云能源――云計算理念的延伸

　　云計算將使人類在信息文明的征途中長驅(qū)直入，持續(xù)進步的信息技術(shù)和這一技術(shù)所建立起的理念正在牽引著人類文明的走勢。就如同當年瓦特改進蒸汽機，人們開始廣泛應用蒸汽機在工廠、礦山、鐵路、輪船之后，由蒸汽機牽引著人類直駛工業(yè)時代。云計算對呈爆炸形態(tài)的信息數(shù)據(jù)實現(xiàn)“無處不在的運算，無處不在的儲存，無處不在的交互”，信息技術(shù)不僅更加高效地改變著我們的生活，也將改變我們能源工業(yè)的形態(tài)和理念。

　　信息技術(shù)走過的道路與能源工業(yè)頗為相似，從小型到大型，再從大型回歸小型、微型，形成螺旋式上升，只是每一次并非回歸原點，而是升華逾越。

　　云計算：“各盡所能，各取所需”

　　互聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展過程中，為提高效率，充分利用資源，確保信息安全，給予更多人參與的權(quán)利，并提供充足的信息擴展的冗余空間，而不斷采用了一些新的理念和新的技術(shù)，并形成一種去中心化潮流式的大趨勢，例如分布式處理（DistributedComputing）等。這些技術(shù)解決方案形成的趨勢是將信息的運算、儲存分散，既不是集中在大型中央計算機上，也不是只停留在用戶自己的計算機上。

　　在互聯(lián)網(wǎng)的信息服務(wù)中，為了保障網(wǎng)站的信息數(shù)據(jù)安全，最初計算機系統(tǒng)工程師將服務(wù)器中安置多塊存儲硬盤，將數(shù)據(jù)分散儲存在每一塊硬盤上，任何一塊硬盤損壞了都可以依靠其他硬盤中的數(shù)據(jù)將其恢復。后來工程師用類似的技術(shù)將數(shù)據(jù)進一步存放在不同的服務(wù)器中，任何一臺計算機出現(xiàn)故障，網(wǎng)站仍然可以繼續(xù)安全運行。最后他們干脆將采用這類技術(shù)的服務(wù)器安放在不同地區(qū)的服務(wù)器機房內(nèi)，不僅可以確保信息安全，而且可以大大提高訪問速度，使系統(tǒng)資源得到充分利用。如果將每一個終端用戶信息的儲存、運算放在整個網(wǎng)絡(luò)之中，信息儲存將更加安全，計算速度將更加快捷，系統(tǒng)的冗余空間將更加充足。未來人類在建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)中會在一切需要的地方設(shè)置具有探測、儲存、運算和交互能力的電子芯片及系統(tǒng)，而有這些無處不在的芯片參與儲存和計算，這種計算存儲的模式就會呈現(xiàn)一種云一樣的形態(tài)，或者說如入云煙的形態(tài)。云計算（CloudComputing）的理念也就由此應運而生。

　　云計算的應用包含這樣的一種理念，把彼此的力量聯(lián)合起來，供其中的每一個成員使用。讓全世界的計算機或具有儲存和運行能力的電子設(shè)施，通過各種形態(tài)的網(wǎng)絡(luò)連接起來，再服務(wù)于每一個需要者。云計算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個計算資源池向用戶按需服務(wù)。從最根本的意義而言，云計算就是充分利用互聯(lián)網(wǎng)上的軟件、硬件和數(shù)據(jù)的能力，服務(wù)于需求者。這或許更像是一種“信息共產(chǎn)主義”理念，從信息層面達到馬克思夢想的“各盡所能，各取所需”的境界，調(diào)動所有的積極因素，滿足每一個個體的個性化需求。去中心化、去金字塔化的信息、工業(yè)、經(jīng)濟、社會形態(tài)正在成為不可阻擋的趨勢。

　　能源獨立：互聯(lián)網(wǎng)革命的翻版

　　世界各種新技術(shù)不斷進步，新產(chǎn)品層出不窮，特別是各種新能源技術(shù)的突飛猛進，資源更豐富和分布更廣泛的頁巖氣、煤層氣、生物質(zhì)沼氣等非常規(guī)天然氣資源等的利用，以及多能互補和能源系統(tǒng)智能技術(shù)融合，正在為人類展現(xiàn)了一個可廣泛參與的、可持續(xù)發(fā)展的新興能源系統(tǒng)新藍圖。我們看到，不僅世界可以是平的，支撐這個世界的能源系統(tǒng)也可以是扁平的。

