德國：真正的能源革命

　　內(nèi)蒙古自治區(qū)的風力發(fā)電量正在急速飛漲，2007年最高用電負荷是1109萬千瓦，到2020年風電裝機計劃將達到5870萬千瓦。然而，由于沒有全部接入全國電網(wǎng)，電量消納效率成為問題，電能損耗曾高達30%。現(xiàn)在，內(nèi)蒙古政府只好減緩風電的裝機速度。現(xiàn)實變得極為嚴峻——大量新建的能源發(fā)電站，并沒有解決能源短缺這一根本問題。

　　與中國相比，德國人正在做著相反的事情：加速新能源的應(yīng)用范圍，最好令其無空不入。他們的新計劃是，在每個家庭的房頂上，都裝上太陽能發(fā)電裝置，再在庭院里建一個小型風能發(fā)電站，用它們來滿足每個家庭對電和熱的全部需求。德國人之所以敢這樣做，是因為在德國，一張無所不能的智能電網(wǎng)正在鋪開。這張網(wǎng)建立起來之后，新能源的利用率幾乎可以達到100%。這才是真正的能源革命。

　　所謂建立智能網(wǎng)，也就是把所有能源產(chǎn)生的電量，都放在一張電網(wǎng)上進行傳輸，這張網(wǎng)就叫智能電網(wǎng)。但它又與普通電網(wǎng)不同，其最大的特點是，它應(yīng)用了大量的IT技術(shù)，使其更像一張互聯(lián)網(wǎng)，因此具有極強的互動性。比如，德國家庭安裝的各種小型發(fā)電站，如果發(fā)電量超出了家庭需求量，那么就可以把多出的這部分電量通過智能電網(wǎng)傳輸?shù)狡渌枰秒姷牡胤健５@是一種“賣電”的行為，家庭因此可以獲得收入。如果碰上陰天或者沒有風的天氣，家庭太陽能和風能發(fā)電站就無法正常工作，此時用戶想用電，則可以通過智能電網(wǎng)購買所需電能，這又是一種買電的行為。

　　在買與賣之間，便形成了良好的互動性。更神奇的是，用戶可以根據(jù)電價的波動(在很多國家用電高峰期的電價是很貴的)，來選擇一個合適的時機買賣電能。電價信息由智能電網(wǎng)提供，而獲得這些信息的方式則有很多種，比如在互聯(lián)網(wǎng)上、手機上甚至收音機上。用戶獲得信息之后，再通過互聯(lián)網(wǎng)等手段，將買賣命令發(fā)送給家中已安裝好的智能儀表(電表的替換物)，由智能儀表來控制是接收電能還是輸出電能。這樣下來，用戶就可以低價買入電能，再高價賣出，很像炒股。

　　智能電網(wǎng)的互動性還不止于此。它還能讓所有用電的產(chǎn)品，都加入到互動的過程中。福特汽車就正在嘗試這樣做。當福特插電式混合動力車接入外接電源時，其電池系統(tǒng)能夠通過公用事業(yè)公司(比如電力公司)傳送出的智能參數(shù)與電網(wǎng)直接進行溝通。車主通過使用車輛的觸摸屏導航界面，以及中控臺的“福特車載辦公解決方案系統(tǒng)”就可選擇車輛在什么時候充電，以及充電的時長和電費。如果車主長時間不用車，還可以出售掉儲存的現(xiàn)有電量。

　　家用電器同樣也可以實現(xiàn)互動操作，前提也是它們插上了電源(即接入智能電網(wǎng))。然后用戶就可以通過手機、互聯(lián)網(wǎng)或者其他工具，遠程控制家用電器的開關(guān)狀態(tài)，并可設(shè)置具體參數(shù)，比如設(shè)定空調(diào)溫度、洗衣機的洗滌程序等。更令人想不到的是，用電產(chǎn)品還能夠自主地選擇用什么能源的電能，喜歡風能發(fā)電的人就選擇風能，以此類推還有太陽能、煤、燃氣等等。一些減碳要求較高的組織機構(gòu)，自然會選擇新能源，這樣也就可以促使整個社會大大提高新能源的使用比例。如果沒有智能電網(wǎng)，新能源的發(fā)電量就不能被有效地傳輸，這些組織也就沒得選擇。就像內(nèi)蒙古有龐大的風電量，而內(nèi)陸地區(qū)絕大多數(shù)工廠卻仍在用煤電。

