旅行汽车网最初发表在《能源邮报》上。
Ad van Wijk
技术远见卓识的Ad van Wijk在接受Energy Post采访时说，当今世界上有许多事态发展对能源行业的影响远大于能源行业本身。荷兰代尔夫特理工大学“未来能源系统”的教授解释了LED照明，直流电网，燃料电池汽车，物联网和3D打印如何颠覆我们所知道的能源系统。“我们的汽车（如果成为燃料电池汽车）的潜在电力生产能力是我们全球发电厂的十倍。”
荷兰代尔夫特理工大学未来能源系统教授Ad van Wijk预测：“能源行业将在能源公司之外发展。”作为欧洲最有影响力的思想家之一，学术界，可持续能源企业家和创新者描述了他所看到的范式转变：转向LED照明，直流电网和燃料电池汽车，以及物联网和3D打印的出现。
范·维克（Van Wijk）最初是物理学家，拥有风能和电力生产博士学位，并于1984年成立了咨询公司Ecofys。后来，它成为Van Wijk创立的Econcern公司的一部分，他希望将其转变为“可再生能源的壳”。在鼎盛时期，它拥有广泛的活动和资产，包括一个海上风电场，几个兆瓦级太阳能发电厂，一个生物甲醇厂，一个生产能源的温室以及一个生产电动汽车的生产公司。它还推出了一种可视化建筑物能耗的工具。由于Econcern公司，凡Wijk在2007年当选为年度企业家在荷兰和在2008年的高管人员。然而，该公司野心勃勃，但在经济危机袭来的第二年就破产了。Ecofys和其他几项业务被荷兰公用事业公司Eneco收购。
如今，Van Wijk仍参与了诸如“绿色村庄”之类的倡议，这是代尔夫特理工大学新技术的试验场。在这次采访中，他解释了为什么LED灯的定位对提高能源效率与LED技术本身同样重要。他认为，如果不从交流电网转换为直流电网，我们将永远无法拥有基于可再生能源的能源系统。他希望我们用汽车代替发电厂。他热衷于物联网和带电池的机器人将如何使需求比以往更加灵活。Van Wijk认为，这些变化将在未来5-10年内开始改变能源系统。最大的问题？能源公司看不到。
问：您对我们能源系统的未来有何愿景？
A：我对新技术对我们的能源系统的影响感兴趣。今天，我正在研究能源领域的三个主要范式改变概念。
第一个就是我们所说的LED革命。我们已经在将灯泡更换为LED灯泡。但是，浪费在照明系统中的很多能量不是因为灯泡效率低下，而是因为您在天花板上产生光并将其消耗在眼睛附近。光的产生与消耗之间的距离具有很大的能量损耗。
现在有趣的是，LED非常小-您可以将其集成到您的眼睛附近，桌子，椅子甚至衣服或眼镜中。然后，您可以通过更好的技术和更短的光线传播距离来节省能源。我们只是开始这样做。
照明系统中浪费的大量能量不是因为灯泡效率低下，而是因为您在天花板上产生光并将其消耗在眼睛附近
问：LED照明提高效率的规模是多少？
A：LED作为一种技术，其效率是普通灯泡的4-5倍，我们认为您可以通过减少距离来再次获得相同的改进。
下一步是LED是一个二极管-例如，它也在电视屏幕上-因此您可以为集成到桌子，地板等中的LED开发新功能。像Desso这样的公司，生产地毯，而Philips是例如，制造LED照明的公司已经合作将LED集成到地毯中，从而可以引导您穿过建筑物。如果您到达办公室寻找彼得森先生，那么您的电话和LED指示灯可能会指引您到那里。这也可以在街道或停车场进行。因此，这是通往使您的环境更智能的，集成度更高的产品的途径。
问：除了LED之外，您还会看到另外两个范式转变吗？
A：其次，是网格。今天，电网是交流电（交流电）。但是，我们所有的电器-冰箱，LED照明等-都使用DC（直流电）工作。并且所有可再生能源生产都是直流电。
