编者按：能联网是在计算机互联网的基础上，利用远程终端设备、近场无线通信、工业控制网络、物联网技术等构造的一个覆盖全社会的能源管理信息化系统。在这个系统中，物与物，设备与设备，能源供应商与用户都能自动对话，调谐到效率最佳的状态。能联网实际上是一种新的节能技术，是人类应对温室气体排放和全球化石燃料枯竭等巨大挑战的有力武器。能联网是信息技术与网络技术发展中的一个里程碑。德国在这方面走在前面。德国工业联合会最近推出了一份能联网应用报告，很值得一读，全文3万字，本刊拟分两期登出。

3.4整合技术

未来的能源网不仅有发电、输电、配电和用电的能源技术层，还有通信层，让信息沿价值链流动并形成通信业务流程。完善从信息生成到使用的信息流对全面提高能源效率非常重要。

用IT器件来实施这个ICT解决方案，必须在经济应用与物理电网之间建立一个整合层。ICT平台必须能超越不同的电网网络和公司边界，端到端地整合所有的元器件：通过不同的通信渠道，从数据供应端设备和智能仪表到大量不同用户数据储备的整合，以及通过电网运营商，从终端用户到能源供应商的整合。

整合基础设施和通信线路是建立整合平台面临的最大挑战。从概念上讲，这种平台的核心技术应是技术中性的，这样新的和已有的的元器件就可以按统一的方案整合在一起。

从技术上看，服务导向架构（SOA）特别适合于组合和拆分各个部件。能联网的各组成部分通过开放的、标准的接口发挥核心功能，形成一个联合的、跨领域的企业服务主线（ESB）。在这种情况下，严格的信息交流协议，标准化的数据格式和安全的数据存储、使用以及传输就格外重要了。

统一SOA架构的一个重要优点是避开单一应用的点对点接口，每种应用对整合平台来说只需要一个接口，这样，所有的应用就都可以使用这个平台了。

这种方法的特点是把对各个元件服务导向的整合扩展到智能终端设备（智能电网设备IGD）上，使这个系统高度灵活而且可升级。这种方法通常叫做扩展SOA。

这个平台的界面架构有两处特别重要：（i ）本地电网在IGD或智能电表中的整合点；（ii）公寓大楼或变电站的智能门户。只有在这些点上实时整合，才能让IGD、独立的遥控阅读系统和智能网关提供的信息直接用于整体平台。利用高速数据还有许多工作要做，特别是要在保持整体平台可控的同时把大量不同的系统整合在一起。

建立这种整合平台的一个重要条件是设立列有各种功能、应用和设备的中心指南和搜寻服务表，并使之可访问。这是灵活使用的先决条件。今天，设立这种服务的必要的技术基础已经存在。另外，许多软件供应商已经把SOA接口融合到了应用软件之中，所以，从原则上讲，现在的平台上已经有了很多这样的应用。

这种情况类似于电子仪表的整合，过去几年，电子仪表的整合发展迅速。所以说，以SOA为基础的设备技术整合有可能在所谓先进计量基础设施（AMI）的基础上大规模进行。新的业务模式和服务，如第3.5节所介绍的，不仅需要快速地从智能计量设备中获取能耗信息，而且越来越需要主动地干预和控制。所以，复杂能源管理解决方案的整合比单纯的智能计量更为重要，是整合的主要内容。整合不仅要把来自智能终端设备的能耗信息（一般来说是智能仪表读数之和）发送到网络元件上（如居民仪表，分布式发电设施，耗能设备，制冷设备），而且要发出价格信号，分级收费信息等。这些数据还要提供给服务供应商做动态应用。

有一个与数据交换语义学相关的问题尚未解决。测量仪表基础设施与信息系统的SOA接口通常只提供句法结构，通过这些接口交换的信息内容必须更详细地描述。除开放接口定义以外，要交换信息的语义学结构也要标准化，这样才能建立能联网。必须制定法律支持德国企业采用这些标准，特别是要在欧洲范围内支持和普及这些标准。

在过去12个月中，节2.2中已谈到的法律措施已经从根本上改变了德国能源产业的ICT应用状况。例如，当电网运行和输电按分类计价的时候，就必须彻底改变处理方法。原先供应商把测量数据传输到自己的电网设备中是一个内部程序，对新线路和客户取消来说也是这样，将来这些处理程序都必须在各公司间统一规划，这样必然会使市场结构更复杂。

随着能源市场的开放，需求会不断增加，所以要保证ICT基础设施有更大的灵活性。总的来说，现有的（个别的）应用必须做进一步的开发，使之融合为一个大的，通用的平台，就像因特网一样。这种集合，再加上开放式界面和明确的数据交换格式，可以把发电厂、输电运营商和客户以新的方式组合在一起，建立创新模式，进而发挥能源市场的效率潜力。

3.5经济应用与新的商业模式

新的模式不仅要考虑能源流生产、传输和使用的能源技术基础设施，还要考虑经济规划与应用。要控制主要数据（例如商业合作伙伴及其设备的数据），处理客户关系（例如合同、账单和抱怨），运行工厂和设备，组织人力资源，处理经济上重要的能源数据。另外财务、人士管理或供应采购等也很重要。

