美歐智能電網(wǎng)建設(shè)動機(jī)分析

各國政府為應(yīng)對氣候變化紛紛致力于改善能源結(jié)構(gòu)、優(yōu)化電網(wǎng)配置，智能電網(wǎng)就是電力系統(tǒng)的一大創(chuàng)新。雖然建設(shè)智能電網(wǎng)的主要目的是實(shí)現(xiàn)智能化的能源供需平衡，但除此以外的動機(jī)，各國還是存在較大差異。本文將詳細(xì)分析美國、歐洲智能電網(wǎng)建設(shè)的動機(jī)，看看二者究竟有何不同。

1美國志在產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)

1.1以T與高科技企業(yè)為主力軍

提及智能電網(wǎng)，最令人關(guān)注的是美國。美國IBM制訂了'智慧地球”這一全球戰(zhàn)略，其代表內(nèi)容之一即是智能電網(wǎng)的建設(shè),并且，IBM不斷地參與了世界各地的智能電網(wǎng)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目；美國Google免費(fèi)提供了名為“PowerMeter"的用電量監(jiān)測軟件，用戶在家里可以通過電腦查看電力消費(fèi)情況；美國英特爾和美國TI（得克薩斯儀器）加大了智能電表等設(shè)備中所使用的半導(dǎo)體的研發(fā)與銷售；美國埃森哲公司計(jì)劃通過規(guī)劃信息系統(tǒng)參與到電力行業(yè)。

其實(shí)，美國大型IT企業(yè)，可以說沒有一家會對智能電網(wǎng)發(fā)展不感興趣，其原因在于智能電網(wǎng)被視為“電網(wǎng)的IT化”。

美國智能電網(wǎng)領(lǐng)域的另一大特征是，短時間內(nèi)匯聚大量風(fēng)投資金與新興企業(yè)快速蓬勃發(fā)展。在AMI（高級電表架構(gòu)）服務(wù)領(lǐng)域，創(chuàng)辦于2002年的美國SSN（SilverSpringNetworks）成為Google風(fēng)險投資基金GoogleVentures的第一個投資項(xiàng)目；2003年創(chuàng)辦的美國GridPoint公司也已成功融資2億多美元。為此，也有人質(zhì)疑，智能電網(wǎng)熱潮會不會出現(xiàn)類似于IT革命時所產(chǎn)生的泡沫。

這些高科技企業(yè)的經(jīng)營人員大多是IT領(lǐng)域的佼佼者，他們的經(jīng)營方式、思路與IT高增長時代基本類似。例如，SSN與GridPoint公司注重發(fā)揮其在軟件服務(wù)領(lǐng)域的優(yōu)勢，而智能電表等核心設(shè)備企業(yè)與“合作企業(yè)”進(jìn)行水平分工，在生產(chǎn)中使用其他公司的產(chǎn)品。SSN公司在網(wǎng)站上強(qiáng)調(diào)“智能能源平臺是一個開放式、基于IP的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施”，明確表示“智能電網(wǎng)在功能上是提高能源效率的互聯(lián)網(wǎng)”。

此外，在太陽能發(fā)電領(lǐng)域，國際能源機(jī)構(gòu)2009年報告稱,成立于1999年的美國第一太陽能動力電池生產(chǎn)商（FirstSolar）的產(chǎn)量在2008年超過日本夏普公司躍居世界第二。同時，在電動汽車領(lǐng)域并非三大巨頭，而是成立于2003年的美國TeslaMotors率先推出了3秒即可加速到100km/h的跑車，并由此在2010年5月獲得日本豐田汽車5000萬美元的投資。

1.2奧巴馬政府通過智能電網(wǎng)施行綠色新政

美國智能電網(wǎng)市場的不斷成長有賴于IT企業(yè)與高科技企業(yè)推動，但也離不開美國政府的政策扶持。美國總統(tǒng)奧巴馬在執(zhí)政之初，便推出了所謂的《綠色新政政策》，其核心就是智能電網(wǎng)與可再生能源的普及。

2008年總統(tǒng)選舉期間發(fā)布的《美國新能源》報告中，提出了未來10年將向清潔能源投資1500億美元、創(chuàng)造500萬個就業(yè)機(jī)會，2015年普及100萬輛插電式混合動力車，2025年25%的電力來自可再生能源等目標(biāo)，也明確地表示向智能電網(wǎng)投資。2009年奧巴馬政府成立之后，通過了ARRA（《美國復(fù)蘇與再投資法案》）經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃，分配給智能電網(wǎng)45億美元建設(shè)投資額度。