　　智能電網(wǎng)強大的互動性，其目的就是將新能源的利用率發(fā)揮到極致，而這些并非天方夜譚。

　　德國斯圖加特的200個家庭，正在享受著智能電網(wǎng)帶來的美好生活;在美國科羅拉多州的一個擁有10萬人口、名為Boulder的小城市，智能電網(wǎng)在這里也得到應(yīng)用。更多的組織機構(gòu)在嘗試研究和應(yīng)用智能電網(wǎng)。西門子公司計劃在智能電網(wǎng)上投資60億歐元;美國思科公司正在全球各地幫各國的電力公司建設(shè)智能電網(wǎng)，因為它相信，下個十年智能電網(wǎng)將得到廣泛應(yīng)用。參與其中的，還有IBM、微軟、SAP等IT公司。

　　智能電網(wǎng)正在帶來更大的市場機會。美國咨詢公司BrattleGroup對美國市場上智能電網(wǎng)(SmartGrid)相關(guān)投資金額的估算值為平均每年750億美元。該公司還估算出了2010年至2030年的合計數(shù)字，確定其總額為1.5萬億美元。如此龐大的市場并非空穴來風，智能電網(wǎng)至少涉及三個領(lǐng)域：從發(fā)電站配送至配電站，然后再傳輸至每個用戶所需要的電力控制網(wǎng)(輸配電網(wǎng));一條能夠傳輸智能電網(wǎng)中所有及時數(shù)據(jù)的通信網(wǎng)(信息通信網(wǎng))，以及承擔家庭及辦公室負荷控制工作的智能儀表;利用信息通信網(wǎng)作為基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案及服務(wù)(IT技術(shù)服務(wù))。這三個領(lǐng)域都將產(chǎn)生巨大的商業(yè)價值，比如智能儀表、智能儀表信息管理系統(tǒng)、家庭電力控制裝置以及利用上述設(shè)備的需求響應(yīng)(DemandResponse)等服務(wù)。

　　智能電網(wǎng)的經(jīng)濟價值和新能源的高利用率，已引起各國政府的重視。奧巴馬的新能源戰(zhàn)略中，將有45億美元用于改造智能電網(wǎng)。中國在今年5月份，也向世界宣布了要建立“堅強智能電網(wǎng)”的決心，并預(yù)計分三階段完成(2020年建成)，共投資4萬億元。只不過，中國現(xiàn)階段的智能電網(wǎng)概念，關(guān)注的是用戶雙向互動的功能，而歐美宣傳得比較多的是IT技術(shù)的應(yīng)用。中國IT公司應(yīng)更多地加入智能電網(wǎng)的建設(shè)中。要知道，智能電網(wǎng)絕不只是安裝一個智能電表那么簡單。

“日本不需要智能電網(wǎng)”的理由

　　美國正在積極采取措施提高輸電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的功能。這種運用了通信/IT技術(shù)電網(wǎng)稱之為“智能電網(wǎng)”。不僅是美國的電力運營商，通信及IT相關(guān)廠商也對智能電網(wǎng)充滿了期待。

　　而在日本國內(nèi)的市場上，對“智能電網(wǎng)”的看法迥然不同。電力運營商相關(guān)人士表示，“日本不需要智能電網(wǎng)”。是什么原因使得日本對智能電網(wǎng)的看法與美國截然不同?

　　美國需要智能電網(wǎng)，但日本不同

　　很多人認為“日本不需要智能電網(wǎng)”的理由之一是，日本電網(wǎng)已經(jīng)具備很高的通信功能，而且一直在維護并增強功能。而美國電網(wǎng)的傳感器及網(wǎng)絡(luò)控制功能等尚存在很多不完善之處，從而導致停電等故障時恢復(fù)供電需要較長的時間，這是需要智能電網(wǎng)的主要原因。有看法指出，就這一點而言，日本和美國的情況大不相同。還有人認為，“日本早就是智能電網(wǎng)了。現(xiàn)在還談什么”(日本國內(nèi)某電力運營商相關(guān)人士)。

　　比如，東京電力在鋪設(shè)輸電線時，還同時鋪設(shè)了光纖線路和RF微波線路，絕大部分輸配電網(wǎng)都具備通信功能。因此，具有停電等故障時，可在極短的時間內(nèi)恢復(fù)供電。在東京電力的管轄區(qū)域內(nèi)，每座房屋的年平均停電時間為4分鐘，“而美國卻長達約90～100分鐘，日本在美國的1/20”以下(東京電力)。東京電力每年的設(shè)備投資額約為6000億～7000億日元，其中的30～50%用于輸配電網(wǎng)投資，而“美國大多數(shù)為小規(guī)模運營商，而且受到了電力自由化的影響，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資額一直很低”(某電力運營商的相關(guān)人士)。