今天采用的ICT解决方案一般来说主要支持能源产业“传统的”业务模式。现在已有一个涉及增值、性能架构和收入模式的业务模型。传统的模式是由一个垂直管理的公用公司向大批客户供电并定期向终端私人客户收费，通常是按年收费。公司的销售收入主要来自向客户售电。这种传统的模式将来会越来越不好使。节能措施的推广和越来越激烈的竞争会导致售电收入减少。所以，为了迎接未来的挑战，就要考虑环境条件的变化，找到新的模式，提高公司的竞争力，这是至关重要的。新的技术，如智能材料和双向通信终端设备将会创造出一个全新的透明的市场，建立起创新的业务模式，带来新的机遇。

就能联网而言，要开发反应迅速，使用灵活的新的业务模型，定义开放的接口，使能联网中的各种应用能够互通，保证新的模式能够经济、可靠、高效地推广。

3.5.1能源生产者的新的业务模式

2002年，列文纳描述了这样一个愿景，通过大量政治上的努力，能源生产者将解散垂直管理的公用公司，逐渐恢复原来的主营业务，就是生产能源。与此同时，一些新技术和新业务，如沼气和电动汽车也将大规模进入市场，发挥巨大的经济效益。分布式能源生产将派生出多种新的业务模式。例如，将来集约化可能对能源生产者更有吸引力。根据这种业务模式，能源公用公司在用户那里安装和运行的是双发电厂、微型汽轮机或燃料电池。这样的模式对能源供应商是有吸引力的，这是因为，1）运营若干较小的电厂比运营一个大电厂投资风险低；2）可控的分布式发电可以更好地调整输配电电网负荷；3) 如果这些技术被大规模采用，就有可能在一定条件下建立新形式的平衡供电；4）现场运行设施可以长期保留客户。从客户和整体经济的角度看，这种业务模式的效益体现在以下几方面：1）无须初始投资；2）更好地恢复已消耗的能源；3）最终降低能源成本。现在已经有些电厂在大规模供热，与中小企业签订了供热供电双供合同。将来，在越来越多的资金投向小型双供电厂的时候，居民客户就会对这种业务模式产生兴趣。

3.5.2电网拥有者和电网运营商的新的业务模式

宽松化的影响目前最明显地表现在电网基础设施建设方面。将来，输配电网络一般来说还会被自然形成的垄断者所掌控，他们还会从能源客户那里获得主要的收入。目前，关于自然垄断者的物主身份问题争论颇为激烈。欧洲人大多认为，将来能源公用公司必然会派生出若干电网运营公司，它们是经济独立的企业，是母公司和其他按收费连接子网的能源供应商的备份替代公司。将来，这种分离以及能联网新的通信功能会逐渐把电网运营商转变为信息服务供应商，它们向市场供应的不仅是输电，而且还有发电和销售数据。可以想见，电网运营商将推出特色客户化信息包，按耗电量和复杂性收费。

3.5.3从能源交易和市场中产生的业务模型

现有的一些市场运营商，如莱比锡的欧洲能源交易所（EEX），阿姆斯特丹电力交易所，巴黎的Powernext交易所，都有自己的运营模式。这些模式在未来的市场中，肯定仍会在一定程度上被采用。前几年的发展趋势还会继续，这些市场中的交易量和收入还会增长。将来制度化的能源交易可能逐渐通过各种方式扩展到终端用户那里。目前的能源交易只局限于少数能源中介。交易平台上的运营商可能是行业之外的公司（例如证券交易所）。不过现在的能源供应商有自己的能源交易方式，有自己的能源交易经验，熟悉行业特点，这些是需要予以考虑的。所以说，能源供应商也适合做市场运营商。

在需求方面，将来批发销售会更有吸引力。批发销售商在新兴市场中购买不同的能源，然后再向零售商或大型终端用户（如市政公司）销售客户化的产品。这样，客户就很容易恰当地配置自己所需的能源，无须在市场上做复杂的采购。另外还能推动次生产品市场，如应对断电，电价波动，不定预后和天气影响等措施的发展，其他行业的供应商在这方面也有发展空间。

3.5.4服务供应商和零售商的新业务模式

这类模式将来的变化会最大。许多能源公司将同行业外的服务供应商相结合，成为新的企业。除标准的能源供给之外，市场上还会出现为特殊客户专门定制的特殊产品（如电、气、水统一供给）以及第三方产品（如信用卡，跨行业补助金等）。

另外，新的服务，如优化客户能耗，可能会开拓出一个全新的市场。客户可以同专业的服务供应商签署一个户主协议，让供应商按客户通知使用和控制分布式发电能力（如双发电厂，停泊的电动汽车）。这样服务供应商就能建立一个虚拟电厂平衡供电，虚拟电厂的产出可以由批发能源交易再次提供。这种业务模式可以同契约模式结合在一起。

