สมาร์ทกริดและการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สาม

1. การเปลี่ยนแปลงพลังงานเป็นแรงผลักดันขั้นพื้นฐานของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 3

การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งแรกที่เริ่มขึ้นในช่วงกลางศตวรรษที่ 18 เนื่องจากการประดิษฐ์และการใช้งานอย่างกว้างขวางของเครื่องยนต์ไอน้ำถ่านหินได้รับการแทนที่อย่างรวดเร็วฟืนซึ่งได้ให้ความสำคัญกับการจัดตั้งและการพัฒนาอุตสาหกรรมสมัยใหม่ สหราชอาณาจักรซึ่งเป็นผู้นำในการปฏิวัติครั้งนี้ได้ก่อตั้งอุตสาหกรรมถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดในโลกในช่วง 90 ปีที่ผ่านมาตั้งแต่ปี 1770 ถึงปีพ. ศ. 24060 โดยในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 การผลิตถ่านหินของอังกฤษมีสัดส่วนมากกว่าสองในสามของโลก ในเรื่องนี้เราจะเร่งพัฒนาอุตสาหกรรมสิ่งทอที่ทันสมัยเหล็กกล้าเครื่องจักรการขนส่งทางรถไฟและอุตสาหกรรมอื่น ๆ และเป็นผู้นำในการสร้างระบบอุตสาหกรรมสมัยใหม่ในโลก

การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สองซึ่งเริ่มขึ้นเมื่อกลางและปลายศตวรรษที่ 19 ได้ให้ความสำคัญกับการจัดตั้งและการพัฒนาอุตสาหกรรมสมัยใหม่อันเนื่องมาจากการประดิษฐ์และการประยุกต์ใช้ไฟฟ้าในวงกว้าง ไม่เพียง แต่ผลิตพลังงานไฟฟ้าเครื่องใช้ไฟฟ้าปิโตรเลียมสารเคมีรถยนต์ข้อมูลข่าวสารเป็นต้นภาคอุตสาหกรรมยังได้ให้ความสำคัญกับการยกระดับภาคอุตสาหกรรมเก่าเช่นสิ่งทอเหล็กเครื่องจักรและการขนส่งทางรถไฟ ในสหรัฐอเมริกาซึ่งเป็นผู้นำในการปฏิวัติครั้งนี้นับตั้งแต่ช่วงปี พ.ศ. 2453 ถึง พ.ศ. 2553 ความสามารถในการติดตั้งไฟฟ้า, ไฟฟ้า, และกริดไฟฟ้าที่ติดอันดับแรกในโลก สหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำในการสร้างระบบอุตสาหกรรมสมัยใหม่ในโลกด้วย ปัจจุบันพลังงานไฟฟ้ากลายเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญที่สุดแห่งหนึ่งของโลก จากมุมมองทั่วโลกการพัฒนาพลังงานและรูปแบบการใช้พลังงานกำลังเร่งตัวและกลายเป็นทิศทางเชิงกลยุทธ์ในการพัฒนาพลังงานของโลก ในช่วงปีพ. ศ. 2523 ถึงปี 2555 การใช้พลังงานทั่วโลกเพิ่มขึ้นประมาณ 200% ในขณะที่ปริมาณการใช้น้ำมันการใช้ก๊าซธรรมชาติและถ่านหินเพิ่มขึ้นเพียง 40%, 130% และ 110% ตามลำดับ สัดส่วนของพลังงานหลักทั่วโลกที่ใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก 30% เป็น 40% สัดส่วนของพลังงานไฟฟ้าในการใช้พลังงานจากอาคารเพิ่มขึ้นจาก 10% เป็นประมาณ 20%

สามารถเห็นได้จากการปฏิวัติอุตสาหกรรมสองครั้งคือการปฏิวัติพลังงานมีผลต่อการพัฒนาอุตสาหกรรม โดยไม่ต้องก้าวหน้าของเทคโนโลยีเครื่องยนต์ไอน้ำจะไม่มีอุตสาหกรรมที่ทันสมัยไม่มีการประยุกต์ใช้ไฟฟ้าที่กว้างขวางของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ไม่สามารถพูดคุยเกี่ยวกับ; การพัฒนามีผลกระทบทั่วโลกทั้งเพื่อส่งเสริมการเกิดขึ้นของภาคอุตสาหกรรมใหม่ แต่ยังเพื่อส่งเสริมการปรับรุ่นของภาคอุตสาหกรรมเก่า ในระยะสั้นการปฏิวัติพลังงานมีความสัมพันธ์ภายในที่แข็งแกร่งกับการปฏิวัติอุตสาหกรรมและเป็นแรงผลักดันขั้นพื้นฐานของการปฏิวัติอุตสาหกรรม

