如何怎么打造建设能源互联网关键技术有哪些瓶颈和障碍

　　能源互联网的关键技术瓶颈

　　尽管能源互联网的构想给了我们一个美好的愿景，但要真正实现能源的互联互通，尚需解决众多的技术难题。 本文+内-容-来-自；中^国_碳+排.放_交^易=网 t a n pa ifa ng .c om

　　（一）高效、低能耗能源采集和转换设备亟待突破

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　　分布式可再生能源系统使得能源采集和生产小型化，并更贴近需求，其实现依赖于低能耗、高转换效率的可再生能源的采集和转换设备。现有设备和技术远不能满足要求。

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　　一是太阳能的采集、转换为电能的效率仍较低。目前，在实验室研发的硅基太阳能电池中，单晶硅电池的最高转换效率为29%，即便采用太阳能电池堆叠技术，也仅实现41．1%的转换率。 本`文内.容.来.自：中`国`碳`排*放*交*易^网 t a npai fan g.com

　　二是小容量、低损耗的变压器、稳压器、逆变器等转换设备亟待开发。我国变压器的总损耗占发电量的10%左右，每年有近千亿度电浪费在升压降压转换中。在能源互联网时代，分布式能源系统的普及，尤其是安装在建筑物上的太阳能电池板输出电力均为低电压直流电，需要巨量小容量的转换设备支撑。现有技术条件的大量换转设备将消耗海量能源，这将完全蚕食掉分布式能源系统中微小能源采集单元生产的电力。

　　（二）能源互联传输所需的超导材料和技术突破尚没有时间表

　　发展新型输电材料——常温超导材料是能源互联网实现的关键。能源互联网的一个关键设想，就是充分利用太阳能和风能等可再生能源，使每栋建筑都成为一个微型发电厂，除供本建筑使用外，还可对主干网输出多余的电力。这个大胆的设想，需要有新的电力传输材料和技术加以支撑。采用常规材料和低电压传输方式，能源互联网中各个分散在生活或生产单元的发电单元的微小余电将在传输线路上损耗殆尽，根本无法上传到主干网，无法实现能源的回收，能源的互联便无从谈起。所以，要实现电力在低压传输过程中有效输送和回收，充分利用各分布式小功率能源采集和生产单元的余电并网，必须使用常温超导体。

　　但在可预见的未来几十年内，常温超导材料（工作温区在355K，即80℃左右）很难取得实质性突破。高温超导体需要消耗巨大能源将其工作温度维持在低温状态，利用高温超导体实现能源的互联不具现实意义。 禸嫆@唻洎：狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

　　（三）能源互联互通仍存在技术障碍 内-容-来-自；中_国_碳_0排放￥交-易=网 t an pa i fa ng . c om

　　利用电力网加载高频信号实现信息通信，是当前研究热点之一。尽管小范围、小规模的传输数据已进入实际应用，如电力猫可以实现电力线传输数据，但局限于同一个电表内，大规模、广域网的大数据传输尚有待于技术突破。一是输送速度低，难以承载海量数据。能源互联网实现时，将产生千万亿甚至上万亿的能源采集生产单元和用能终端。对这些终端实时反馈控制，实现电力智能调度，将产生当前人类难以想像数量级的海量数据，即便下一代互联网恐怕也难以承受。尽管未来技术可能会实现更高的传输速度，但突破尚需时日。 内-容-来-自；中_国_碳_0排放￥交-易=网 t an pa i fa ng . c om

　　二是传输范围有限，无法实现全网传输。在常温超导未实现的情况下，为减少线损，电力传输必须通过变压器层层升压，再层层降压来完成。高频信号无法通过变压器传输，信息只能在同一个变压器的电力子网内传输。在可以预见的未来几十年内，这将是信息在全网传输不可逾越的鸿沟。 内-容-来-自；中_国_碳_0排放￥交-易=网 t an pa i fa ng . c om

　　（四）新型能源存储材料发展面临瓶颈 夲呅內傛莱源亍：ф啯碳*排*放^鲛*易-網 τā ńｐāīｆāńɡ.ｃōｍ

　　如何对间歇式的可再生能源进行洁净存储和提取，保持能源供应系统的稳定性，是能源互联网面临的又一挑战。一是小型化、大功率、安全性好的电池研发和商用尚需时日。大功率锂电池尚未进入实用阶段，且安全性仍有待提高。钒电池虽具有功率大、容量大、效率高、寿命长等特点，但不适合作为分布式能源系统的小型化存储设备。钠硫电池虽具储量大、能量和功率密度大、充放电效率高、不受场地限制、维护方便等特点，但正、负极活性物质的强侵蚀性，对电池资料、电池构造及运转前提的要求苛刻，且存在安全、寿命、处置难等问题。 本`文-内.容.来.自：中`国^碳`排*放*交^易^网 ta np ai fan g.com

　　二是作为终极储能的“氢储能”，由于氢制备成本高、存储困难，仍属于亟待攻克的技术难题，“氢储能”之路仍很遥远。气态储氢能量密度低，安全性差；氢液化消耗能量巨大，是氢热值的30%，对储罐的绝热性能要求高，能源可再利用率低。金属氢化物、配位氢化物、纳米材料吸附等固态储氢技术仍处于实验室阶段，且可逆性差，能源提取难度大。