪费更为惊人。我国每千瓦时平均供电煤耗比发达国家约高出50克标准煤，火电厂耗水率每千瓦时比国际先进水平高出40%多，主要电力企业的劳动生产率不到世界先进水平的1/3；中国每年因电能利用效率低下共造成电力浪费约两千亿千瓦时，一年因电能利用效率低下造成的浪费相当于2.3个三峡电站的发电量。中国水资源浪费已经超过美国，工业万元产值的平均耗水量为225立方米，是发达国家的5到10倍。

    据世界一家权威能源机构的统计数字显示，每万美元GDP消耗能源吨油当量，美国为2.33，德国为1.46，日本为1.31，中国则高达7.24。

    毫无疑问，能源的短缺和无节制浪费已经迫使人类不得不面对残酷的现实：在屈指可数的日子里，我们的后代将因为地球资源的日益匮乏而陷入生存与发展的窘境。而“智慧能源”理念或许可以帮助人类找到一条可持续发展的路子。

    所谓“智慧能源”就是要建立一个信息化的新型能源系统，将能源资源的生产、储存、运输、转换（发电）、输电、配电、供电、用电，以及各种用电、用能设备信息化、联网化和智能化整合，解决各种能源资源之间的优化平衡、各种电源转换之间的优化平衡、各种能源需求之间的优化平衡，从而提高能源资源的利用效率、能源设备的使用效能、能源投资的经济效益，以及节能减排的实际效果，从而提高能源系统对社会经济发展的总体效益。

    从另一个角度来说，“智慧能源”并非单指一种技术，而是一种新能源的理念，一种能提升我们能源智慧水平、牵引经济发展龙头，增加就业，创造幸福生活的新能源模式。智慧能源还有可能合并传统能源和新能源——风能、插电式混合动力车、太阳能等——以提供对一个社区、一个国家乃至全世界的涉及所有能源形式的端到端洞察力。

    智能电网战略

    智能电网(smart grid)是“智慧能源”家园中一个重要组成部分。对于智能电网的特性，埃森哲公司定义的关键词是清洁、坚强、自愈、优化、交互和经济。智能电网最具革命性的理念是将互联网的精神贯彻到了电力行业，用技术的智能化实现电力行业的市场化，从而极大的缓解电力紧张和电力中断问题。

    智能电网的本质就是能源替代和兼容利用，它需要在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，整合系统中的数据，优化电网的运行和管理。它主要是通过终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，从而实现数据读取的实时（real-time）、高速（high-speed）、双向（two-way）的效果，整体性地提高电网的综合效率。

    智能电网包括了输配电网络、先进电子电表、各式储能设施、信息分析管控软件及电路安全保护机制等。

    智能电网的主要功效包括：1）智能电网能够实现双向互动的智能传输数据，实行动态的浮动电价制度。2）它可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理。3）智能电网能够将新型可替代能源接入电网，比如太阳能、风能、地热能等，实现分布式能源管理。4）智能电表也可以作为互联网路由器，推动电力部门以其终端用户为基础，进行通信、运行宽带业务或传播电视信号。
　
    智能电网技术革新打开了电信、电网、电视网等整合的通道，为全球电力、电信产业、通信产业、电视媒体等改革提供了独特机遇。从个人的角度来看，智能电网是一个重要的新发展，这是由于对许多住户和商业机构来说，用电费用在数量上仅次于住房低押金或租金。另外，智能电网也将使能源供应商受益，它将改善客户服务和价格水平，以及改善他们所提供的产品的质量和可靠性。从更为广泛的意义上来讲，这种网络也可以在许多地区减少对增建发电厂的需求。

    先进的智能电网将通过一个应用更广的自动化系统提供更多技术服务，在操作、环保和财务等方面给消费者更多便利。

    借助智能电网，电力公司可轻松了解用户用电情况，还能以远程的方式监视和控制各种智能设施。用户也能了解电网供应，还可以通过智能电表得到节能建议，也不再担心停电，因为智能电网有自动恢复的本事。

    智能电网技术还将能源使用的决定权交给消费者，由他们决定何时、何地以及如何使用。可以预计的好处包括节省电费、智能管理、更强的可靠性和使用效率、增加可再生能源的使用、支持混合动力车的接入，以及使家庭设备的智能化。智能电网使消费者也能参与对电力消耗的掌控，每个家庭将因此减少25%的电费。据悉，“智能电网”项目已帮助消费者将电费降低了 10%，将高峰需求量降低了 15%。研究人员称，美国国家电网的使用效率每提高5%，就相当于减少5300万辆汽车的燃料消耗和碳排放。从这个角度来说，“智慧能源”本身就是一种绿色能源。

    智能电网系统更像一个因特网，而不再仅仅是传统的电网。它可以链接到数千个发电厂 ——包括环保发电厂，例如风能或太阳能发电厂。通过发展以电网信息技术化为特征的智能电网，可以有效提高电力行业生产力，保障电力系统可靠性和供电质量，促进节能减排。同时，通过发展智能电网可以实现实时定价，提供多种供电方案和电价，更好地整合电力批发市场，为各国进一步深化电力市场化改革、推进电力市场建设提供有利的技术条件。

    目前，智能电网技术应用主要是在用电和配电领域。在用电系统，由于这部分投资主要是以家庭安装智能设备为主，数额不大，所以现在运用比较普遍。而配电系统智能化就是不用人工管理，完全交由智能控制系统负责，目前应用不多。

    智能电网的发展目前已逐渐引起各国关注。目前，美国得克萨斯州、丹麦、澳大利亚和意大利的公共事业公司正在建设新型数字式电网，以便对能源系统进行实时监测。无可置疑的是，智能电网这项新技术，将给全球电力、电信产业，信息产业及所有相关产业带来了巨大的商机。

    Boulder：理想照进现实

    美国科罗拉多州波尔得（Boulder）成为全美第一个智能电网城市。加州的一位议员也向州参议院提交了关于智能电网的立法案，并批准了因实施智能电网计划而遭废弃电力设备的补贴。此外，得克萨斯、佛罗里达、宾夕法尼亚和夏威夷等州也都对此项技术表示了关注。而在2008年4月，IBM和总部设在德克萨斯州休斯顿，电力厂商CenterPoint Energy全美第三大国内能源（制造）和输送公司的宣布将联合创建一个联盟，对电力供应网络进行数字化。在未来的几个月中，他们将一起邀请美国、欧洲和亚太地区公用事业公司与CenterPoint Energy共同开展一项旨在提供一个交流各种理念和最佳实践的论坛活动。

    所有这些动向意味着，智能电网，这个几年前还颇为遥远的梦想，转眼就让技术拽着衣角，照进了普通生活的现实。

    “智慧星球”概念的提出，给全人类构想了一个全新的空间：让社会更智慧地进步，让人类更智慧地生存，让地球更智慧地运转。从字面看上，“智慧星球”指的是拥有辨析判断、发明创造能力的地球。那么，“智慧星球”战略能否掀起如当年互联网革命一样的科技和经济浪潮来振兴全球呢？让我们拭目以待。我们同样可以期盼，“智慧星球”能够让世界更加美好。（《电源世界》编辑：唐建新）■