因此，今天的系统是，如果我们有太阳能电池，则必须将其产生的电能从直流电转换为交流电，将其放在家里的电网中，然后在每台设备中将其从交流电转换为直流电。如果要使用汽车电池来存储电力，则必须将电源从交流电转换为直流电以进行存储，然后再次返回以将其释放到您的房屋中。每个转换步骤都是能量的损失。因此，我们需要将整个电网变成直流电。
今天，横跨海洋的高压电网已经是直流电，称为HVDC。我们想在中压和低压水平上做同样的事情。有趣的是，您可以轻松地在家中使用350-400V直流电网-无需更换电线，也无需更换电器。
您唯一要做的是，目前所有的设备都有一个AC-DC转换器，但是将来您可以省去它。太阳能系统也是如此—今天，您需要一个DC-AC转换器，但是有了DC电网，您可以省去它。这意味着您可以节省5-10％的太阳能系统投资。因此，不仅可以节省能源，还可以节省成本。
如果要开发完全可再生的能源系统，则需要在直流上进行，在我看来，使用交流电网根本不可能
问：到目前为止，为什么电网都是交流电？
A：这是由于爱迪生先生和特斯拉先生之间的过往斗争。发明灯泡的爱迪生当时已经在研究DC。特斯拉与西屋（Westinghouse）相连，他们建造了大型发电厂（最初是水力发电厂）。大湖区某处产生的电力必须远距离输送到华盛顿特区。当时，特斯拉可以将交流电压提高到更高的水平，并减少长距离电缆上的损耗。
所以他赢了你可以说的那场战斗。当时我们没有像今天这样在DC上工作的芯片和电机。今天，由于引入了芯片，每个设备都可以在DC上工作。如今，电力电子技术已经发展起来，我们也可以通过DC进行长距离传输。直流电网的所有设备都在那里。我们唯一要做的就是更改系统，这当然是一个巨大的变化，是范式转换。
但是您可以逐步完成该任务，甚至在房屋级别也可以。例如，您可以在门口安装AC-DC转换器。然后，您将DC分配到您家中。您不仅可以节省能源，还可以节省其他方面需要的逆变器。
未来能源系统的一个例子
“我们在荷兰种植番茄的温室中进行测试。通常，您在天花板上有照明系统，可以帮助植物更快地生长。我们现在正在做的是改变为LED照明。我们希望将LED灯放在植物之间。但是事实证明，我们不能这样做，因为每串LED灯的末端都有一个AC-DC转换器，这会造成能量损失，这意味着它会变热。如果将此转换器放在植物之间，则它们会被燃烧。因此，我们要做的是将转换器放置在温室外面，并在内部放置一个直流电网，这样我们就不再产生热量，可以将LED放置在植物之间，并将能源消耗减少10倍。但是，由于每台AC-DC转换器都有铜线，因此每公顷还可以节省1000公斤铜。现在，对于每串LED灯，我们只需要一个，而不是一个。因此，这不仅节省了能源，还节省了材料。
最后，如果要开发一个完全可再生的能源系统，则需要在DC上进行，因为如果需要再次将DC转换为AC并将AC转换为DC，则需要大量的铜，我认为这是不可能的与交流电网。您需要更改系统。这与生产无关，而与电力的分配和使用有关。
问：谁是这次改头换面的动力？
A：对于HVDC，这实际上是一个行业，例如Siemens，GE等公司。在低压级别，您会看到它特别是规模较小的专业公司。例如，在美国有一家名为Nextek的公司正在为您的家庭提供这种系统。
每个燃料电池发动机可为100所房屋提供电力，而不仅仅是一处。所以我们可以用汽车代替发电厂
能源公司有时不情愿地研究该主题。公共机构越来越感兴趣。但是，当您查看电力法规或公共电网或建筑物电网的法规时，就不能在直流上做任何事情。在欧盟乃至国家层面都是如此。从未有人想到您可以在DC上做到这一点。因此，法规和代码的编写方式可以使用交流电，而不能使用直流电。因此，在这种情况下，您还需要监管方面的创新。
