2009年7月16日，美國能源部長朱棣文、商務(wù)部長駱家輝造訪了中國國家電網(wǎng)公司，探討了雙方在智能電網(wǎng)技術(shù)方面的合作問題。到目前為止，中美兩國是在智能電網(wǎng)規(guī)劃中最舍得花錢的國家，分別投入每年2000億人民幣和1200億美元的預(yù)算，計劃對全國的電網(wǎng)進行智能化升級。奧巴馬聲稱，建立智能電網(wǎng)是為了“創(chuàng)造世界上最高的能源利用效率”。
“智能電網(wǎng)”，簡單地說就是通過植入智能部件，讓電網(wǎng)具備高度的統(tǒng)籌能力和自愈能力，從而提高能源的整體利用效率。這一概念，最早由加拿大人馬克·坎貝爾（Mark?Kerbel）應(yīng)用實踐，2005年，他利用群體行為（Swarm）原理，用一種無線控制器與大樓的各個電器相連，使所有的電器彼此能互通信息，自動調(diào)整行動，選擇最合適的用電方案。這樣，在不犧牲每個個體的前提下，整個大樓的節(jié)能目標(biāo)便可以實現(xiàn)。
沒有哪種方法會比智能化更方便管理能源的使用，管理是為了得到更好的能效（能源利用效率）。在美國，由于能效低下，近一半油氣以及四分之三的電能被白白浪費，一些國際大企業(yè)已經(jīng)把“能效”看作與石油同等重要的“第五資源”。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，順應(yīng)了開發(fā)“第五資源”的思路，畢竟在新能源技術(shù)還不夠成熟的時候，“節(jié)流”遠(yuǎn)比“開源”重要。（岑伯寧?策劃，趙大偉?執(zhí)行）
博爾德電力實驗：用智能電表優(yōu)先選擇使用太陽能電池，彼得森儲蓄了夠烤154個比薩餅的能源。
在美國再度為不參加《京都協(xié)議書》辯解時，大量排放的溫室氣體已經(jīng)使全球海平面上升了0.17米。為了不讓后代去海面以下搜尋住所，美國人嘗試著讓能源長點智慧——首先從電網(wǎng)入手。2008年4月，Xcel?Energy公司聯(lián)合另外幾家綠色高科技公司，投資1億美元將博爾德（Boulder）打造成“智慧電網(wǎng)實驗室”。“之所以會選中博爾德，是因為這座城市合適的人口密度以及相對獨立的電力分配系統(tǒng)。”Xcel?Energy外聯(lián)人員凱瑟琳（Catherin）說。自2008年4月起，Xcel?Energy計劃在博爾德安裝5萬臺新的智能電力設(shè)備。其中，智能電表是智能電力設(shè)備中重要的一環(huán)。“它能實時分析數(shù)據(jù)，建議用戶在電力昂貴的時候避開用電，也會告訴用戶哪些電來自清潔能源。”現(xiàn)在，智能電表是彼得森（Peterson）和瓦爾（Val）夫婦家中隱形的協(xié)調(diào)員，它統(tǒng)籌屋內(nèi)所有電器的用電情況。科羅拉多大學(xué)博爾德分校校長彼得森是“智能電網(wǎng)實驗室”的第一位志愿者。他們允許Xcel?Energy公司改造了他們的房子，并接受了該公司提供的智能儀表、輸出功率6000瓦特的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，外加一輛混合動力汽車。彼得森稱他這次參與的實驗為“連接愛迪生和蓋茨的世界”，目標(biāo)是通過新配備的智能電力設(shè)備和適應(yīng)新的用電方式——依舊住博爾德市中心，依舊是那些電器，但要盡可能地使用清潔能源，盡可能地錯開用電高峰，盡可能地降低每個月的用電開銷。
