现代能源体系新探索现代能源体系新探索2008 年 11 月，时任 IBM 总裁的彭明盛以一篇《智慧地球：下一代领导人议程》的演讲，首次将“智慧地球”的概念带入了人们的视野在演说中，他把以终端设备、传感器、超级计算机等 ICT 产品和技术为基础的“智慧”设计成为全球性经济危机的积极解决方案而作为人类生产和发展的物质基础， “智慧能源”显然是“智慧地球”的重中之重与这种想法不谋而合的还有美国著名经济学家杰里米·里夫金的理念里夫金在其最近出版的畅销书《第三次工业革命》中，把 21 世纪两种不同的技术———互联网和可再生能源——联结成“能源互联网” ，形成支撑新绿色经济的支柱里夫金认为，能源互联网将成为第三次工业革命的新经济模式，实现人类未来的可持续发展 全球的商界领袖和业内科学家对于能源互联网这一绝妙构想给予很高评价他们认为，这不仅仅是一个新的经济发展模式，也非常有可能成为人类社会变革的重要途径似乎可以看到，在经济转型的洪流之中，能源互联网将在新技术革命爆发的前夜破晓而出，给世界带来一种新的思维、新的构想和新的未来泛能网——中国能源智慧无独有偶，在太平洋彼岸的中国，有一个系统思维的科学家——新奥集团（以下简称新奥）首席科学家、新奥智能能源有限公司 CEO、 “计划”专家甘中学在与杰里米·里夫金思考着同一个问题。
作为智慧能源的推崇者和实践者，甘中学在 2006 年就提出了“C经济、智能化”的智能能源雏形，随之将其作为新奥智能能源在中国的探索，并以“泛能网”之名落地生根在新奥的一份对外资料中，泛能网被如下定义：泛能网是将能源网、物质网和互联网耦合成同一网络的智能协同网，它能有机融合智能微网和多种类、多品位分布式供能系统，将各种能源形式高效转换为冷、热、电等不同种类和品位的能量，和国家的集中电网互补，形成一个高能效、低排放的能源全生命周期管理和优化的现代能源体系泛能网的总体结构是一个包含基础能源层、传感互动层和智慧互联层的三层次网络结构能源设备按照能源生产、储运、应用和回收的能效四环节方式分布于基础能源层，构成了机-机交流的硬件网络；传感互动层实质上是能源物联网，主要对基础能源层的运行进行监控和模拟预测，同时其同步仿真预测系统使整个基础能源层的实时运行安全稳定，高效清洁；智慧互联层则实现整个能源系统的管理、评价、交互和交易，是典型的人-人之间的智慧交流能源流、物质流和信息流在网络中协同流动和传递，智能化的机器系统最大限度地将人和机器的互动衔接调整至最佳状态从而使整个系统能效得到明显的提升据悉，从目前的系统工程看，泛能网的整体效率比传统的能源系统可提高 30%以上。
里夫金所描绘的能源互联网，的确富有前瞻性的思维，但它是一个基于智能电网的组合而泛能网则是基于能源网(气/电/热网)、物质网、信息网的整体融合，是一个可以从现在走向未来的智能能源体系 ”甘中学介绍道，有别于里夫金罗列的建筑电厂化、能源绿色化、交通清洁化、能源互联化和以氢为储能介质这五大能源支柱，泛能网是把能源的生产、储运、应用和回收作为一个循环体，与信息网系统地连接起来，形成一个整体的泛能源网络与当今的信息化不同，泛能网并不是单纯地使用信息来管理和优化系统，而是耦合能源网和信息网，通过这种‘智’和‘能’之间的融合和协同，用有效的信息去调制能源，使其更有序化，更智能化，从而使其能够产生更大的能效增益 ”甘中学说道泛能机——智能化热机那么，泛能网究竟是依靠什么实现这种“能效增益”的呢？泛能网的核心是泛能机泛能机是把多种混合能源转化为多种二次能源的混合能源转化机器泛能网通过泛能机构成基础能源网，再通过泛能机和泛能能效平台与泛能运营中心的连接形成传感互动网和智能互联网的中心架构可以说，泛能机是对传统热机的变革人类历史上的第一、二次工业文明分别以蒸汽机和内燃机为标志，它们大大地提升了生产效率，也创造了人类的工业文明。