另一个重要的变化是重视交易的动态性。鉴于静态费率合同仍是居民客户收费的标准形式，所以实施了一些项目，这些项目带来了重大变化，2008年7月德国议院上院又通过法律，引进价格变动机制。此后，客户可以实时获取未来几小时的能源价格信息，并根据价格优化自己的能耗。一开始这些工作可能是手动的，后来则可以借助于家庭自动化技术。几项研究表明，采用动态价格可以减少峰值负荷约6-20%。

这里所介绍的所有新的业务模式都可以通过现代ICT技术和通信协议的持续标准化来实现。除今天已有的应用之外，还要开发创新应用补充现在的软件解决方案或取代这些方案，把它们整合到一个整体平台上。

3.6向能联网过渡的过程

一般来说，大多数客户还是认为，能源生产者的作用最大。配电网络和中心电厂要保证电网的稳定和供电的质量，就要建立ICT网络，在供电的同时，实时向供需双方传送控制与价格信号。

要使ICT网络中的大多数参与者，从居民用户到商业能源生产者，能高效交流，就要有标准化的接口和数据交换格式以及自动化的业务流程。这种ICT网络是透明的，网络基础设施在新型的攻击下是脆弱的，所以要把安全性和用户隐私放在优先地位来考虑。访问授权和隐私法规是能联网的核心，它同接口和格式一样重要。

4 能联网的世界

网络能源经济的发展与机遇

建立能联网涉及多种复杂因素，“电动汽车”，“分布式发电发热”和“电能交易与新服务”是基本要素，要考虑它们的发展、相互依存、时间进程和潜力。

4.1电动汽车

气候变化是推动全球发展电动汽车，包括混合动力汽车和纯电动汽车的原因之一。德国政府现在在制定“国家电动汽车发展规划”，目的是在未来几十年让德国成为这一市场中的领先者。根据这个规划，到2020年，全德国至少有1百万辆汽车可以通过电网充电（包括所谓插电源的电动汽车和混合动力汽车）。一旦充电汽车和混合动力车的数量达到一个可观的水平，它们的蓄电池就可以被系统地用作剩余发电能力的缓冲器，优化电力负荷。开发性能更好、容量更大的电池可以大大促进这方面的进展。从技术角度看，示范运行最早在2013年才能开始，启动日期取决于车辆内部能量管理系统以及车辆与能源供应商之间通信基础设施的进一步发展。另外，公用公司还要为插销式电动车主提供足够的方便，为发电厂提供缓冲服务，保证电力购买。降低光伏发电成本，使之等同于电网，也可以推动电动汽车的进一步发展，因为这样可以鼓励私人更多地投资于分布式的光伏发电，发出的剩余电力既能供给电网，也能为他们自己的电动汽车充电。

4.2分布式发电发热

分布式发电供热是减少CO2排放的重要措施之一。在需要负荷的地方发电和发热比中央发电发热系统要节能60%。另外，分布式能源网络有助于能量平衡，减少中心功能系统的扩展。总的来说，尽管德国通过了供热发电双发法，但小型双发设备目前在德国尚未普及。在输电网络和中压供电方面，已有若干示范项目，这些项目主要是由小型能源供应商运行的，目标是把不同的双发电厂结合在一起，实现平衡供能。所有正在进行的项目和应用都是独立的个别解决方案，没有技术和人力方面的实质性投入是无法推广的。最早到2013年或更晚些时候，才会有成规模的小型网络设施和解决方案出现，因为必须有在同一地区可以把不同发电发热工厂结合在一起，并能进行控制的整合ICT解决方案，也因为本地向终端用户供热网络还需要重建。

另外，还需要在居民住宅楼里安装微型供热发电设施。开始时，发电供热设施是重点，这些设施独立于输电网络。主要的示范项目始于2010年。从长远看，居民对供热的需求将会是第二位的，因为房间的隔热性能在提高。居民对电力的需求则会增长。今后发展的重点将是电力驱动的小型双发工厂，燃料电池和小型发电供热厂。

2010年之前，影响负荷和电网供电的楼房发电网络化发展的因素主要是能源价格的波动。安装智能仪表是最基本的条件，因为仪表是能耗收费的唯一依据。综合的能源管理要求把所有主要的生产者和消费者通过负荷和生产控制联系在一起。把大型家用电器相互连接在一起，建立消费方负荷管理系统是朝这个方向走的重要步骤。到2015年，当分布式能源管理系统建立之后，才有可能把负荷同分布式发电，甚至每户发电结合在一起，并根据一系列参数，如CO2排放或价格来自动优化能耗。静态的和移动的存储设备（2015年的电动汽车，2020年形成大规模），将对实现这个目标发挥重大作用。

4.3能源交易与新服务

正如德国能源产业法案第40节所说，基于负荷和基于时间段的终端客户收费将逐渐取代按固定价格的电、气收费。与固定价格机制不同，动态的、市场导向的交易将促生能效更高的价格机制。在消费者方面，采用家庭自动化技术、智能技术和能耗控制技术可以对能源价格的变化作出动态反应。在生产者方面，采用遥控分布式发电机和存储技术并将其与虚拟电厂动态结合，将使他们对市场中的价格变化做出迅速反应。这些技术可以让过去从未如此之小的发电与用电单元直接参与能源交易。