奧巴馬政府的舉措，與1993年成立的克林頓政府在競選期間提出的信息高速公路構(gòu)想如出一轍，后者帶動了此后新經(jīng)濟(jì)高速增長。盡管美國一貫聲稱，政府不喜歡介入市場,但是美國總統(tǒng)卻經(jīng)常指明社會前進(jìn)的方向。戰(zhàn)后的機(jī)動化時期，當(dāng)時的艾森豪威爾總統(tǒng)果斷決定建設(shè)可供汽車長途行駛的州際高速;上世紀(jì)90年代,面對日本在汽車與電子領(lǐng)域崛起,美國備感競爭力下降，當(dāng)時的克林頓總統(tǒng)倡導(dǎo)了雙向流通的信息高速公路建設(shè)。如今，奧巴馬總統(tǒng)的方案就是要建設(shè)電力自由且穩(wěn)定流通的“電網(wǎng)高速公路”

研究美國的各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，都得關(guān)注他們標(biāo)準(zhǔn)化工作的動向。奧巴馬政府實(shí)施ARRA，在財政上支持創(chuàng)新的同時，也通過美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（NIST），積極推進(jìn)智能電網(wǎng)的互操作性與標(biāo)準(zhǔn)化工作。2010年4月公布的《智能電網(wǎng)概念模型》中，按照各個“域”（從“顧客”到“市場”、“服務(wù)提供商”、“送電業(yè)務(wù)”、“大規(guī)模發(fā)電”等各個層面）進(jìn)行水平整理，將智能電網(wǎng)調(diào)整成水平分工結(jié)構(gòu)，極大地方便了對各個“域”的標(biāo)準(zhǔn)化制定工作。美國政府正是期望以此使得美國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)能弓領(lǐng)世界，駛?cè)肱cIT革命時期同樣的成功軌道。

1.3希望控制對不斷擴(kuò)大的電力市場的設(shè)備投資

美國大力推廣智能電網(wǎng)的背景在于，美國對電力的需求在進(jìn)一步增長。與歐洲等相比，中長期看來，美國人口將進(jìn)一步增多、經(jīng)濟(jì)也將大幅增長，與之相應(yīng)，電力市場也將增長,對發(fā)電設(shè)備與輸送電網(wǎng)進(jìn)行巨額投資成為必然。

另一方面，由于對設(shè)備等硬件設(shè)施的投資大多是20年以上的長期投資，因而美國希望通過獲取需求側(cè)轉(zhuǎn)移電力峰值,來有效控制整體的投資規(guī)模。為此，美國電力企業(yè)意識到,即使自行投資進(jìn)行AMI搭建，因?yàn)槟軌蜻_(dá)到電力峰值控制等效果，也可以不斷接受政府經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃的補(bǔ)貼，所以它們紛紛快速部署著智能電表（見表1）,讓家庭用戶首先實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)智能化。

表1美國電力企業(yè)的智能電表部署計(jì)劃

美國電力市場呈現(xiàn)水平分工，且具備一定程度競爭的格局。上世紀(jì)70年代電力批發(fā)市場開始自由化，1992年送電網(wǎng)

開放，1996年強(qiáng)制電力托送等推動形成了電力市場的競爭機(jī)制。不僅有240家民營電力企業(yè)，還有2000多個地方電力企業(yè);不僅有只發(fā)電的企業(yè)，還存在只送電、售電的企業(yè)。可以說,美國電力市場中混合存在多種經(jīng)營形式的企業(yè)，正因?yàn)檫@些電力企業(yè)相當(dāng)分散且不具備市場支配能力,IT企業(yè)與新興企業(yè)才能比較容易地參與到智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)之中。

此外，美國每個州都有公益事業(yè)委員會，每個地區(qū)的市場自由化程度與環(huán)境管制各不相同，致使市場呈分割狀態(tài)。同時，美國的電力企業(yè)大多規(guī)模較小、重視股東利益，不能對發(fā)電設(shè)備與送電網(wǎng)進(jìn)行長期投資。結(jié)果，擔(dān)負(fù)所有送電責(zé)任的TSO（輸電網(wǎng)運(yùn)營商）未能在全國各層面存在，面向廣闊國土的穩(wěn)定供電一直難以得到有效保障。