　　在基礎(chǔ)設(shè)施尚不十分完善的美國，推進“智能電網(wǎng)”非常有意義，但對基礎(chǔ)設(shè)施相對完善的日本沒有必要，這一觀點導致日美對智能電網(wǎng)的看法截然不同。

　　不僅需要提高可靠性

　　但目前美國倡導的“智能電網(wǎng)”概念，并不僅僅停留在諸如減少停電等故障以提高電網(wǎng)的可靠性上。還包含旨在解決多種電網(wǎng)問題的各種措施。這一概念如此模糊，難怪會令人們在期待的同時又有誤解。

　　比如，在其設(shè)想用途中，包括今后可能會普及到家庭的插電式混合動力車及電動汽車的充電管理、家庭中家電設(shè)備的運轉(zhuǎn)控制、將太陽能發(fā)電等可再生能源接入電力系統(tǒng)時的控制，以及通過輸配電網(wǎng)提供的各種服務(wù)等。在這些用途當中，也包含將來可能會在日本國內(nèi)發(fā)揮重要作用的技術(shù)。

　　前面提到的東京電力在分析了美國與日本的基礎(chǔ)電網(wǎng)的差異之后也指出，即使是在日本，高級電網(wǎng)研發(fā)的重要性也在增加。并明確表示將與東京工業(yè)大學等共同進行“日本版智能電網(wǎng)”相關(guān)研究項目。“我們認為，將來電力使用情況會發(fā)生巨大變化。另外，由于太陽能發(fā)電及燃料電池的普及等，用戶生產(chǎn)的電量也會增加。因此需要預(yù)測這種情況的變化，并考慮適當?shù)膶Σ摺?東京電力)。該公司還指出，今后太陽能發(fā)電所產(chǎn)生的供電量增加，將為電網(wǎng)整體控制帶來變化。“比如，5月份放長假等時，工廠及事務(wù)所同時放假造成電力需求大幅減少時，如果晴天較多，太陽能發(fā)電產(chǎn)生的電量增加，太陽能發(fā)電產(chǎn)生的供電量就可能超過需求量。這時，就需要進行某些遠程調(diào)整”(東京電力)。供需平衡要由火力發(fā)電站的發(fā)電量等調(diào)整，如果供電量超出了這種調(diào)整能力，就可能造成如電力系統(tǒng)的頻率發(fā)生改變等不良影響。此時，需要將網(wǎng)絡(luò)控制功能擴展至比此前更接近普通住宅。“在日本，變電站附近的網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)很健全，但由于不需一直擴展到普通家庭附近，因此接近普通住宅的網(wǎng)絡(luò)控制尚不完善。今后，網(wǎng)絡(luò)控制功能可能需要擴展到每個角落。”(日本國內(nèi)電力相關(guān)研究所負責人)。

　　日本國內(nèi)此前以NEDO等為中心，實施了微電網(wǎng)的實證研究等，積累了可再生能源協(xié)同控制等方面的相關(guān)經(jīng)驗。NEDO計劃根據(jù)這些經(jīng)驗，與美國共同研究智能電網(wǎng)項目。如果這些研究取得進展，美國力爭實現(xiàn)的“智能電網(wǎng)”與日本所需的“智能電網(wǎng)”的差異就會更加明顯。

　　美國的目標

　　美國政府已明確表示將向智能電網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域投入1萬億日元以上的預(yù)算，其“趁此機會提高電網(wǎng)的可靠性，并同時實現(xiàn)更高功能”的目標由此可見一斑。如果能夠使電網(wǎng)成為易于導入太陽能發(fā)電及風力發(fā)電等可再生能源的電網(wǎng)，可為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出貢獻。智能電網(wǎng)將積極采用的通信技術(shù)，正是可發(fā)揮美國企業(yè)的競爭力優(yōu)勢的領(lǐng)域。可以認為，美國目前是將智能電網(wǎng)作為可同時導入可再生能源并提高美國產(chǎn)業(yè)競爭力的戰(zhàn)略項目積極推進。“盡管美國電網(wǎng)比日本電網(wǎng)略遜一籌，但仍不可輕視。有時后進也能迅速趕超為先進。理解美國人的目的是必須的”(資源能源廳負責人)，日本政府也在關(guān)注美國的行動。