หลังจากเข้าสู่ศตวรรษใหม่วิกฤติด้านพลังงานและวิกฤติด้านสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากการพัฒนาและการใช้พลังงานฟอสซิลเป็นเรื่องใหญ่ อารยธรรมอุตสาหกรรมที่อาศัยพลังงานฟอสซิลกำลังค่อยๆกลายเป็นปัญหา รอบใหม่ของการปฏิรูปพลังงานกำลังเฟื่องฟูไปทั่วโลก การเปลี่ยนแปลงพลังงานครั้งนี้เป็นการปฏิวัติพลังงานที่โดดเด่นด้วยกระแสไฟฟ้าและโดดเด่นด้วยการพัฒนาและการใช้พลังงานใหม่ ๆ ระหว่างปีพ. ศ. 2543 ถึงปี พ.ศ. 2555 กำลังผลิตพลังงานลมและความสามารถในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นจาก 17.93 ล้านกิโลวัตต์และ 1.4 ล้านกิโลวัตต์เป็น 280 ล้านกิโลวัตต์และ 100 ล้านกิโลวัตต์ตามลำดับซึ่งเพิ่มขึ้น 15 เท่าและ 71 เท่าตามลำดับ เทคโนโลยีพลังงานใหม่เทคโนโลยีอัจฉริยะเทคโนโลยีสารสนเทศและเทคโนโลยีเครือข่ายได้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและมีการผนวกรวมเข้ากับเครือข่ายสมาร์ทกริดซึ่งกำลังดำเนินการและส่งเสริมการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 3 รอบใหม่ของการปฏิรูปพลังงานและรอบใหม่ของการปฏิวัติอุตสาหกรรมจะมาพร้อมอีกครั้ง นี่ไม่ใช่เรื่องบังเอิญในประวัติศาสตร์ แต่เนื่องจากการปฏิรูปพลังงานเป็นแรงขับเคลื่อนที่สำคัญในการปฏิวัติอุตสาหกรรมและการพัฒนาอุตสาหกรรม ใครสามารถยึดหลักพื้นฐานของการปฏิรูปพลังงานได้อย่างมั่นคง? ใครสามารถการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สามคว้าโอกาส

2. การพัฒนาสมาร์ทกริดคือวิธีเดียวที่จะส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานและการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่ 3

จากกระบวนการทางประวัติศาสตร์อารยธรรมอุตสาหกรรมบนพื้นฐานของการใช้พลังงานฟอสซิลแบบเดิมกลายเป็นสิ่งที่ไม่ยั่งยืน การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สามควรขึ้นอยู่กับการจัดหาพลังงานอย่างยั่งยืน การเปลี่ยนแปลงการพัฒนาและการใช้พลังงานโดยใช้ไฟฟ้าเป็นศูนย์กลางกลายเป็นทิศทางเชิงยุทธศาสตร์ในการพัฒนาพลังงานของโลก การเปลี่ยนแปลงพลังงานในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่การผลิตพลังงานที่สะอาดและประหยัดมากขึ้นการกำหนดค่าที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้นการผลิตพลังงานที่สะดวกและน่าเชื่อถือมากขึ้น การเปลี่ยนพลังงานฟอสซิลโดยการเปลี่ยนพลังงานทดแทนเป็นเพียงเรื่องของเวลาเท่านั้น