比薩餅正在烤箱中加熱，加熱的電來自彼得森家洋樓屋頂?shù)乃膲K太陽能電池板。“太陽充足的時候用太陽能，大風(fēng)吹來，則用風(fēng)電。用戶能依據(jù)程序設(shè)定通過風(fēng)電激活他們的洗碗機或暖氣片。”凱瑟琳說。這是一個很大的變化，傳統(tǒng)電網(wǎng)只是單方面存儲清潔能源，但僅靠清潔能源發(fā)電可能會導(dǎo)致電力不穩(wěn)定，比如不刮風(fēng)的時候風(fēng)電就不夠用。融合不同屬性的電力，讓用戶更好地利用可再生、清潔能源，是這次實驗的重要內(nèi)容。彼得森家使用的能源除了太陽能，還有風(fēng)電、核電、火電等。智能電表能顯示此時光伏、風(fēng)電、水電等不同電種是否充足，以及自由選擇
美國小城博爾德是第一個全面架設(shè)智能電網(wǎng)的城市，彼得森一家是這個城市中第一個接受電力實驗的家庭。他們和鄰居都發(fā)現(xiàn)，不用犧牲任何生活便利，也能將電費降到每月3美元。
各種不同的電力，它們可能來自風(fēng)、煤炭，抑或是太陽。這就像我們出游選擇交通工具，可以是火車，也可以是飛機或輪船。但這又給智能電網(wǎng)帶來另外一個問題，如何讓各種分布式能源自由、動態(tài)地接入電網(wǎng)。
“在我走出家門的時候，我能通過網(wǎng)絡(luò)，用任何一臺計算機、iPod或iPhone，遙控智能電表更改家中電器的設(shè)置。比如，優(yōu)先選擇太陽能電池板的蓄電。”瓦爾說。現(xiàn)在，彼得森夫婦家屋頂?shù)奶柲茈姵匕鍍π钕聛淼碾娍梢钥局?54個比薩餅，相當(dāng)于590.7磅的煤炭所產(chǎn)生的能源。如果博爾德預(yù)裝智能電力設(shè)備的5萬用戶都擁有這一儲備量，就能獲得相當(dāng)于2953.5萬磅的煤炭所產(chǎn)生的能源，這樣節(jié)省下來的碳排放量是個驚人的數(shù)字。
智能電表還提供實時定價信息，以幫助用戶減少消費高峰時段用電。這個功能直接關(guān)系到彼得森的錢包，效果很好。2008年1月，普拉特集團在太平洋西北國家實驗室完成了實時電價信息示范項目，研究結(jié)果是實時定價可以減少高峰用電的10%。
如果太陽能不充足、風(fēng)電不穩(wěn)定，彼得森會盡可能選擇峰谷期間用電、蓄電。白天所蓄太陽能用于給混合動力汽車充電，通常情況，這些能量夠它跑上兩天。“電價不再是一成不變，它會根據(jù)一天中不同時段來自動定價，比如晚上用電高峰期，電價自動上揚，但以前只是電力系統(tǒng)讀取用戶的電表，現(xiàn)在我們能看到整個城市的用電情況，從而為自己的用電進行規(guī)劃。當(dāng)然，停電也是不用擔(dān)心的，智能電網(wǎng)可以在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)自動恢復(fù)。”
這樣的技術(shù)設(shè)計還有一個好處，中國能源網(wǎng)CIO韓曉平舉了個例子：“北京有1500萬人口，約500萬臺冰箱，如果以每臺冰箱120瓦計算，合計裝機負(fù)荷60萬千瓦，如果未來的冰箱可以蓄冰儲能，所有冰箱都在夜間用電低谷蓄冰，并根據(jù)電網(wǎng)的智能安排分批進行工作，電網(wǎng)就可以因此減少幾十萬的裝機容量，免去相應(yīng)輸電線路和變電站的建設(shè)投資。”
省錢、節(jié)能、減排。彼得森的目標(biāo)應(yīng)該也是全世界所有人的目標(biāo)。“美國2007年3億人口，用電量4367.875千瓦時。如果是中國，14億人口的用電量將是美國的3.5倍。如果延續(xù)目前模式，70%的電力將靠燃煤大火電保障，最少需要42億噸的原煤。如按70%的煤炭用于發(fā)電來算，需要生產(chǎn)原煤60億噸，而2007年全球的煤炭產(chǎn)量僅有64億噸。”韓曉平在題為《我們?yōu)槭裁葱枰悄茈娋W(wǎng)》的文章中如是說。
