两场技术革命正在塑造21世纪的开端：互联网的发展，以及全球能源系统向零碳转型。2015年，七国集团承诺到2100年逐步淘汰化石燃料，为后一场革命注入了动力。随着物联网的兴起，这两场革命正在迅速汇合，并最终将催生“能源互联网”。
脱碳、去中心化和数字化正在改变能源行业。这三大全球趋势正在改变我们生产、输送和消费电力的方式。因此，由少数大型发电厂构成的传统能源格局正逐渐消失。我们正加速转向可再生能源，这要求采取全新的系统方案——“能源互联网”。风力涡轮机和太阳能系统等数以百万计的小型发电单元正接入能源系统。必须对它们进行组织和管理，以实现最高效率。此外，一类新的“产消者”正在出现——他们既生产和消费电力，也买卖电力。
向能源互联网转型
在这个去中心化系统中，创新型联网技术将变得日益重要。以下是我们需要将旧电网改造为能源互联网的五个理由：
1. 全球清洁能源需求激增
根据联合国倡议“人人享有可持续能源”的一份报告，超过10亿人无法获得电力。这一问题尤其影响人口快速增长的撒哈拉以南非洲国家。让所有人都能用上电既是道德上的迫切要求，也是经济发展的必要条件，但这也带来了两难局面。如果世界其他地区也以发达国家的速度消耗能源，会发生什么？
毕竟，预计到2040年，全球人口将增加近20亿，联合国估计。人口增长主要将发生在发展中国家。如果这一新增人口所消耗的电力中，约有一半来自化石燃料，将对环境造成什么影响？世界气候目标无疑将面临风险，尤其是将全球变暖幅度限制在最高2摄氏度的目标。
交通运输领域已经出现了类似趋势。如今，与交通相关的排放量比1990年高出约60%，主要原因是发展中国家的车辆数量大幅增加。仅在中国，过去十年间车辆数量就增加到原来的四倍多，达到约2亿辆。
全球电力需求也在持续增长。专家预计，到2040年，全球发电量将增长80%。这不仅是因为发展中国家存在尚未满足的需求。计算机、手机和其他设备在工业化国家的普及，也在推动电力需求增长。
显然，解决这一两难局面的办法，是尽可能以气候中和的方式利用可再生能源发电。但这一重大转型带来了巨大的技术挑战，需要我们以全新的方式管理能源系统。“能源互联网”或许是一个可行的解决方案。
2. 集中式电网已不再适用
随着能源系统日益复杂，旧有的集中式电网越来越难以应对。随着越来越多的太阳能电池板等去中心化单元接入系统，这一问题只会进一步加剧。
例如，德国电网被视为工业化国家的典范，供电可用率接近100%。然而，向可再生能源转型已经对其产生了显著影响。近年来，电网运营商为稳定电网而不得不介入的次数大幅增加。
输电系统运营商TenneT在对2017年的初步回顾中表示，当年其不得不花费近10亿欧元进行紧急干预，以稳定其电网。这类干预的成本最终会通过所谓的电网费用转嫁给消费者。
3. 更智能的能源互联网电网可确保更可靠的供电
要应对日益复杂的能源系统，我们需要让电网变得更智能。借助数字技术，未来的智能电网将把各个生产者和消费者连接起来，形成能源互联网，确保可靠、稳定的电力供应。
能源供应日益分散，这意味着过去固定不变的体系和边界正在瓦解，例如公用事业公司与消费者之间的界限。取而代之的是生产者与消费者构成的新网络，以及全新的能源买卖商业模式。这些变化催生了许多关于行业、技术、价值链和商业流程融合的构想。
数字化也能提升可再生能源的竞争力。例如，在德国，近期首批大型海上风电场项目通过招标获得合同，其全部资金将由电力市场价格提供，不需要任何公共资金。这只有通过数字化提升效率才得以实现。
数字化提升效率。效率增强竞争力。具有竞争力的可再生能源有助于应对气候变化。
4. 能源互联网有助于应对海量数据
日益复杂、去中心化的能源格局正在产生海量数据。联网设备的数量可以作为衡量指标。2003年，全球人口为63亿，连接互联网的设备有5亿台。根据美国思科公司的预测，这一数字预计将到2020年增至500亿台。
数据总量也在以同样的速度增长。市场研究公司IDC近期发布的一项研究预计，全球数据量将从目前的16泽字节增至2025年的163泽字节——增长十倍。如何利用这些数据改进系统，是行业面临的重大挑战之一。
5. 人工智能和量子计算正在改变能源行业
我们无法借助传统技术有效利用这些海量数据。因此，行业必须转向几年前还只存在于科幻小说中的技术，例如人工智能。事实上，人工智能已经开始改变能源行业，例如西门子已将其用于管理和维护燃气涡轮机。
以机器算法形式应用的人工智能，帮助延长了这些燃气涡轮机的检修间隔。算法能够自动分析运行数据、环境条件和部件特性，表现优于人类专家。
量子计算是另一项突破性技术，能源行业已经在深入探索。这类计算机依赖于基于量子理论特性的运行原理。量子计算机直接利用亚原子粒子，并运用其量子特性进行数据存储和处理。这个由最微小粒子构成的世界，将帮助我们解决周围宏大世界中的问题。
随着我们转向更清洁的能源、全球人口不断增长、电力需求激增，我们将需要能源互联网等新技术。
人人共享的能源互联网
互联网的发展历程表明，网络中的每一位新参与者都会增加整个系统的可能性和机遇。能源系统也是如此。当简单的电网发展为全面的能源网络时，其价值便会提升。
在这样的网络中，一个来源的剩余电力可以成为另一个行业生产其他形式能源的基础。电力可以转化为热能或用于提取热能，可以作为提供出行服务的基础，也可以用于生产氢气或甲烷，从而带来全新而灵活的能源来源。
在这一转型过程中，联网技术将获得新的意义。电网将不再只是输送和分配电力，而会发展成为一个改变世界的新型网络：“能源互联网”。