　　除美國外，中國及歐洲也傳出了推進智能電網(wǎng)的相關(guān)話題。今后，在擴大導入可再生能源等的同時，全世界無疑均會要求提高電網(wǎng)功能。即使日本電網(wǎng)的可靠性已達到全球最高水平，也不能因此忽視海外動向。尤其是對日本的電子廠商而言，以前曾有過類似的教訓：“像手機終端市場那樣，日本的先進性反而導致了其與海外市場的距離”(某能源領(lǐng)域分析師)。

　　盡管完全沒有必要拘泥于“智能電網(wǎng)”這一名稱，但在日本國內(nèi)同樣需要摸索適合可再生能源大量導入時代的電網(wǎng)新模式。

　　目前，日本智能電網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展主要集中在兩個方面：包含各種分布式電源微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化運行;配電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)τ脩糁悄茈姳淼墓芾怼⒂嬞M、控制和優(yōu)化等。此外，日本在智能調(diào)度和智能變電站方面體現(xiàn)了更加智能化、更加人性化的特點，如界面背景顏色和畫面元素顏色的和諧展示等。李富生總裁指出，我們要在充分借鑒國外智能電網(wǎng)領(lǐng)域研究實踐成果的基礎(chǔ)上，積極尋求更大的突破，并再次強調(diào)智能電網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展空間巨大。

　　英國:政府需進一步發(fā)展智能電網(wǎng)

　　英國能源和氣候變化委員會(Energy and Climate Change Committee)23日公布報告顯示，英國政府及能源監(jiān)管機構(gòu)Ofgem需在智能電網(wǎng)開發(fā)上作出更多努力，智能電網(wǎng)有助于該國轉(zhuǎn)型低碳經(jīng)濟并降低化石燃料使用和碳排放量。

　　該委員會表示，英國政府應(yīng)實行戰(zhàn)略性領(lǐng)導，因單靠市場不能實現(xiàn)這一目標。但政府需謹慎處理，以防止該國在早期階段被鎖定于特別混合能源領(lǐng)域，此外，英國政府還應(yīng)將網(wǎng)絡(luò)公司的監(jiān)管及政策不確定性控制在最小范圍。

　　英國能源和氣候變化委員會成員Paddy Tipping表示，“我們現(xiàn)有的監(jiān)管及政策框架，以及我們目前所依賴的電網(wǎng)設(shè)施皆是為二十世紀化石燃料經(jīng)濟所服務(wù)。”

　　Tipping表示，“未來似乎會發(fā)生很大變化，2020年英國電網(wǎng)將提供大量不同的混合能源，包括較高比例的再生能源。這些發(fā)展項目所起到的成本效益就是智能電網(wǎng)的產(chǎn)生，智能電網(wǎng)可實現(xiàn)能源系統(tǒng)的供需平衡。

　　該委員會表示，其對監(jiān)管機構(gòu)Ofgem承諾為新電網(wǎng)投資項目撥款表示擔憂。此外，委員會還敦促英國政府盡快完成管理體制，以鼓勵輸電共享并重點發(fā)展再生能源。

　　該委員會還表示，其對電網(wǎng)領(lǐng)域“創(chuàng)新文化”不足表示擔憂，并呼吁該行業(yè)把握全球智能電網(wǎng)市場帶來的機遇。

　　智能電表引發(fā)爭議 美國舊金山要求暫緩安裝

　　金山市律師丹尼斯埃雷拉周四要求加州監(jiān)管部門暫緩安裝太平洋煤電公司飽受爭議的智能電表，直到該電表的準確性得到驗證為止。

　　埃雷拉向加州公用事業(yè)委員會提交了請愿書，要求暫停智能電表安裝項目。已裝的智能電表有590萬，還有380萬未裝。很多消費者都將暴漲的電費單歸咎于這種新電表。

　　“在智能電表的準確問題解決前應(yīng)暫停安裝這是常識，”埃雷拉說，“而當一個公司缺乏常識時，監(jiān)管部門就必須插手保護公眾利益了。”

　　今年早些時候委員會對智能電表做了調(diào)查。但是到目前為止，委員會拒絕了來自立法者和消費者的暫停安裝智能電表的要求，強調(diào)暫停安裝會增加項目成本。

　　委員會的發(fā)言人周四通告說一位行政法法官將審查埃雷拉的要求。

　　總部位于舊金山的太平洋煤電公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了45000個問題電表，但是公司堅稱大多數(shù)高額電費單是電費漲價和天氣炎熱造成的。

　　“我們不認為有暫停安裝的必要，”公司的發(fā)言人如是說，“而加州公用事業(yè)委員會的觀點與我們一致。”

?