另外，據(jù)美國能源部的研究結(jié)果顯示，由于電網(wǎng)效率低下而造成的電能損失高達(dá)總電能的67%。67%的損耗是指現(xiàn)有電力系統(tǒng)的能量損耗，其中包括發(fā)電、輸配電以及終端用電環(huán)節(jié)。“實際上，從能源資源的開發(fā)、運輸、轉(zhuǎn)換直到最終的需求，從煤炭的開發(fā)直到我們眼前的計算機屏幕或頭頂?shù)臒襞荩覀冋嬲軌蚶玫挠行芰靠峙虏蛔?0%。另外的90%無疑是一座巨大的金礦。”韓曉平說。
依靠挖掘這巨大的金礦，彼得森的節(jié)能減排的目標(biāo)已經(jīng)達(dá)成，他們的鄰居也一樣，將每月電費降到了3美元。“新的電力系統(tǒng)精確實用，讓我們輕松地控制能源消費，即使我離開了屋子，我也能通過電腦掌控屋子和汽車。尤其是屋頂上的太陽能面板，它能和車，還有家中的一切電器進行交流，它們總能找到一個最高效最清潔的用電方式。”
博爾德的實驗并沒有犧牲生活便利來節(jié)省能源，這是最吸引人的。不僅如此，有了智能電網(wǎng)，彼得森夫婦的生活以及其他的志愿者的生活顯得更為便利。舉例來說，“隨手關(guān)燈”是很小的事兒，但容易忘記。“如果采用智能感應(yīng)照明，只在有人有需求的地方進行精確照明，可以節(jié)省不少電能，減排不少二氧化碳。而實現(xiàn)這一技術(shù)僅需要為每一個燈口安裝一個芯片和控制開關(guān)，在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b感應(yīng)器，相關(guān)的控制數(shù)據(jù)信息可以直接從電力線上傳送。”韓曉平解釋說。
根據(jù)法國監(jiān)管機構(gòu)CRE的預(yù)測，通過安裝智能表計，能夠減少居民能源消耗5%，減少二氧化碳排放5%。智能電網(wǎng)通過電子感應(yīng)、探測、遙控等信息技術(shù)對需求進行實時跟蹤，并進行智能化的分析、控制，實現(xiàn)精確供能。“這樣，使人們的生活質(zhì)量不受影響，甚至更舒適，靠信息技術(shù)的進步將能源節(jié)約下來。”韓曉平說。現(xiàn)在，芬蘭通過安裝智能表計，用戶的能量使用效率已經(jīng)提高了7%。
“智能電網(wǎng)”，簡單地說就是通過植入智能部件，讓電網(wǎng)具備高度的統(tǒng)籌能力和自愈能力，從而提高能源的整體利用效率。這一概念，最早由加拿大人馬克·坎貝爾（Mark?Kerbel）應(yīng)用實踐，2005年，他利用群體行為（Swarm）原理，用一種無線控制器與大樓的各個電器相連，使所有的電器彼此能互通信息，自動調(diào)整行動，選擇最合適的用電方案。這樣，在不犧牲每個個體的前提下，整個大樓的節(jié)能目標(biāo)便可以實現(xiàn)。
沒有哪種方法會比智能化更方便管理能源的使用，管理是為了得到更好的能效（能源利用效率）。在美國，由于能效低下，近一半油氣以及四分之三的電能被白白浪費，一些國際大企業(yè)已經(jīng)把“能效”看作與石油同等重要的“第五資源”。智能電網(wǎng)的出現(xiàn)，順應(yīng)了開發(fā)“第五資源”的思路，畢竟在新能源技術(shù)還不夠成熟的時候，“節(jié)流”遠(yuǎn)比“開源”重要。（岑伯寧?策劃，趙大偉?執(zhí)行）
博爾德電力實驗：用智能電表優(yōu)先選擇使用太陽能電池，彼得森儲蓄了夠烤154個比薩餅的能源。