　　從“信息獨立”到“云計算”的過程中，我們似乎感受到“能源獨立”的新寓意?！澳茉椽毩ⅰ被蛟S不僅僅在一個國家，按照目前的技術(shù)，一座城市、一個小區(qū)域、一個工廠、一個村鎮(zhèn)、一座辦公大樓或一個公共建筑群，甚至一個家庭

　　為什么不能實現(xiàn)能源的獨立？而我們說的能源獨立不是“村村點火，戶戶冒煙”的小農(nóng)經(jīng)濟式的自給自足，而是一種新境界的“互聯(lián)網(wǎng)”式的參與和相互連接，是一種用戶與能源供應者之間真正平等而相互滲透的、取長補短的和相互參與的新模式，是互聯(lián)網(wǎng)革命在能源領(lǐng)域的翻版。

　　遠大公司參與了印度最大房地產(chǎn)商DLF公司一座新城建設(shè)的能源系統(tǒng)供貨和設(shè)備安裝服務(wù)，為一些分布式能源站的燃氣輪機和燃氣內(nèi)燃機機組提供余熱吸收式制冷機組，利用發(fā)電機組廢熱向建筑供冷和提供生活熱水。該新城安裝了53臺容量為2MW的燃氣發(fā)電機組，組成了數(shù)個分布式冷熱電能源站，余熱制冷量為51.3MW，其模塊化、陣列化的構(gòu)筑特色完全像是一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中心。DLF公司還建設(shè)了連接全城所有建筑的智能化電網(wǎng)、冷網(wǎng)和生活熱水管道系統(tǒng)。整個區(qū)域的電力和制冷全部由這些機組承擔，與外部電網(wǎng)完全分離，二次能源實現(xiàn)了能源獨立，綜合能源利用效率高達84%，每年減排二氧化碳78萬噸，投資僅在一兩年就能全部回收，真正實現(xiàn)了高效、節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保和低碳的可持續(xù)發(fā)展目標。印度將自己的弱勢轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢，在分布式能源技術(shù)和智能多維能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的支持下實現(xiàn)了跨越式的突飛猛進。

　　同樣的技術(shù)在中國也非常適用，研究機構(gòu)對一些區(qū)域全部采用分布式能源系統(tǒng)，全部滿足用戶對電、熱、冷和生活熱水的需求進行了經(jīng)濟技術(shù)評價，研究結(jié)果證明這一技術(shù)非?？尚校馜LF公司一樣高效、節(jié)能、經(jīng)濟、環(huán)保和低碳。整個項目投資基本可以靠節(jié)省下的供電公司、熱力公司收取的增容費和制冷機組的投資來解決，供電可靠性比電網(wǎng)更高，運營更經(jīng)濟。北京燃氣集團大樓靠天然氣獨立供電多年，安全經(jīng)濟。在中石油的油田利用石油伴生氣自發(fā)自用解決油田供電的模式早已非常成熟，非?？煽?。

　　美國能源部認為天然氣分布式能源系統(tǒng)調(diào)節(jié)靈活，可以融入更多的不確定的分布式可再生能源，例如屋頂晶硅太陽能電池，玻璃幕墻太陽能薄膜電池，低溫廢熱發(fā)電、微風發(fā)電和地源、水源或污水源熱泵等系統(tǒng)，未來還可以融入各種充電式電動汽車系統(tǒng)。所以其決定到2020年，將在2010年9200萬千瓦裝機規(guī)模的基礎(chǔ)上，再增加9500萬千瓦，占整個發(fā)電裝機容量從14%增加到29%，而未來將不再建設(shè)大型發(fā)電設(shè)施。

　　但遺憾的是，我們中國卻一邊說要代表先進生產(chǎn)力，對世界承諾要節(jié)能減排，并給各地和企業(yè)下達難以完成的節(jié)能減排目標；一邊卻又無力讓這樣一種科學、清潔、高效、環(huán)保的能源設(shè)施得到合法普及。

　　云能源：下一個趨勢

　　中國工程院倪維斗院士在質(zhì)疑:陽光普照大地，我們?yōu)槭裁捶且獜那Ю镏獾闹形鞑康貐^(qū)去集中利用可再生能源，再遙遙數(shù)千公里輸送回東部？這算不算是“折騰”？現(xiàn)在一些微風發(fā)電設(shè)備的研發(fā)企業(yè)制造出2米風速可以啟動、2.5米可以切入、6米可以滿發(fā)的10~50千瓦微風發(fā)電機組，一年中70%~80%時間可以供電，設(shè)備利用小時大幅度提高，對于電網(wǎng)的影響明顯降低，而這樣的風無處不在。