嫌麻烦的客户可以请专门的能源中间商来做这些事。对这些中间商来说，只要客户授权给他们（按照付费）遥控部分耗电和发电设备，他们就愿意干。最终的能源平衡潜力还是会表现在市场上。在能联网中，每个生产者和每个客户都能决定他们是否要，或在多大程度上接入他们的设备。在这个技术基础上就可能实现新的服务，如实时能耗分析，虚拟能耗和产能社区。

5 设计过渡路线图

具体建议

即将到来的巨大变化对能源产业来说是重大挑战。不仅传统能源产业会受到影响，其他许多行业也会受到影响。要尽快建立能联网，就要走更有效的途径，在标准化、研究资金和法规制定方面采取目标明确的措施。

5.1标准化

5.1.1现行标准和协议的协调和整合

在能源的生成、传送和配置方面，采用最新的计量和价值认定对于电厂运行和安全可靠供电是一个重要议题。优化能耗要靠能源生产厂和网络各层面负荷之间综合的和近乎实时的电子通信。在综合通信的个别部分，现在已经有了全球和全欧洲的通信协议。但这些协议主要是针对某一行业的，总体通信体系远未建立。不久的将来我们要建设能联网，能联网的核心是智能网格，智能网格是一个从能源生成到最终消费的整合的、双向的通信系统。另外，虚拟电厂的作用也越来越大，建设虚拟电厂同建设能联网一样，也需要能源数据。所以说，综合通信链是最基本的先决条件。

5.1.2燃气、供热和供水方面的标准化

要提高能源利用率，就要把所有的能源行业都纳入能联网中，换句话说，能联网中不仅要有电，还要有燃气、热和水。所以，前面提到的标准化必须扩展到所有的尚未实现标准化的能源行业。只有采用智能化的、综合的方法利用不同的能源，才能获得最高的效率。

5.1.3增强互通性

目前，欧洲有若干不同的组织和机构在制定通信标准。但让好几个机构都制定标准是不合理的。要有全球的，或全欧洲的标准，就必须在一个独立的架构，例如国际电工委员会（IEC），欧洲标准化委员会（CEN），欧洲电子技术标准委员会（Cenelec），欧洲智能测量产业集团（ESMIG）或欧洲电力与燃气管理者集团（ERGEG）的领导下制定标准。目前，欧盟委员会正在考虑组建一个由欧洲电子技术标准委员会（Cenelec），欧洲国家法定计量组织（WELMEC）和欧洲电信标准委员会（ETSI）组成的特别任务小组来制定标准。这一小组将汇总和整理目前已做的所有标准化方面的工作，推动标准制定工作继续向前发展。制定的标准必须适应于整个欧盟。德国政府要支持这个小组的工作，加速标准制定。

5.1.4新技术采用开放的通信标准

有了综合的通信系统，就可以开发新的产品和服务。通信系统必须适合新产品。所以制定的通信标准必须是开放的，能适合新的应用。

5.2措施、规定和法律框架

5.2.1建立明晰的法律框架

一个新的、统一的和明晰的法律框架可以推动综合通信系统的发展。随着标准的不断制定，新的法律框架将会成型，为市场各方（客户、能源生产者、技术公司等）提供他们所需的交互性，保证法律的稳定性和投资的安全性。

5.2.2全程数据保护

能联网中有大量集合程度不同的能源数据在生成和传递。由于客户的安全意识在增强，媒体的关注程度在提高，所以在设计和推行能源网时，首先要考虑的是数据保护。立法机构必须积极推动能联网的发展，如果必要，还应适度修订现行的法律框架，规范新环境下的数据保护。只有在只读式计量，消费和访问生产者的权利和限制方面有了清晰和透明的法规，客户才能了解新技术，接受新技术。

5.2.3鼓励电网运营商不断创新

在通过IT技术实现能源产业网络化的进程中，输电电网和配电电网运营商发挥着关键性作用。由于能源网络的运行具有天然的垄断性，所以经济成本效益好的电、气网络主要由政府控制。决策者应藉此为建立更高效和环境友好的网络铺平道路。目前法国制定法规措施的目的是加强市场的作用，提高竞争力。在短期内降低成本的风险是极大的。考虑到能源供应方面即将到来的巨大变化，短期目标与长期结构优化调整的目标是相矛盾的。在执行基于成本的法规和激励法规时，能源供应商应避免使支出超过能源网络的收费收益。但是，要建立能联网，就要有研发方面的资金支持，有系统的示范运行以及对网络基础设施的投资。所以，德国联邦网络署应保证采取充分措施让网络运营商获得投资。例如，在能源网络使用费调高时，可考虑予以补偿。也可以探索更好的创新资金解决方案，平衡机会和风险。还可以像英国的创新资助计划（IFI）那样，在激励法规中引进补偿创新机制，像加利福尼亚州的激励法规一样，对高能效解决方案予以特别资助。丹麦制定的目标超前于欧盟，到2015年，丹麦50%的电力将来自于风能，制定恰当的法规可以有力地推动这一目标的实现。