กำลังใช้กันอย่างแพร่หลายและต้องได้รับการยอมรับจากระบบไฟฟ้า ในปีพ. ศ. 2429 บริษัท เวสติ้งเฮาส์แห่งประเทศสหรัฐอเมริกาได้สร้างระบบส่งผ่าน AC แห่งแรกของโลก จากนั้นเป็นต้นไประบบสายส่งไฟฟ้าของโลกมีวัตถุประสงค์เพื่อให้ระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำถึงสูงขนาดของเครือข่ายขนาดเล็กถึงขนาดใหญ่อ่อนแอต่อขีดความสามารถในการกำหนดค่าที่แข็งแกร่งและเพิ่มขึ้นโดยอัตโนมัติ การพัฒนากฎหมายอย่างรวดเร็วสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน ประการแรกตารางหลักไฟฟ้าตาราง (จากปลายศตวรรษที่ 19 ถึงกลางศตวรรษที่ 20) เป็นหลักขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการควบคุมต้นหน่วยเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีลักษณะแรงดันต่ำและการเชื่อมต่อที่อ่อนแอและตารางอำนาจที่มีขนาดเล็กที่แยกตามเมือง หรือการจัดสรรพลังงานในท้องถิ่น . (จากกลางศตวรรษที่ 20 ถึงปลายศตวรรษที่ 20) ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการควบคุมที่ทันสมัยขนาดใหญ่หน่วยเทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าที่มีเสถียรภาพขนาดใหญ่เทคโนโลยีการส่งทางไกลโดยลักษณะแรงดันสูง และการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งด้วยการจัดสรรพลังงานแห่งชาติหรือระหว่างประเทศ ความสามารถในการใช้งานเครือข่ายซิงโครนัสขนาดใหญ่ (ตั้งแต่จุดเริ่มต้นของศตวรรษนี้) ขึ้นอยู่กับการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีพลังงานใหม่เทคโนโลยีการผลิตแบบกระจายเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ Ultra - ช่วงระยะเทคโนโลยีการส่งผ่านขนาดใหญ่พิเศษ, เทคโนโลยีเครือข่ายข้อมูลและเทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะ, ตารางพลังงานโลกเข้าสู่ขั้นตอนของการพัฒนาสมาร์ทกริด

กริดสมาร์ทในอนาคตคือ "Internet พลังงาน" ด้วยเครือข่ายที่แข็งแกร่งการเชื่อมต่อระหว่างเครือข่ายกว้างปัญญาและการมีปฏิสัมพันธ์แบบเปิด โครงสร้างกริดที่แข็งแกร่งหมายถึงสายไฟฟ้ามีความเป็นวิทยาศาสตร์ในการวางแผนมีความเหมาะสมในโครงสร้างปลอดภัยและเชื่อถือได้และมีความยืดหยุ่นในการใช้งาน เหมาะสำหรับการใช้พลังงานลมการใช้พลังงานจากพลังงานแสงอาทิตย์การกระจายพลังงานการแปลงพลังงานและพลังงานที่ยืดหยุ่นและความสามารถในการจัดสรรทรัพยากรที่มีประสิทธิภาพ การจัดอันดับแรงดันไฟฟ้าของกริดหลัก ได้แก่ UHV, UHV และแรงดันไฟฟ้าสูง การเชื่อมต่อโครงข่ายแบบกว้างหมายความว่าอินเทอร์เน็ตเป็นเครือข่ายข้ามภูมิภาคและข้ามอุตสาหกรรม เครือข่ายหลักของอินเตอร์คอนติเนนตัลเครือข่ายหลักของประเทศเครือข่ายสายส่งในภูมิภาคเครือข่ายการจัดจำหน่ายการพัฒนาแบบประสานร่วมกันของเครือข่ายขนาดเล็กการเชื่อมต่อที่ใกล้ชิดถือเป็นระบบการจัดสรรทรัพยากรที่ครอบคลุมอย่างกว้างขวาง เครือข่ายพลังงาน, อินเทอร์เน็ต, อินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆและการผสานรวมอื่น ๆ ถือเป็นแพลตฟอร์มบริการสาธารณะทางสังคมที่มีประสิทธิภาพ ความหลากหลายของการเชื่อมต่อได้นำเรื่องการจัดสรรทรัพยากรที่หลากหลายรวมถึงการจัดสรรทรัพยากรพลังงานและการจัดสรรทรัพยากรด้านการบริการสาธารณะอื่น ๆ อย่างกว้างขวาง ฉลาดมากหมายถึงการใช้เครือข่ายข้อมูลการวัดพื้นที่กว้างการตรวจจับความเร็วสูงการประมวลผลสมรรถนะสูงการควบคุมอัจฉริยะและเทคโนโลยีอื่น ๆ การเชื่อมโยงการผลิตไฟฟ้าการส่งกำลังสถานีไฟฟ้าการกระจายพลังงานการใช้พลังงานและการจัดส่งมีความชาญฉลาดและเป็นระบบอัตโนมัติ การตัดสินล่วงหน้าโดยอัตโนมัติการระบุความผิดพลาดและความเสี่ยงส่วนใหญ่รวมถึงการแก้ไขปัญหาด้วยตนเอง ปฏิสัมพันธ์แบบเปิดหมายถึงการทำงานของตลาดเครือข่ายของกริดระบบไฟฟ้าการสร้างระบบตลาดพลังงานแบบครบวงจรระบบการแข่งขันและมีระเบียบซึ่งมีบทบาทสำคัญในการจัดสรรแหล่งพลังงานช่วยอำนวยความสะดวกในการปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้ใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าประเภทต่างๆ อุปกรณ์และปฏิสัมพันธ์แบบสองทางกับโครงข่ายไฟฟ้า กระแสไหลทั้งสองทิศทางระหว่างผู้ใช้และซัพพลายเออร์