但是当代的一切热机，无论是老一代的蒸汽机，还是现代的内燃机、燃气轮机，都服从热力学第二定律，系统都自发地趋向平衡态和无序，系统的熵达到极大，其结果是能量转化效率低下，并造成严重的环境污染 ”甘中学表示那么，是否有办法解决这一问题呢？人们都知道：自然界‘制造’的生命系统和人造的物理化学系统表现出相反的趋势，生命系统通常都是开放系统，系统通过与环境进行物质和能量交换引进负熵流，尽管系统内部产生正熵，但总的熵在减少系统在远离平衡态情况下，就有可能从无序变为有序生物系统作为整体总是沿着由低级到高级，由简单到复杂，由相对地无序向相对有序的方向进化人类应当仿照生物系统的进化原理，去制造具有‘生命元素’的自组织结构，使其更加组织化，更加有序化这就是诺贝尔奖获得者普利高津和激光物理学家哈肯的“协同论”所研究的“非平衡态结构” 甘中学在与记者谈及这个问题的时候，讲述了新奥科技团队如何从 ATP 能量循环的原理（英国生化学家 Peter Mitchell 因提出 ATP 循环“化学渗透”理论而获得 1978 年诺贝尔化学奖）获得启发，进而产生“仿生智能体”创意的过程ATP 是细胞内能量释放、储存、转移和利用的关键物质，是生命体内的“能量通货” ，在 ATP 的能量转化中，高能态的 ATP水解成 ADP+Pi，释放大量的能量，是一个热力学自发过程，而低能态的 ADP+Pi 转化为 ATP的过程是一个吸收能量的热力学非自发过程。
ATP 的水解与合成是细胞内能量正反馈和负反馈耦合的非平衡态热力学过程但生命中的这种非平衡态热力学耦合过程在传统热机中却是不存在的于是，甘中学及其团队想到，可以从 ATP 的能量转化中抽出其中关键的仿生特质，构建“仿生智能体” 仿生智能体是一种具有生命元素的“智能体” “我们从 ATP 的能量转化中抽象出生命体的几个基本特征：明确的目的性、可复制、群体智能具有正反馈，然后把它植入到仿生智能体的功能模块中仿生智能体包括三个功能模块，集智进化模块（相当于大脑） 、信息交互模块（数据融合和指令通讯）和泛能机器模块（能量转化） 这样构造的仿生体，虽然目的相对简单，还远达不到生物的智慧，但已经有明确的目的性；虽不能进行自体复制，但其运行信息可以复制；仿生智能体的集合在运行时，也会出现群体的正反馈行为，获得整体的集智进化 ”甘中学介绍甘中学带领团队首先在能效增益器上对仿生智能体进行了试验能效增益器是一种应用于热泵系统的节能增益设备，它植入了仿生的群体正反馈原理，设备历经两年开发而成，获得了初步成功，显著提升了热泵的效率而智能芯片和信息协同装置则用于能效增益器间的相互通讯“学习” 这一措施的实施使整体设备能效又得到了进一步的提升。
新奥科学研究的实践验证了一个道理，万物皆有法那些看似无生命的物体，其运行却都表现着某种意义上的智慧，尽管有时这种智慧很低级 “人类应当用自己的智慧去创造一种能够‘利用智慧’的能量转化机器，并通过人机互动使机器的智慧由简入繁，由低到高，在一定的智慧下工作，并有序地产生智能能源” 系统能效——泛能网络的智能涌现可以看到，泛能网不是简单的物理网络的连接，而是打通能源流、物质流和信息流并使三者融为“泛能流”的“经络” ，而这拥有千千万万个仿生智能体的经络所涌现出来的智能将远远高于单一仿生智能体的智能，这就是奇妙的“智能涌现” 