5.2.4资助高能效公司

今天，许多商业能源用户的总耗能费和能源税的减少，取决于能源管理系统的效率。积极采取措施降低能耗，采用智能和高效能源系统的公司应获得优惠资助。这种资助措施能推动技术应用和网络化，增强高能效公司的竞争力，更快地建立未来导向的能源系统。

5.2.5推动终端用户采用创新的器件和设备

对个人终端消费者来说，政府的措施对加速新技术应用和推广节能有重大作用。应鼓励消费者在运行电子设备时临时避开负荷高峰。鼓励用户采用智能仪表掌握自己的能耗，发挥节能潜力。只要我们能提供信息让人们智能化地高效地控制自己的能耗，人们就更愿意采用必要的技术。有针对性的补贴可以进一步降低居民的能耗。

5.2.6发展电动汽车

将来，电动汽车和混合动力汽车也会在大气保护方面发挥重要作用。这些汽车所用的储存电能的电池可以成为电网重要的缓冲器。它们在电力充沛的时间段吸收电能（例如在风大时从风电机组多的电网中充电），并在电网电力不足时向电网反向输电。政府应积极推动这方面的研发与应用，例如，在电动汽车大规模普及后继续给予税收优惠政策。如果主要采用可再生能源充电，电动汽车可以说是减少交通运输业排放，保护大气的最佳选择之一。

5.3促进研究

人们总把能源研究等同于供电研究。但其实只有把电、热、水，甚至冰箱的节能放在一起来研究，我们才能全面地，最大程度地提高能效。将来要大力推广类似电子能源（E-Energy）和分布式城市供水基础设施系统（DEUS 21）那样的项目。一方面，要资助这些项目，试行多用途智能测量仪表，测试通信连接以及所采用的协议和接口制式。另一方面，必须进一步制定相应的标准，试验组合智能能源生产，把双发（发电和供热）工厂，可控发电机和带有通断开关的用户（例如冰箱）组合在一起，并使之正常运行。综合方法，如电子能源项目（E-Energy）应放在优先地位，因为它们综合考虑了能量生成，传送和消费。

5.3.2资助建立虚拟电厂

未来几年，我们要大规模地把分散式产能能力与负载控制结合在一起，实现供能基础设施的能效优化。要建立欧洲智能网格技术平台，把现有的地区模型跨国界推广，在2021年前后，也就是在德国计划中的核电退出时间，在整个德国建立虚拟电厂。

5.3.3资助德国的柔性交流输电系统（FACTS）和欧洲输电协作联盟（UCTE）

要实现均衡供电，就要采用柔性交流输电（FACTS）和高压直流输电（HVDC）技术。虽然现在德国尚未采用这些技术，但这些技术毫无疑问会大大改善电网的传输能力。在德国和欧洲的输电协作联盟（UCTE）电网上大规模示范这些项目，就可以在实际运行中研究和系统验证这些技术，把风险降到最低，充分发掘这些技术的潜力，发挥其在高压线管理方面的实际效益。

5.3.4在能量存储和传递方面的基础研究

在更具技术导向的基础研究方面，要侧重研究电力的存储和远距离传输。分布式的和地缘分散的发电越来越多，电动汽车的数量在不断增加，所以我们要有可持续的解决方案。联邦德国教育与研究部（BMBF）资助的“锂基能量存储器件”项目是个很好的开端，但覆盖面不够宽。还有些技术值得资助，例如大型静态氧化还原流体化学储能器件和双层电容器也是很有前途的技术，可以用在电动汽车的储能电池上。

5.3.5终端用户行为、鼓励机制和技术可接受性的研究

能源优化使用的最大潜力是让每个人都自觉地改变自己的行为方式。但鼓励人们改变自己行为方式的措施现在还很不够。虽然现在每个人都知道节能有多重要，但很少有人改变自己的生活方式和消费能量的习惯。应该增加这方面对经济与社会学研究项目的资助。应该研究旨在提高公众节能意识的鼓励机制和群体效果，因为这些有助于长期改变公众的态度和行为。另一个迟滞节能创新技术推广的因素可能是因为用户不接受。所以，我们在进行研究的时候，要全面分析终端用户对智能终端设备的期望、需求和担忧，并在能联网的设计和实施过程中予以考虑。

5.4资助方式与重组

5.4.1更好地协调资助

德国对能源领域的资助渠道繁多，差异很大。2006至2009年期间，有六个部负责协调德国国内的研究与创新项目，不包括与欧盟合作的项目。所以，我们首先要建议的是把所有的部级资助项目集中到一个国家级的部门来协调。这个部门应具备必须的经验和能力，为各界所信任，这样才能使研究工作的目标得以实现。

5.4.2进一步加强系统研究

目前资助的一些技术是单向的，缺少长远眼光。所以要采取系统方法在一些与能源相关的领域进行研究，包括工程科学，计算机科学，经济学与社会学。对这些领域所有的相关研究都应该放在一起来考虑。最近资助的卡尔舒赫技术研究所的“KIT中心能源”项目是一个很好的例子。