因此，美國投資智能電網(wǎng)的動機(jī)還包括為確保穩(wěn)定供給而強(qiáng)化老化的送電網(wǎng)。進(jìn)行投資是必然的，但應(yīng)用IT實(shí)現(xiàn)智能化、縮短停電時間、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表將依賴人工的抄表作業(yè)自動化，同時獲得需求側(cè)轉(zhuǎn)移電力峰值的配合，可以減輕大規(guī)模投資的負(fù)擔(dān)。正因?yàn)槿绱?，美國大多電力企業(yè)的網(wǎng)站中均專門開設(shè)了智能電表網(wǎng)頁，甚至網(wǎng)頁中還有一些使用智能電表的節(jié)能建議?？梢?，相對于部署可再生能源，美國更急于面向家庭落實(shí)AMI的搭建。

2歐洲注重實(shí)用與穩(wěn)定

2.1推進(jìn)可再生能源的大規(guī)模部署

與美國相比，在人口與GDP（國內(nèi)生產(chǎn)總值）都不會出現(xiàn)較大增長的歐洲，未來電力市場的擴(kuò)大十分有限。另一方面,歐洲人一貫具有較高的環(huán)境保護(hù)意識，所以他們積極地推進(jìn)了可再生能源的部署。但是，由于風(fēng)力與太陽能是受氣候制約的不穩(wěn)定電源，難以直接滿足穩(wěn)定供給。這個不足，也是歐洲部署智能電網(wǎng)的最大動機(jī)。

實(shí)際上，歐洲使用智能電網(wǎng)一詞比美國還早。早在2005年，歐洲委員會就設(shè)立了名為“歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)平臺”的協(xié)商機(jī)構(gòu)，將“制定與推進(jìn)2020年后歐洲電網(wǎng)愿景”作為目標(biāo)。

圖12009年世界各國的電源構(gòu)成

國際能源機(jī)構(gòu)的報告顯示，歐洲各國混合電源中風(fēng)電與太陽能發(fā)電的比率要比其他地區(qū)高（見圖1）尤其是德國與丹麥通過近年開始實(shí)行的上網(wǎng)電價（Feed-mTariff）與環(huán)境稅,

在政策上加速了可再生能源發(fā)電的普及。此外，2007年1月歐洲委員會公布的《歐洲能源政策》還表示，要在2020年最終實(shí)現(xiàn)能源消費(fèi)的20%為可再生能源。

因此，在歐洲，與美國不同，歐洲IT企業(yè)與高科技企業(yè)的影響力并不大，而是在各國政府與電力企業(yè)主導(dǎo)之下，不斷推進(jìn)著智能電網(wǎng)的建設(shè)。其背景是，發(fā)展可再生能源不僅僅是作為應(yīng)對氣候問題的一項(xiàng)對策，還具有能源安全保障的重大作用。此前俄羅斯曾因歐洲天然氣供給問題給西歐各國很大打擊，使得歐洲意識到最好的發(fā)展方式是不依賴其他國家的化石燃料，最好是靈活運(yùn)用本國的可再生能源，最終實(shí)現(xiàn)能源自給自足。

為此，歐洲各地推進(jìn)的智能電網(wǎng)建設(shè)試點(diǎn)項(xiàng)目中，均將可再生能源的穩(wěn)定控制列為重點(diǎn)。例如，在丹麥的博恩霍爾姆島，以輸電網(wǎng)運(yùn)營商Energinet.dk為主，IBM與西門子共同參與的生態(tài)網(wǎng)格項(xiàng)目建設(shè)，目標(biāo)為發(fā)電量的50%來自風(fēng)力等可再生能源。同時，這個島上，以丹麥最大電力企業(yè)DongEnergy為主，也有IBM參與，正在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電與電動汽車兼容的模擬項(xiàng)目EDISON。尤其是，在荷蘭阿姆斯特丹的智能城市項(xiàng)目中，以電力天然氣企業(yè)Liander為主，設(shè)置了為電動船充電的港灣設(shè)備，目的在于實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的目標(biāo)。

2.2智能電網(wǎng)效仿互聯(lián)網(wǎng)模式

IT革命的主導(dǎo)者顯然是美國?；ヂ?lián)網(wǎng)的始祖ARPANET（阿帕網(wǎng)）是美國國防部開發(fā)的，各種技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)均由美國制定,帶動信息時代新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新興企業(yè)也大多來自美國。

歐洲在IT革命中的優(yōu)勢集中體現(xiàn)在應(yīng)用能力上。圖2是IT革命最興盛的2000年世界各國的互聯(lián)網(wǎng)普及率，從中可以看出冰島、瑞典等北歐國家排名靠前。