ตารางสมาร์ทเป็นแพลตฟอร์มพื้นฐานสำหรับการดำเนินการปฏิวัติอุตสาหกรรมที่สามและมีแรงผลักดันทั่วไปต่อการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สาม

ประการแรกคือการส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของวิธีการพัฒนาพลังงาน แหล่งพลังงานทดแทนของโลกมีความอุดมสมบูรณ์มาก สภาพลังงานโลกคาดการณ์ว่าแหล่งพลังงานลมภาคพื้นดินโลกมากกว่า 1 ล้านล้านกิโลวัตต์แหล่งพลังงานแสงอาทิตย์มากกว่า 100 ล้านล้านกิโลวัตต์และมีพลังงานลมจากมหาสมุทรพลังงานน้ำพลังงานชีวมวลกระแสน้ำทรัพยากรความร้อนใต้พิภพซึ่งสามารถแปลงเป็น พลังงานไฟฟ้าสำหรับการใช้ประโยชน์ . ด้วยเทคโนโลยีการสร้างพลังงานใหม่และเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่ระบบสมาร์ทกริดสามารถปรับเปลี่ยนให้เหมาะสมกับแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ต่อเนื่องและไม่เสถียรในปริมาณมาก สามารถสนับสนุนการพัฒนาพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่และส่งเสริมการพัฒนาพลังงานจากพลังงานฟอสซิลเพื่อทำความสะอาดพลังงาน . ในเวลาเดียวกันในตารางสมาร์ทหลายพันครัวเรือนสามารถพัฒนาและใช้พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์และโหมดการผลิตพลังงานจะเปลี่ยนจากการผลิตแบบรวมศูนย์ไปเป็นศูนย์กลางการผลิตและการกระจายการผลิต

ประการที่สองคือการส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงวิธีการจัดสรรพลังงาน หลังจากหลายร้อยปีของการพัฒนาฐานพลังงานของหลายประเทศในโลกอยู่ไกลออกไปจากศูนย์โหลด แหล่งพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่มีการกระจุกตัวอยู่ในความหนาวเย็นความร้อนและทะเลทรายพื้นที่ Gobi และพื้นที่อื่น ๆ ห่างจากศูนย์โหลด ระบบสมาร์ทกริดมีช่วงการจัดสรรพลังงานและความสามารถที่แข็งแกร่งขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการส่งผ่านแบบช่วงยาวและแบบพิเศษ เฉพาะผ่านกริดแบบสมาร์ทเท่านั้นที่จะสามารถพัฒนาฐานพลังงานเหล่านี้ได้ในปริมาณมากและพลังงานสามารถเพิ่มประสิทธิภาพจากความสมดุลของท้องถิ่นไปจนถึงการเพิ่มประสิทธิภาพและขอบเขตขนาดใหญ่ ประสานความสมดุลของการเปลี่ยนแปลง