在美國再度為不參加《京都協(xié)議書》辯解時，大量排放的溫室氣體已經(jīng)使全球海平面上升了0.17米。為了不讓后代去海面以下搜尋住所，美國人嘗試著讓能源長點智慧——首先從電網(wǎng)入手。2008年4月，Xcel?Energy公司聯(lián)合另外幾家綠色高科技公司，投資1億美元將博爾德（Boulder）打造成“智慧電網(wǎng)實驗室”。“之所以會選中博爾德，是因為這座城市合適的人口密度以及相對獨立的電力分配系統(tǒng)。”Xcel?Energy外聯(lián)人員凱瑟琳（Catherin）說。自2008年4月起，Xcel?Energy計劃在博爾德安裝5萬臺新的智能電力設(shè)備。其中，智能電表是智能電力設(shè)備中重要的一環(huán)。“它能實時分析數(shù)據(jù)，建議用戶在電力昂貴的時候避開用電，也會告訴用戶哪些電來自清潔能源。”現(xiàn)在，智能電表是彼得森（Peterson）和瓦爾（Val）夫婦家中隱形的協(xié)調(diào)員，它統(tǒng)籌屋內(nèi)所有電器的用電情況。科羅拉多大學(xué)博爾德分校校長彼得森是“智能電網(wǎng)實驗室”的第一位志愿者。他們允許Xcel?Energy公司改造了他們的房子，并接受了該公司提供的智能儀表、輸出功率6000瓦特的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，外加一輛混合動力汽車。彼得森稱他這次參與的實驗為“連接愛迪生和蓋茨的世界”，目標(biāo)是通過新配備的智能電力設(shè)備和適應(yīng)新的用電方式——依舊住博爾德市中心，依舊是那些電器，但要盡可能地使用清潔能源，盡可能地錯開用電高峰，盡可能地降低每個月的用電開銷。
比薩餅正在烤箱中加熱，加熱的電來自彼得森家洋樓屋頂?shù)乃膲K太陽能電池板。“太陽充足的時候用太陽能，大風(fēng)吹來，則用風(fēng)電。用戶能依據(jù)程序設(shè)定通過風(fēng)電激活他們的洗碗機或暖氣片。”凱瑟琳說。這是一個很大的變化，傳統(tǒng)電網(wǎng)只是單方面存儲清潔能源，但僅靠清潔能源發(fā)電可能會導(dǎo)致電力不穩(wěn)定，比如不刮風(fēng)的時候風(fēng)電就不夠用。融合不同屬性的電力，讓用戶更好地利用可再生、清潔能源，是這次實驗的重要內(nèi)容。彼得森家使用的能源除了太陽能，還有風(fēng)電、核電、火電等。智能電表能顯示此時光伏、風(fēng)電、水電等不同電種是否充足，以及自由選擇
美國小城博爾德是第一個全面架設(shè)智能電網(wǎng)的城市，彼得森一家是這個城市中第一個接受電力實驗的家庭。他們和鄰居都發(fā)現(xiàn)，不用犧牲任何生活便利，也能將電費降到每月3美元。
各種不同的電力，它們可能來自風(fēng)、煤炭，抑或是太陽。這就像我們出游選擇交通工具，可以是火車，也可以是飛機或輪船。但這又給智能電網(wǎng)帶來另外一個問題，如何讓各種分布式能源自由、動態(tài)地接入電網(wǎng)。
“在我走出家門的時候，我能通過網(wǎng)絡(luò)，用任何一臺計算機、iPod或iPhone，遙控智能電表更改家中電器的設(shè)置。比如，優(yōu)先選擇太陽能電池板的蓄電。”瓦爾說。現(xiàn)在，彼得森夫婦家屋頂?shù)奶柲茈姵匕鍍π钕聛淼碾娍梢钥局?54個比薩餅，相當(dāng)于590.7磅的煤炭所產(chǎn)生的能源。如果博爾德預(yù)裝智能電力設(shè)備的5萬用戶都擁有這一儲備量，就能獲得相當(dāng)于2953.5萬磅的煤炭所產(chǎn)生的能源，這樣節(jié)省下來的碳排放量是個驚人的數(shù)字。
智能電表還提供實時定價信息，以幫助用戶減少消費高峰時段用電。這個功能直接關(guān)系到彼得森的錢包，效果很好。2008年1月，普拉特集團在太平洋西北國家實驗室完成了實時電價信息示范項目，研究結(jié)果是實時定價可以減少高峰用電的10%。