5.4.3承认和奖励智能能源应用方面的先行者

除直接资助项目之外，授予项目承担者为某些领域，如大气保护方面的领先者称号的做法也是很有效的。向最节能的公司和最为公众熟悉的创新示范项目颁发证书并授予奖金（例如向首次私人空间飞行授予X-奖）可以有力地推动公司做出持续投入的承诺。

5.4.4让政府各部门融入能联网

政府部门早期介入可以有力推动能联网的发展。可以在公共建筑如中学、大学、政府机构和市政厅展示最佳案例，让广大公众熟悉。同时，合同和投资也能直接推动相关领域采用必须的技术。政府部门的节能措施可以有力地推动节能，并带动公众跟进。另外，政府部门的工作程序应符合能联网标准。

5.5持续教育与培训

5.5.1跨学科学习课程

能联网的发展需要人才，特别是电子工程，计算机和经济学方面的人才。尤其需要双学位毕业生。为满足这种不断增长的需求，德国大学应开设相应的课程。

5.5.2持续教育与培训课程的扩展

除大学教育之外，还要有国家持续教育与培训计划。电工、机械工和管工必须要安装和维护非常复杂的设备，如电子仪表和能联网家庭自动解决方案。这些工作不仅需要电子技术技能，而且需要ICT技能。我们也需要大量熟悉能源产业的IT专家。建立能联网要有智能设备，如智能仪表、分布式能源管理系统等，但更需要合格的IT专家。要满足新的需求，必须建立新的培训制度，现有的培训法规必须修改和扩展。

5.6公共关系

5.6.1让广大公众享受效益和利益

能联网可以为我们的生活带来革命。这种革命一旦发生，人们肯定愿意在一定程度上改变自己的生活方式，改变一些现在被认为是理所当然的东西。例如，将来洗衣机注满水后，不会马上启动，控制系统会让洗衣机在电价优惠的时段运行，当然也要考虑用户的偏好。要推广这种系统，就要让广大公众全面了解这个系统，了解系统的应用，特别是其提高能效的效益和对大气改善的贡献。所以，我们必须为不同的社会群体，以明确的、全面的方式构建一个技术性的与能源产业相关的大环境。

5.6.2树立公众信心的措施

要有效利用资源，就要让公众了解能联网，回答公众的相关问题。一个提高公众对即将到来的巨大变化认识的好办法是分发手册，举办专家讲座，在报纸上做广告。这些措施必须和法律框架设计和预防性数据保护法规结合在一起实施。保护数据的措施必须从一开始就是透明的。

电子能源规划：德国走向能联网之路

能源需求的增长，化石燃料资源的枯竭和气候变化给供电产业带来了巨大的变化。我们需要有新的解决方案，让供电的可靠性和安全性最大化，保证高度复杂的供电系统永远环境友好。我们的目标是建立一个能源损耗最少的系统，更好地应对可再生能源，如风电和太阳能造成的供电波动，把可再生能源和电动汽车都整合到未来的供电系统中。今天的电力系统还不能执行复杂的任务，例如向电网输电；由太阳能发出的电力可以把住宅变成小型发电厂。

电子能源：未来以ICT为基础的能源系统

目前的专家意见一致认为，要解决上述问题，不仅要进一步开发能源技术，而且要推行全面的数字网络化，更广泛地采用计算机智能技术。目标是建立一个自我管理的智能电力系统，在这个系统中，商业供能链中所有的要素都以数字化方式连接在一起，优化协调。信息与通信技术将在电力产业现代化的过程中发挥重要作用。

德国联邦政府很快认识到要有创新的能源解决方案，启动了预算大约1.4亿欧元的电子能源技术支持规划，促进和加强必要的研发工作。2007年4月，联邦经济与技术部开始资助规划项目，现在，该部与联邦环境、自然保护与核安全部共同提供资助。

根据电子能源规划，联邦政府选择了六个示范区，开发和验证电子能源解决方案的一些核心技术，以智能化方式监测、控制和管理从发电、输电、存储到消费的整个链条中所有电子系统。电子能源规划是一座灯塔，它激励企业和地方为高效的，ICT为基础的能源系统的发展做出贡献。除对项目提供资助之外，联邦经济与技术部还支持一项涉及战略问题的辅助研究，目的是统筹考虑，制定出解决方案。这项研究包括一些交叉课题，如软件架构、开放接口标准化、可接受性和法律适应性。这项辅助研究将与规划研究整合在一起，，建立一个国家和国际的网络，保证研究成果和协作开发的快速交流。