ข้อที่สามคือการส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการใช้พลังงาน ผู้ใช้จำนวนมากขึ้นมีสถานะคู่ของซัพพลายเออร์และผู้บริโภคด้านพลังงานและความสัมพันธ์ในการใช้พลังงานมีความยืดหยุ่น หลังจากที่มีการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าอัจฉริยะอย่างกว้างขวางความต้องการของผู้ใช้สำหรับสมาร์ทไฟและบริการแบบโต้ตอบจะเพิ่มขึ้น การไหลของพลังงานของกริดระบบไฟฟ้าแบบดั้งเดิมสามารถส่งผ่านได้เพียงอย่างเดียวจากด้านอุปทานไปจนถึงด้านความต้องการและเป็นการยากที่จะปรับตัวให้เข้ากับความต้องการใหม่ ๆ เหล่านี้ เฉพาะสมาร์ทกริดบนพื้นฐานของเทคโนโลยีเครือข่ายข้อมูลและเทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงการใช้พลังงานใหม่และส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงการใช้พลังงานจากการรับสัญญาณแบบทางเดียวและการใช้พลังงานแบบโหมดเดียวเพื่อการใช้พลังงานอัจฉริยะเชิงโต้ตอบและยืดหยุ่น

ข้อที่สี่คือการส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงในด้านการผลิตและวิถีการดำเนินชีวิต ขอบเขตและขอบเขตของผลกระทบของตารางสมาร์ทในอนาคตของสังคมจะเกินจินตนาการของเรา การพัฒนาและการใช้พลังงานสะอาดที่มีอยู่บนสมาร์ทกริดจะช่วยส่งเสริมการผลิตคาร์บอนไดออกไซด์และการใช้ชีวิต การบูรณาการอย่างลึกซึ้งของตารางสมาร์ทกับอินเทอร์เน็ตของสิ่งและอินเทอร์เน็ตจะเป็นแพลตฟอร์มสาธารณะสังคมที่มีค่าไม่แน่นอนจัดหาพลังงานการสื่อสารข้อมูลเศรษฐกิจที่บ้านโลจิสติกการขนส่งอีคอมเมิร์ซและด้านอื่น ๆ ของการบริการสามารถขึ้นอยู่กับแพลตฟอร์มนี้ เพื่อให้เกิดการบูรณาการบริการสาธารณะ ตารางสมาร์ทจะสนับสนุนสมาร์ทบ้านอาคารอัจฉริยะชุมชนอัจฉริยะการก่อสร้างเมืองสมาร์ทและส่งเสริมภูมิปัญญาการผลิตและชีวิต

ประการที่ห้าคือการส่งเสริมการพัฒนาอุตสาหกรรมยุทธศาสตร์ที่เกิดขึ้นใหม่ เมื่อเทียบกับระบบเชื่อมต่อแบบดั้งเดิมแล้วคุณลักษณะด้านเทคโนโลยีขั้นสูงของสมาร์ทจะมีความโดดเด่นมากขึ้นและมีผลต่อการขับเคลื่อนพลังงานใหม่วัสดุใหม่อุปกรณ์อัจฉริยะยานพาหนะไฟฟ้าและอุตสาหกรรมข้อมูลยุคใหม่ ประเทศที่พัฒนาแล้วในยุโรปและสหรัฐอเมริกาได้รวมการพัฒนาสมาร์ทกริดไว้ในยุทธศาสตร์ระดับชาติ สหภาพยุโรปจะพัฒนาสมาร์ทกริดเป็นแกนสำคัญของเศรษฐกิจเกิดใหม่ คาดว่าขนาดของการลงทุนก่อสร้างใน 20 ปีข้างหน้าจะถึง 500 พันล้านยูโร; สหรัฐอเมริกาจะใช้สมาร์ทกริดเป็นพื้นฐานเชิงยุทธศาสตร์ในการฟื้นฟูเศรษฐกิจ สิ่งอำนวยความสะดวกคาดว่าการลงทุนก่อสร้างใน 20 ปีข้างหน้าจะถึง 1.5 ล้านล้านเหรียญสหรัฐ โครงการสำคัญ ๆ ที่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมสำคัญ ๆ จำนวน 20 โครงการที่ระบุไว้ในประเทศจีนมีความเกี่ยวข้องกับสมาร์ทกริดมากที่สุด