如果太陽能不充足、風(fēng)電不穩(wěn)定，彼得森會盡可能選擇峰谷期間用電、蓄電。白天所蓄太陽能用于給混合動力汽車充電，通常情況，這些能量夠它跑上兩天。“電價不再是一成不變，它會根據(jù)一天中不同時段來自動定價，比如晚上用電高峰期，電價自動上揚，但以前只是電力系統(tǒng)讀取用戶的電表，現(xiàn)在我們能看到整個城市的用電情況，從而為自己的用電進行規(guī)劃。當(dāng)然，停電也是不用擔(dān)心的，智能電網(wǎng)可以在最短的時間內(nèi)實現(xiàn)自動恢復(fù)。”
這樣的技術(shù)設(shè)計還有一個好處，中國能源網(wǎng)CIO韓曉平舉了個例子：“北京有1500萬人口，約500萬臺冰箱，如果以每臺冰箱120瓦計算，合計裝機負(fù)荷60萬千瓦，如果未來的冰箱可以蓄冰儲能，所有冰箱都在夜間用電低谷蓄冰，并根據(jù)電網(wǎng)的智能安排分批進行工作，電網(wǎng)就可以因此減少幾十萬的裝機容量，免去相應(yīng)輸電線路和變電站的建設(shè)投資。”
省錢、節(jié)能、減排。彼得森的目標(biāo)應(yīng)該也是全世界所有人的目標(biāo)。“美國2007年3億人口，用電量4367.875千瓦時。如果是中國，14億人口的用電量將是美國的3.5倍。如果延續(xù)目前模式，70%的電力將靠燃煤大火電保障，最少需要42億噸的原煤。如按70%的煤炭用于發(fā)電來算，需要生產(chǎn)原煤60億噸，而2007年全球的煤炭產(chǎn)量僅有64億噸。”韓曉平在題為《我們?yōu)槭裁葱枰悄茈娋W(wǎng)》的文章中如是說。
另外，據(jù)美國能源部的研究結(jié)果顯示，由于電網(wǎng)效率低下而造成的電能損失高達(dá)總電能的67%。67%的損耗是指現(xiàn)有電力系統(tǒng)的能量損耗，其中包括發(fā)電、輸配電以及終端用電環(huán)節(jié)。“實際上，從能源資源的開發(fā)、運輸、轉(zhuǎn)換直到最終的需求，從煤炭的開發(fā)直到我們眼前的計算機屏幕或頭頂?shù)臒襞荩覀冋嬲軌蚶玫挠行芰靠峙虏蛔?0%。另外的90%無疑是一座巨大的金礦。”韓曉平說。
依靠挖掘這巨大的金礦，彼得森的節(jié)能減排的目標(biāo)已經(jīng)達(dá)成，他們的鄰居也一樣，將每月電費降到了3美元。“新的電力系統(tǒng)精確實用，讓我們輕松地控制能源消費，即使我離開了屋子，我也能通過電腦掌控屋子和汽車。尤其是屋頂上的太陽能面板，它能和車，還有家中的一切電器進行交流，它們總能找到一個最高效最清潔的用電方式。”
博爾德的實驗并沒有犧牲生活便利來節(jié)省能源，這是最吸引人的。不僅如此，有了智能電網(wǎng)，彼得森夫婦的生活以及其他的志愿者的生活顯得更為便利。舉例來說，“隨手關(guān)燈”是很小的事兒，但容易忘記。“如果采用智能感應(yīng)照明，只在有人有需求的地方進行精確照明，可以節(jié)省不少電能，減排不少二氧化碳。而實現(xiàn)這一技術(shù)僅需要為每一個燈口安裝一個芯片和控制開關(guān)，在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b感應(yīng)器，相關(guān)的控制數(shù)據(jù)信息可以直接從電力線上傳送。”韓曉平解釋說。
根據(jù)法國監(jiān)管機構(gòu)CRE的預(yù)測，通過安裝智能表計，能夠減少居民能源消耗5%，減少二氧化碳排放5%。智能電網(wǎng)通過電子感應(yīng)、探測、遙控等信息技術(shù)對需求進行實時跟蹤，并進行智能化的分析、控制，實現(xiàn)精確供能。“這樣，使人們的生活質(zhì)量不受影響，甚至更舒適，靠信息技術(shù)的進步將能源節(jié)約下來。”韓曉平說。現(xiàn)在，芬蘭通過安裝智能表計，用戶的能量使用效率已經(jīng)提高了7%。