电子能源规划将带给我们一个更绿的环境，创造大量新的、未来导向的工作机会，形成价值达几十亿欧元的新市场。电子能源灯塔项目的核心功能之一是形成一个高效的解决方案，通过系统整合推动分布式可再生能源的发展，为电动汽车融入电网做铺垫，让电动汽车成为能量存储、利用和控制的手段，为提高能效做出重要贡献。目标是把数据与能源同创新结构与功能结合在一起，形成网络。数字测量设备（智能仪表）将取代今天的电表，为创新的控制和监测系统奠定基础，保证发电与用电之间的平衡。这些控制和监测系统将保证发电、网络负荷和用电在所有的时段基本上自动交流信息，协调动作。这样就能减少最大负荷时间，使控制能量的费用最小化，降低电网负荷，增强能量供给的安全性。ICT网关可以协调激活耗电设施，接通小型双发工厂，从存储设备中向电网供电。电子能源规划还将建立一个新型的电子能源市场，所有的服务供应商都可以在这个市场中展示自己的新产品和新服务，他们销售的远不仅仅是电力。这些新的服务包括具体的节能计划，电子设备的监测与遥控系统，采用低成本绿色能源（例如风能）的电动汽车充电电池等。终端用户也可以在这个市场中发挥积极作用，例如出售少量的家庭发电电力（从太阳能系统或小型双发系统中发的电）。

电子能源规划把能源产业中的所有环节连接在一起，形成一个交互体系

到目前为止，供电的主流模式一直是消费导向的。将来，这些单向系统很难维系下去，因为新的供电系统更多依靠的是与天气相关的能源，如太阳能和风能。所以，我们要在六个电子能源示范区推行创新的ICT解决方案，在实施传统的“消费导向的发电”模式的同时，推行“发电导向的用电”系统。到目前为止，我们供电系统一直都是单向的，将来，我们将按照电子能源示范区的做法，建立一个高度复杂的，智能化的，实时交互的系统，把能源供应链中所有的要素都以数字化的方式连接在一起。

把中央和分布式发电单元连接在一起，建立一个协调运行的网络是能联网的功能之一。这个网络可以在不稳定的可再生能源和波动的用电之间建立动态平衡，保证精确管理，优化电网运行。一个由中央和分布式计算机控制的网络可以按需激活用电设备，例如，在风大，低成本电量剩余多时启动设备。同时，电子器件和用电网络之间的交流还能保证电网不过载。例如，冰箱，热泵，洗衣机和洗碗机可以由以ICT为基础的发电导向负荷管理系统来控制，由不稳定的可再生能源供电。

电子能源规划是电动汽车发展的启动平台

把电动汽车以安全的、成本低廉的方式融入供电网络，同时保持整个电网的稳定是电子能源系统的一个主要任务。就电动汽车来说，电池充电的准确时间并不重要，重要的是汽车在下次使用之前的充电时间。在能联网中，电动汽车车主将可以报告自己目前所在的位置，电池的电量以及通过能联网给电池再充电到某一电量值的时间。例如，车主可以预设系统，在电价低时给电池充电，也可以只用绿色电力充电。如果车主愿意，电子能源系统还可以把电池中储存的剩余电量反向供给电网，满足峰值负荷期的需求。这样，电动汽车就成为未来智能电网中的储存和控制元件了。国家电动汽车发展计划为电动汽车在德国的普及推广铺平了道路。国家制定了一个十年规划，为电动汽车的发展，基础设施建设和市场开发提供补贴。以电子能源项目为启动平台，联邦德国经济与技术部将支持以ICT电动汽车为重点的，以应用为导向的新研究。

电子能源规划创造新的工作机会，促进市场发育

电子能源规划把两个大市场，即能源市场和ICT市场结合在了一起。这样的结合需要大量的跨行业交叉人才，需要全新形式的技术与商业相结合的市场。电子能源项目还能促进创新服务形式，创新商业模式和创新技术产品的发展。一些中小企业，首先是能源公用公司，以及工程公司，硬件和软件制造商和从事能源设施建设的跨国公司将会从中受益。

六个电子能源示范区介绍

根据电子能源灯塔项目框架，联邦德国经济与技术部携手环境、自然保护与核安全部建立了六个示范区。

库克斯港示范区—eTelligence项目

库克斯港示范区eTelligence项目的目标是建立未来的能源供应网络。这一地区可再生能源占的比例很大，所以很适宜推行这个项目。该项目的核心是建立一个地区能源市场，把所有各方，包括发电厂、用电户、能源服务供应商和电网运营商在线联系在一起。另外，项目小组还把一些用户吸收进项目，如有冷库和养殖池的渔业，这样就可以建立新的、可控的能量存储，弥补风力发电不稳定的缺陷。

参与项目的各方通过最新的信息与通信技术相互连接。从长远看，标准化的即插即用接口可以方便新的发电厂和用电户进入系统。另外，用户还能通过在线平台找出自己家里耗电最多的设备，调整自己的用电方式。为让市场参与各方从电子能源市场中获得预期的效益，eTelligence项目将检验用户对新系统的认可程度，让本地居民和到库克斯港参观度假的人接受能联网的理念和概念。

建立未来的电子能源市场，开发和示范分布式互联能源系统—E-DeMa项目

在莱茵-鲁尔示范区，一家大型的私人能源服务供应商与一家中型市政能源服务供应商将于2020年携手打造一个电子能源市场，这就是De-DeMa项目。该项目的一个重要特点是既包含农村地区，又包括城市地区。智能住宅设备也像通过智能ICT网关的通信一样发挥重要作用。