　　中國科學院電工所所長最近提出“云電力”是受到云計算形態(tài)的啟發(fā)判定未來電力發(fā)展形態(tài)。對于能源可能實現(xiàn)“云”態(tài)模式的還不僅僅是電力，天然氣網(wǎng)、熱網(wǎng)、冷網(wǎng)等未來都可能呈現(xiàn)云狀態(tài)。

　　最近，在非常規(guī)天然氣研究中發(fā)現(xiàn)頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣、生物質(zhì)沼氣，以及深層天然氣等資源遍布在各地，由于不是大規(guī)模集中的礦藏資源，更加適合分布式的開發(fā)和就地化的利用。這些項目的氣量也許不能滿足一個超大型城市，但至少可以滿足一些中小城鎮(zhèn)的能源供應。如果我們將這些氣態(tài)能源分別處理成為統(tǒng)一標準，建立一個廣泛連接的智能管網(wǎng)系統(tǒng)，我們就可能建立天然氣的云系統(tǒng)，將多元的資源和多元的用戶融合于一個統(tǒng)一的系統(tǒng)之中。

　　目前一些低溫廢熱利用技術(shù)得到快速發(fā)展，他們可以利用不到90度的廢熱制冷，用110度的廢熱發(fā)電，回收30度的熱水發(fā)展地板輻射供暖。每一個工廠中這樣的廢熱隨處可見，如果都能回收利用，我們就可以回收大量能源。還有，太陽能薄膜技術(shù)發(fā)展迅速，這一技術(shù)正在和建材工業(yè)整合，人們用各種薄膜電池制造透光的玻璃，用這樣的會發(fā)電的玻璃替換建筑的玻璃幕墻或窗戶，甚至用它建設(shè)太陽能玻璃大棚種植蔬菜，將建筑變?yōu)殡娬尽Ｎ磥?，電力的生產(chǎn)或各種能源供應將呈現(xiàn)無處不在的形態(tài)，而且熱力也可能成為這一形態(tài)。在一個熱力管網(wǎng)系統(tǒng)中統(tǒng)一配置資源，實現(xiàn)分級分層的梯級供熱，大大提高系統(tǒng)效率和能源利用效率。冷源、冷網(wǎng)同樣如此。

　　如何將這些無處不在的能源收集整合利用？現(xiàn)在全世界正在建設(shè)的智能電網(wǎng)和進一步延伸的智慧能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，就是要解決這一難題。智能電網(wǎng)、智能燃氣網(wǎng)、智能熱網(wǎng)、智能冷網(wǎng)、智能供水、智能排水系統(tǒng)與我們各種分布式的能源系統(tǒng)融合成為一個智慧能源網(wǎng)絡(luò)體系，再與信息物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)融合，據(jù)此實現(xiàn)以最低的環(huán)境資源代價，最優(yōu)的投資運營效益，最安全的多元化供能方式，最智慧的個性化服務(wù)體系解決人類能源的可持續(xù)發(fā)展問題。分布式能源實現(xiàn)一個個系統(tǒng)的相對“能源獨立”，而各種能源網(wǎng)絡(luò)又將獨立的供能設(shè)施連接在一起，實現(xiàn)能源的相互支援、相互平衡、相互保障和相互彌合。這種能源生產(chǎn)形態(tài)與云技術(shù)的理念和形態(tài)極其相似，而云計算的技術(shù)也將會融入這一智慧能源體系。云計算不僅可以整合各個能源系統(tǒng)，還可以將用能及控制整合在同一系統(tǒng)之中，實現(xiàn)全系統(tǒng)的優(yōu)化控制平衡，將節(jié)能更上一個臺階。

　　這是人類文明的一個趨勢，人類之所以成為萬物主宰，就是因為我們駕馭了火，駕馭了能源技術(shù)。人類文明的每一次進步都是能源技術(shù)突破的成果，可以說能源技術(shù)進步是人類文明的根本動力。能源技術(shù)與信息技術(shù)融合的趨勢將勢不可擋，而信息技術(shù)改變能源形態(tài)將成為趨勢也將勢不可擋。

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