两场技术革命正在塑造21世纪的黎明:互联网的发展和向无碳全球能源体系的转变。后者在2015年得到提振，当时七国集团(G7)承诺到2100年逐步淘汰化石燃料。随着物联网的出现，这两场革命正在迅速融合，最终将形成“能源互联网”。

脱碳、去中心化和数字化正在改变能源部门。这三种全球趋势正在改变我们生产、分配和消费电力的方式。结果，传统的能源格局——只有几家大型发电厂——正在消失。我们向可再生能源的加速转变需要一个全新的系统方法。数以百万计的小型发电机组正被添加到能源系统中，如风力涡轮机和太阳能系统。它们必须进行组织和管理，以达到最高效率。此外，还有一类新的“消费者”——即生产、消费、销售和购买电力的人。

在这个分散的系统中，创新的网络技术将变得越来越重要。以下是我们需要将旧电网改造成能源互联网的五个理由:

1.全球清洁能源需求飙升

有超过十亿人生活在没有用上电，据来自联合国的倡议的报告人人享有可持续能源。这尤其影响到撒哈拉以南人口迅速增长的国家。普遍使用电力在道义上是必要的，在经济上也是必要的，但它造成了一个两难境地。如果世界其他国家以发达国家的速度消耗能源，会发生什么?

毕竟，到2040年，全球人口预计将增加近20亿，根据联合国的估计。这种增长主要发生在发展中国家。如果不断增长的人口消耗的能源中有大约一半是由化石燃料产生的，那会对我们的环境造成什么影响?当然，世界的气候目标将面临风险，尤其是将全球变暖限制在2摄氏度以内的目标。

我们已经在交通领域看到了类似的趋势。betway必威娱乐与交通相关的排放比1990年增加了60%。这主要是由于发展中国家的车辆数量急剧增加。仅在中国，这一数字在过去10年里就翻了两番多，达到约2亿人。

全球对电力的需求也在增长。专家们预计到2040年，全球发电量将增长80%。这不仅仅是发展中国家被压抑的需求问题。电脑、电话和其他设备在工业化国家的普及也推动了对电力的需求。

显然，解决这种困境是生成来自可再生能源的功率的方式，是如气候中立越好。但这种根本性的转变，我们提出了需要管理我们的能源系统的一种全新的方式巨大的技术挑战。

2.集中式电网不再适用

随着我们的能源系统变得越来越复杂，旧的中央电网正在努力跟上。随着更多分散的单元，如太阳能电池板，被集成到系统中，这个问题将会恶化。

例如，德国的电网被认为是工业化国家的榜样，有近100％的可用性。然而，对可再生能源过渡已经大大影响了它。近年来，一直在时代的网络运营商不得不进行干预，以稳定电网的数量大幅增加。

欧洲电网运营商TenneT表示，该公司不得不在2017年花费近10亿欧元用于紧急干预稳定电力网络这在很大程度上是由于可再生能源增加到电网中所造成的波动。消费者最终通过支付电费来为这些干预措施买单。

3.智能电网确保更可靠的供电

为了管理一个更复杂的能源系统，我们需要让电网变得更智能。通过使用数字技术，未来的智能电网将把单个生产者和消费者连接起来，形成一个能源互联网，确保可靠、稳定的电力供应。

我们能源供应的碎片化意味着曾经固定的系统和边界，例如公共设施和消费者之间的墙，正在崩溃。取而代之的是新的生产者和消费者网络，以及全新的买卖能源的商业模式。这些变化为产业、技术、价值链和商业流程的融合带来了许多想法。

数字化还可以提高可再生能源的竞争力。例如，在德国，第一批大型海上风力发电场最近获得了合同，完全由市场电价提供资金，没有任何公共资金。只有通过数字化提高效率，这才有可能实现。

数字化驱动效率。驱动效率提高的竞争力。而有竞争力的可再生能源帮助应对气候变化。

4.处理堆积如山的数据

我们日益复杂、分散的能源格局正在产生大量数据。要想知道这是如何变化的，我们可以看看联网设备数量的跃升。

在2003年，约500万台设备被连接到互联网。连接设备的数量增长迅速，并广泛预计将继续以奇快。

Gartner预计联网设备的数量将会增加超过204亿从2017年的84亿美元降至现在的40亿美元。爱立信有不同的计算方法，但预计增长规模与此类似。该公司发现联网设备正在增加到2020年超过250亿，2022年达到290亿从2017年的逾170亿美元增长到今年的逾300亿美元。

数据总量也在快速增长。的到2025年，全球数据层可能增长到163zb (PDF)市场研究公司国际数据公司(IDC)的数据显示，美国2016年的数据为16.1泽塔字节，是美国的10倍左右。(1泽塔字节等于1万亿千兆字节。)

一个主要的挑战是如何利用这些数据来改进我们的系统。

5.人工智能和量子计算正在改变能源行业

我们不能有意义地利用这些庞大的传统技术的数据量。业界必须改为看，仅在几年前还在科幻小说的领域内的技术，如人工智能。事实上，人工智能已经开始在各种方式来改变能源部门。例如，西门子使用了AI的管理和维护燃气涡轮机。

机器算法形式的人工智能帮助这些燃气轮机实现了更长的使用间隔。与人类专家相比，算法能更好地自动分析运行数据、环境条件和组件特性。

量子计算是该领域已经在深入探索的另一项突破性技术。这些计算机依靠基于量子理论性质的工作原理。量子计算机直接使用亚原子粒子，利用它们的量子特性进行数据存储和数据处理。这个由最微小的粒子组成的世界将帮助我们解决我们周围的大世界的问题。

随着我们转向更清洁的能源，随着全球人口的增长和电力需求的飙升，我们将需要这些新技术。

一个人人享有能源的互联网

正如因特网的历史所表明的那样，网络中的每一个新参与者都增加了整个系统的可能性和机会。能源系统也是如此。当一个简单的电网发展成一个综合的能源网络时，它的价值就增加了。

在这样一个网络中，来自一个来源的剩余电力可以为在另一个部门产生其他形式的能源提供基础。当电被转换成热或用来提取热，当它作为提供流动性的基础，或当它被用来生产氢或甲烷，全新的和灵活的能源就变得可用。

网络技术将在这一变革过程中获得新的意义。而不是简单地传输和分配电力，电网将发展成为一个新的，改变世界的网络:能源互联网。

这篇文章从最初的版本中进行了编辑，包括Gartner和爱立信最近对联网设备数量的两项预测。