问：电网运营商又如何呢？
A：不，通常他们受到严格的监管，说“哦，这是不允许的”。此外，优势还体现在客户层面，在这里您可以节省能源，太阳能可再生能源，节省铜。对于电网运营商而言，无论电网是交流电还是直流电，它都差不多。他们没有看到自己的优势。
问：那您最后的重大范式转换又如何呢？
A：第三，是燃料电池汽车。许多汽车制造商正在对此进行研究，并将其引入加利福尼亚，德国，韩国和日本。燃料电池汽车可以发电，它是一台带电动机的电动汽车，但动力并非来自汽车的电池，而是由燃料电池将氢转化为电能产生的。这种燃料电池的效率很高，为60％。
这个想法是，当这辆车停在某个地方时，它还可以为您的房屋，电网，办公室等提供电力。实际上，每台功率约100kW的燃料电池发动机都可以为100所房屋提供电能，而不仅仅是一个房屋。我们的汽车（如果成为燃料电池汽车）的潜在电力生产能力是我们全球发电厂的十倍。在欧洲，我们每年购买的汽车发电量是发电厂的两倍。
因此，我们可以用汽车代替发电厂。例如，您可以建立一个停车场，将汽车连接到制氢设施和电网。当风能或太阳能产生的电能过剩时，您会产生氢气并将其存储在汽车的油箱中。当电力生产较少时，汽车可以产生所需的电力。
问：汽车既是电力储存又是电力生产？
A：是。而且，如果您考虑自动驾驶的发展，则实际上可以将汽车运输到需要发电的地方。您的汽车将带您离开市区，开车去停车场发电，然后在“呼啸”时接您。停车场可以在城市郊区，因此这也将使城市更清洁，更无车。我们将拥有完全不同的电力和运输系统。
特斯拉目前在公众辩论中占主导地位，但这并不是汽车制造商前进的主要方向
问：但是所有的话题似乎都与电池驱动的电动汽车有关？
A：汽车制造商都在谈论燃料电池汽车。特斯拉目前在公众辩论中占主导地位，但这不是汽车制造商前进的主要方向。
氢气还可以使您长途行驶：汽车中有20公斤的氢气，您可以行驶2000公里。而且您可以在1-2分钟内为您的油箱加油-这与电池驱动的汽车也有所不同。
问：您的专长是技术发展。您是否看到决策者对这些变化有任何认识？在布鲁塞尔，欧盟委员会正在讨论电力市场的重新设计和消费者的“新交易”，但这全都涉及智能电表，更好的电费信息等。辩论似乎并没有延伸到这个水平。系统更改。如何使运输中的碳减少是一个单独的讨论。
A：这些技术的发展正在发生，但在公开辩论中却看不到它们如何实现向新能源系统的过渡。公开辩论和政策制定者没有意识到这些进展。它的运行速度比他们想象的要快得多。
问：这是一个问题吗，是否有放慢速度甚至阻塞的风险？
A：不会。监管当然是其中的一部分，但主要问题是能源部门本身并未意识到其中许多因素。他们看不到事态发展，因为他们不在行业之外。例如，DC技术在很大程度上受到诸如Cisco和Apple之类的公司的推动，因为它们正在开发USB标准。他们在数据中心使用DC。USB不仅成为数据传输的标准，而且也成为能量传输的标准。能源领域以外的事态发展对它影响很大，但无论是能源公司还是能源政策制定者都不在意。
这些发展将会发生，将会来临并会影响能源公司，因为购买或使用这些东西的是客户。您已经看到丰田，不久之后现代还将提供一种带插头的燃料电池汽车，该插头可以为家庭供电。
能源行业将在能源公司之外发展。例如，智能电表将被物联网所超越
问：将来还有能源公司吗？他们看起来怎么样？
A：我总是说未来的能源公司将是例如汽车租赁公司。但您也可以认为Google会与汽车公司一起做到这一点。当今的能源公司需要改变，否则它们将破产。我看不到他们今天这样想。传统能源公司已经对可再生能源的发展感到困惑。