人类制造的第一个产生“智能涌现”的系统就是激光系统当激光器的泵浦能量一旦超过能量阀值，千万个原来杂乱无章的光子立即相互协同，整体振荡，按照确定的单一频率，以高强度输出于激光器谐振腔由于泛能网的规模和层级比激光器更大更多，因此泛能网的智能涌现效应将更丰富在新奥生态城的智能大厦中，记者见证了由几十个泛能机（目前采用空调和能效增益器替代）组成的泛能微网发生的智能涌现及其节能效果这些泛能机各自在集智进化模块的控制下，不断优化自身的运行，力图使其自身的能量机器模块始终处于高效状态，各自的调优策略会在交互中心模块记录，并通过互动交流，在“系统能效最优”的目标下，展开相互竞争，涌现出某一个最佳能效方案，一旦最佳方案出现，便马上通过传染的方式迅速传遍整个网络，各个仿生智能体在获得最优方案后,马上调整自己的控制策略,再次投入下一轮的竞争,形成了持续的信息正反馈，这种正反馈的趋势会切换于每台机组的集智进化模块的内部负反馈，以保证整个系统在稳定的基础上不断进化。
这种正负反馈的耦合，促进了网络中大量泛能机的能量机器层的能效快速提升由于泛能网络中任何一个节点都有权利获得信息和竞争权，任何节点的变化都会影响到整个网络，因此这是一个真正意义上的无中心网络——单体能思考、能交流、能增益；群体在单体的功能基础上可集智进化智能大厦的仿生智能群体试验的结果证明了这一“智能涌现”的有效性，仅从单体节能到群体节能就使整体能效提高 5%以上这种小样本的群体节能还不足以让人惊喜，新奥正在建设的中德生态城将使泛能网大显身手，而新奥以 50 亿美元在美国内华达州即将兴建的四个能源生态城，将进一步验证泛能网的功效毫不夸张地说，泛能网带来的不仅仅只是系统能效的提升，它更带来了能源生产和应用方式的改变，进而改变人类的消费行为的和人类的思维方式，最终实现社会价值和社会效益的改变中国梦——前进的动力尽管“泛能网”构建出来的蓝图令人兴奋，但它给传统能源体系带来的巨大变革以及对既有利益格局巨大冲击，不免让人对其未来的成长产生一丝担忧在中国，电、气、热网分属不同的行业，这些离散的能源系统不仅在能源形式上彼此隔离，其上层的控制系统也互不兼容，物理上和政策上的双重垄断特性成了束缚泛能网发展的一道藩篱。
泛能网技术是对未来能源的构想，也是针对目前我国能源效率低下、能源资源浪费严重、排放量大等严重阻碍可持续发展的能源资源问题、结合中国国情应运而生的系统技术，是系统解决能源环境资源协同发展的总体技术因此，我们希望能够‘打破行业壁垒，穿透企业围墙’ ，其结果必将是释放大量的资源，能源系统的效率和效益也将不可避免地在重构中不断提升 ”甘中学深切呼吁新生事物总要经过一段长期的尝试探索才能被广泛接受，泛能网亦如此尽管前行的道路可能遍布荆棘，但新奥还是对未来充满信心，因为对于一个高速发展的能源大国，对于被能源安全和环境问题夹逼的中国，泛能网不能不说是一个实用的、经济的能源规划方案在前几次技术变革的浪潮中我们曾经落后于别人，现在我们一定要抓住这个机遇，高端引领、占领科技制高点 ”甘中学铿锵有力地说， “‘计划’专家要联合起来，努力为中国占领能源科技制高点而协同创新 ”现在，甘中学正在联合“计划·能源·资源·环境委员会”的科学家和企业家们深入探讨，如何以泛能网技术为契机，在更深的层次更广泛地构建中国的智能生态文明对于泛能网的事业，甘中学充满信心 “未来很让人向往，也值得在每一天的工作中倾注激情，因为我看到我的中国梦一天天在实现——建成泛能网，让我国的能源自立、环境友好，助力经济进一步腾飞，让我们的民族屹立于世界之林！”。