盡管歐洲從未出現(xiàn)類似于Google那樣杰出的IT企業(yè),但是在世界經(jīng)濟(jì)論壇的網(wǎng)絡(luò)化程度排名之中，丹麥與瑞典等國經(jīng)常排在美國之前。美國在醫(yī)療、教育、就業(yè)、行政服務(wù)等公共服務(wù)領(lǐng)域的ICT應(yīng)用上與丹麥的差距非常大。有著眾多成熟的高福利國家的歐洲，將IT革命的繁華部分讓給了美國企業(yè)，卻將新技術(shù)與服務(wù)充分應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)社會之中。歐洲從“實(shí)用”出發(fā)，促進(jìn)其IT業(yè)發(fā)展。

歐洲智能電網(wǎng)的建設(shè)也與其發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的策略類似,

以歐洲政府機(jī)構(gòu)為核心，以實(shí)用與穩(wěn)定為出發(fā)點(diǎn)，來推進(jìn)智能電網(wǎng)的普及與應(yīng)用。

3智能電網(wǎng)建設(shè)的兩大動機(jī)分析

通過對美國、歐洲智能電網(wǎng)建設(shè)行動的總結(jié)，可以看出智能電網(wǎng)建設(shè)動機(jī)有兩大方面。一是，應(yīng)對電力市場的擴(kuò)大,為提升設(shè)備投資的效率，請求需求側(cè)配合，主要通過在家庭搭建AMI或?qū)嵤┺D(zhuǎn)移電力峰值等手段來實(shí)現(xiàn)。從政府側(cè)來看,主要目的在于振興產(chǎn)業(yè)，扶持智能電表的普及與標(biāo)準(zhǔn)化。二是,應(yīng)對可再生能源的大量部署，構(gòu)建可吸收不穩(wěn)定電源的電力系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)手段包括AMI搭建等方式，以及對可再生能源的優(yōu)惠措施、蓄電池的應(yīng)用等綜合對策。從政府側(cè)來看，也關(guān)注振興產(chǎn)業(yè)，但是更側(cè)重于地球環(huán)境對策與能源安全保障。

通過圖3中的兩個坐標(biāo)，我們可以看出不同國家智能電網(wǎng)建設(shè)的不同動機(jī)。

圖3智能電網(wǎng)建設(shè)動機(jī)坐標(biāo)

歐洲的最大動機(jī)是進(jìn)一步部署可再生能源，屬于第2象限。而美國可再生能源使用量相對較少，對擴(kuò)大的電力市場的應(yīng)對趨向較強(qiáng)，屬于第4象限。

我國是世界第二大電力市場，未來隨著經(jīng)濟(jì)增長，電力市場仍將迅速擴(kuò)大。相對于擁有許多實(shí)力派IT企業(yè)的美國市場、成熟的歐洲市場，爆炸式增長的中國市場似乎更有魅力,因而，我國的智能電網(wǎng)也吸引了眾多關(guān)注的目光。一方面，需要改革計(jì)劃性停電的脆弱的供電體制，使電力供應(yīng)能滿足經(jīng)濟(jì)增長的需要。為此，在強(qiáng)化發(fā)電設(shè)備的同時，必須建設(shè)完善的送電網(wǎng)。另一方面，我國目前的發(fā)電量超過80%來自煤炭火力發(fā)電，可再生能源不到0.27%。在大氣污染日趨嚴(yán)重的勢頭沒有得到根本遏制的情況下，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)成為當(dāng)務(wù)之急。

為此，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)，同樣非常有必要大量導(dǎo)入可再生能源。由于風(fēng)力與太陽能的分布式發(fā)電最佳地區(qū)在我國的西部與北部，為了向主要需求側(cè)的沿海地區(qū)送電，國家出臺了“西電東送”規(guī)劃。實(shí)施這一規(guī)劃項(xiàng)目，送電網(wǎng)的強(qiáng)化不可或缺。在這一背景之下，國家電網(wǎng)公司提出了“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的發(fā)展規(guī)劃。智能化固然重要，但是還要重點(diǎn)對送電網(wǎng)進(jìn)行強(qiáng)化?；诖?，為了將電網(wǎng)“強(qiáng)化以及智能化”，我國政府計(jì)劃投入4萬億元在2020年建成智能電網(wǎng)。

總的來說，與美國一樣，我國也位于第4象限，但是隨著未來可再生能源比例的提升，可能會向第1象限移動。

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