该项目的目标是建立一个综合的数据与能源网络，智能控制用电。私人用电户将通过一个开放的电子能源市场与能源销售商、电网运营商以及其他能源服务供应商连接在一起。客户的概念不复存在了，生产者和消费者都是客户，或可统称为“生产消费者”。E-DeMa项目的目标是把零散的发电能力集中在一起，在德国提供更灵活的，更为分布的能源供给。

该项目的核心是一个由智能网关组成的系统，持续双向监测供电与用电。新的智能仪表可以让客户根据波动的电价在家里以更灵活的方式在电价低时用电。安装了智能家庭设备，客户就融入了能源系统，使能源系统变得越来越透明。信息与通信技术将使能源供应网络优化运行，成为分布式的能源网络。

排放最少的示范区—MEREGIO项目

巴登-符腾堡示范区MEREGIO项目的目标是建立效率更高的，分布式能源系统。所以，分布式发电机、智能存储系统以及私人和商业用电户都要通过数据线路连接在一起。MEREGIO项目的核心是建立一个能协调能源供需，提供辅助供电服务的能源市场。

MEREGIO项目的主要任务是保证联合发热发电厂和燃料电池的更高效运行。调整电价可以让客户进行选择，达到降低温室气体排放的目的。该项目有1000个安装了智能仪表系统的居民用户和商业用户参与，目的是使系统更为透明。

智能仪表提供的数据可用于规划，负荷转移，电价变动计算，这样就能提高人们的节能意识。该项目的另一个重要特点是整个系统由一个中央平台控制，可以用价格措施控制能耗，让人们在电价低时和电力充沛时用电。这个示范区获得了最低排放证书，说明这个项目很成功。

莱茵-内卡河城区示范城--曼海姆项目

按照该项目未来的能源供给系统规划，曼海姆示范市的智能供电网络将包括大量的分布式发电厂，电价按供需计算，各不相同。

曼海姆示范市项目正在努力把这种愿景变成现实。项目的重点是在城市中大量采用可再生能源和分布式供电。曼海姆的电子能源项目也在德累斯顿实施，目的是验证项目方案的可迁移性，该项目包括提高能效、改善电网质量的新方法的大规模应用，展示可再生能源和分布式能源融入城市电网的途径。该项目的主要目标是开发一个开放式的多能源要素基础设施平台，把电、热、气、水的供给整合在一起。客户将从附近的电站获取电力，即发即用。这样就可以避免输电损失，利用分布式能源储备。未来的能源市场将使消费者能更好地控制自己的电耗，根据以时间为基础的费率启动个人发电设施。另外，实时信息与能源管理器件也能帮助客户提高能效。

哈茨山可再生能源示范区—RegModHarz项目

电子能源项目中的哈茨山可再生示范区项目的目标是对可再生能源及如何使之融入日常生活进行技术经济开发。重要的是在可再生能源剧烈波动的情况下保持电网的稳定。鉴于此，该项目把可再生能源的供应方和消费方联系在一起，融合为一个虚拟电厂，用电动汽车做临时电能储备，优化协调用电与发电。按照这个思路，电力供应商，电力销售商，网络运营商和消费者就都能加入电子市场，保证能源供给符合最严格的生态与经济标准。

双向能源管理接口（BEMI）控制家用电器设备，让冷柜、冰箱和洗衣机等在电价低时启动，电价高时关闭。

在哈茨山可再生能源示范区，许多可再生能源供应商是在一个综合体系中协调运行的。其中有一个是文德富特抽水蓄能电站，它能贡献80兆瓦的电能；另一个是位于达尔德斯海姆的德鲁伊堡能源公园，公园中有许多风力发电厂和光伏发电厂。RegModHarz项目的另一个思路是把电动汽车整合进来。电动汽车装有双向接口，可以从风能电站储电，然后再反向向电网供电。这样，电动汽车就成了波动风电的临时储能设备。

智能W@tts项目

智能W@tts项目的目标是以智能的方式节能，在分布式能源市场中，智能节能至关重要。这种智能能源体系将为公共公用公司，电子设备制造商，服务供应商和消费者优化能耗，提高能效铺平道路。

为实现这一目标，必须有一个自动化的交易平台，通过这个平台，各方之间标准化的业务交易量可以高效计算出来，从而使风险最小化。2011年，该示范项目将在大约500个家庭中安装智能W@tts电表，并让这些电表兼容于其他家庭智能设备。另外，现场试验还会把电动汽车包括进来。这个示范项目的目标首先是检验为能源供应商和消费者设计的各种解决方案的实用性，另外还要验证这个办法对能源产业做起的作用。

将来的智能仪表不仅可以读数，而且向消费者提供他们家庭的实时能源价格信息。现在已经有了可以预测电价变化的方法，也有专门的设备。这样，消费者就能利用价差，优化自己的家庭耗电。（用户可以事先做好计划，在电价较低时启动他们的家用电器）。所以，这个项目可以实现供需之间智能化的平衡。

译者简介：

张进京，国家信息中心，高级工程师。

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