能源行业将在能源公司之外发展。例如，您提到的智能电表，这种发展将被物联网所超越。每个设备将能够测量自己的能耗。让我们以一家冰箱公司为例，它会向您租借一台冰箱，包括电费。然后，该公司在整个欧洲拥有一百万台冰箱，并在电力市场上进行贸易。当电量过剩时，它会打开冰箱，使冰箱冷却得更多些；而当电量少时，它会把冰箱关闭并且消耗更少的电量（价格也很高）。与能源公司无关。
问：当我们转向分散得多的能源系统时，大型集中式基础设施（如海上风电场和高压电网）将扮演什么角色？
A：您可以通过风能，太阳能等大规模发电。但这并不一定是可以收集这种能量的电网。例如，我正在与一些世界上最大的公司合作，将风力涡轮机放置在海洋中部，那里的风速比北海高得多。您无法使用电缆将这些浮动式风力涡轮机连接到陆地-电缆将远远超过1000公里，而且价格昂贵-因此，我们要做的是利用电力产生氢气，将其放入船中并带到岸上。从那里，它可以去汽车的加油站或去工业的产品，因为氢也是例如肥料的化学成分。
我正在与一些世界上最大的公司合作，将风力涡轮机放置在海洋中部，那里的风速比北海高得多
仍然会有高压网络，但对它的需求正在减少–您可以在本地规模上做很多事情，也可以通过船舶和道路进行很多能源运输。
问：能源政策在多大程度上影响着我们未来的能源系统？
A：您需要能源政策。例如，您需要它来在欧洲实施加氢站。需要碳价或类似的价格来刺激清洁能源的生产。另一方面，其中某些事情将仅由于公司和消费者生产和购买而发生。没有法规。禁止将您的汽车连接到房屋上以发电。
问：石油和天然气公司如何看待这些发展？离岸生产，氢气等与他们的专业知识相距一百万英里。
A：这些公司很多都忙于正常的石油和天然气储量，但您看到例如壳牌并不反对氢。首先，它也是一种燃料。其次，您可以从普通天然气（以及将来通过风能和太阳能驱动的电解）生产氢。在德国，一个正在建设400个加氢站的联盟由壳牌，道达尔和汽车制造商组成。
问：您还看到其他范式转变吗？
A：我已经提到了物联网和冰箱示例。今天，我们认为我们需要电池来提高灵活性，但这也可以通过需求和机器人来完成。今天，您插入真空吸尘器，此时需要1000W。将来，它将是一个带着电池在地板上爬行的机器人。当电价低时，电池将被充电，您仍然可以随时清洁。
机器人技术和物联网将使所有设备变得更加智能，并要求更大的灵活性。从冰箱到汽车，每台设备都将配备芯片，互联网连接和电池。
3D打印对能源需求意味着什么？由于避免了运输和物流，您将在家中使用更多的电力，但整个系统中的能源更少。当然，您需要运输原材料，但这并不需要像从中国运输所有制成品那样耗费大量能源。您将能够在需要的地方准时生产个性化产品。您将仅通过生产所需的东西来减少浪费。
问：这是否意味着欧洲将去工业化？
A：工业界将开发这些打印机和设计（用于打印），但是如果您要制造椅子或厨房用具等，则可以在家中完成。
我认为，当今世界上有许多事态发展对能源部门的影响要比能源部门本身以及围绕能源的政策制定者要多得多。
问：所有这些系统更改的时间表是什么？
A：所有这些发展都会发生，唯一的问题是何时。我认为燃料电池汽车至少要再花10年时间，才能在能源领域产生任何重大变化。但是LED革命和物联网将发展得更快-我看到它们已经在5-10年内问世了。我不知道DC电网，我想您会看到它在某些地区（例如中国的新城区）发展非常迅速，但在欧洲不确定。在低电压级别上，您会看到未来5到10年内建筑物的一些发展，但是我不确定电网本身是否会如此迅速地变化。
但是，在2050年之前，您将看到所有这些发展对能源系统的巨大影响。
转载有permissi0n。
