信息革命整合新能源革命 中國(guó)搭上智能電網(wǎng)快車

    在中國(guó)電力行業(yè)熱烈慶祝首座1000千伏交流輸變電項(xiàng)目，“晉東南——南陽(yáng)——荊門”特高壓試驗(yàn)示范工程建成投運(yùn)的時(shí)刻，大洋彼岸的人們卻在熱議IBM公司CEO塞繆爾·帕爾米薩諾對(duì)奧巴馬的一項(xiàng)新建議，將信息革命與新能源革命整合——大力發(fā)展智能電網(wǎng)。

    自進(jìn)入信息時(shí)代，人們一直在關(guān)注一個(gè)什么樣的能源系統(tǒng)將與新時(shí)代相匹配？許多年來(lái)人們?cè)诨孟肴祟悓⒔ㄔ煲粋€(gè)將能源資源開發(fā)、輸送、庫(kù)存、轉(zhuǎn)換(發(fā)電)、輸電、配電、供電、售電、服務(wù)以及蓄能與能源終端用戶的各種電氣設(shè)備和其他用能設(shè)施，通過(guò)數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接在一起，通過(guò)智能化控制使整個(gè)系統(tǒng)得以優(yōu)化。這一系統(tǒng)將充分利用各種能源資源，特別是利用低碳的天然氣、風(fēng)光水等可再生能源、核能、以及各種廢棄的資源等，靠分布式能源系統(tǒng)，能源梯級(jí)利用系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和蓄電交通系統(tǒng)等組合優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)精確供能，對(duì)應(yīng)供能、互助供能和互補(bǔ)供能，將能源利用效率和能源供應(yīng)安全提高到一個(gè)全新的水平，污染與溫室氣體排放降低到一個(gè)環(huán)境可以接受的程度，使用戶成本和投資效益到達(dá)到一種合理而有利的狀態(tài)。

    塞繆爾·帕爾米薩諾的建議引起了全球和中國(guó)業(yè)界的高度關(guān)注，有媒體稱：“IT產(chǎn)業(yè)的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟，智能電網(wǎng)改革將推動(dòng)能源革命的深度裂變”。這一技術(shù)革命整合不僅會(huì)改變目前所有電器設(shè)備、信息產(chǎn)品的基本概念，使人類全面重新設(shè)計(jì)制造各種各樣基于新信息技術(shù)的電器產(chǎn)品。整合利用各種信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多維數(shù)據(jù)交互，除了利用傳統(tǒng)的電話線、電視同軸電纜，以及手機(jī)網(wǎng)路、光纖寬帶和各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，還可利用低壓電網(wǎng)的電力導(dǎo)線直接為信息電器進(jìn)行更加便捷實(shí)用的數(shù)據(jù)交換。GE公司高度重視智能電網(wǎng)，他們認(rèn)為“一旦你通過(guò)電力網(wǎng)建立了通訊系統(tǒng)，巨大的商機(jī)就出現(xiàn)了。”這一系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化需求使能源利用效率、設(shè)備利用效率和投資收益都得以大幅度提升，使發(fā)電設(shè)備保持在最佳工況狀態(tài)從而降低發(fā)電煤耗，使輸變電設(shè)備的利用效率和安全性被同步被優(yōu)化，使清潔能源開發(fā)、資源綜合利用與節(jié)能減排、能源(電力)需求側(cè)管理、能效經(jīng)濟(jì)、綠色配額交易融為一體，實(shí)現(xiàn)多維度整合優(yōu)化。

    智能電網(wǎng)的核心技術(shù)是數(shù)字化電網(wǎng)、分布式能源系統(tǒng)、信息化家電和蓄能式混合動(dòng)力交通工具，美國(guó)在此已經(jīng)進(jìn)行了大量技術(shù)準(zhǔn)備。美國(guó)《財(cái)富》雜志說(shuō)，政府和業(yè)界研究估計(jì)，隨著配電系統(tǒng)進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)代，現(xiàn)代化的數(shù)字電網(wǎng)將使美國(guó)能耗降低10%，溫室氣體排放量減少25%，并節(jié)省800億美元新建電廠的費(fèi)用?！都~約時(shí)報(bào)》刊文稱，美國(guó)能源部西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果表明，僅使用數(shù)字工具設(shè)定家庭溫度及融入價(jià)格信息，能源消耗每年可縮減15%。若推廣使用需求側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)20年，則在建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)電廠、變電站和電網(wǎng)方面節(jié)省700億美元，這其中40%的費(fèi)用節(jié)省于發(fā)電，相當(dāng)于30個(gè)大型燃煤電站無(wú)需投建。

    美國(guó)科羅拉多州波爾得已經(jīng)成為全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市，美國(guó)多個(gè)州已開始設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)系統(tǒng)，GE、IBM、西門子、Google、Intel等信息產(chǎn)業(yè)龍頭都已投入智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)。目前美國(guó)大約有1.3億塊電表，倘若包括計(jì)算機(jī)、傳感器和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的投資在內(nèi)，若實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型，市場(chǎng)將拉動(dòng)超過(guò)萬(wàn)億美元的投資，成為巨大商機(jī)。僅南加州愛迪生公司將在未來(lái)四年投資17億美元為530萬(wàn)個(gè)家庭更換智能電表。

    美國(guó)還計(jì)劃使用超導(dǎo)輸電技術(shù)而并非特高壓輸電技術(shù)，超越四個(gè)時(shí)區(qū)將全國(guó)主要電網(wǎng)連接起來(lái)，以提高電網(wǎng)的安全性和電力調(diào)配能力。由于超導(dǎo)輸電無(wú)需高壓，可將輸電損耗、電磁污染、占用走廊寬度降至最低，真正代表了世界最先進(jìn)的技術(shù)方向。美國(guó)紐約長(zhǎng)島電力局(LIPA)與美國(guó)超導(dǎo)公司更聯(lián)合建設(shè)的世界上第一條高溫超導(dǎo)(HTS)電纜已于2008年4月22日投入商業(yè)運(yùn)行。這一超導(dǎo)輸電系統(tǒng)在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠滿足30萬(wàn)戶家庭的用電需求，僅由三根138千伏的電纜組成。相比同樣粗細(xì)的銅導(dǎo)線，他們的輸電能力高達(dá)150倍。盡管這一工程造價(jià)昂貴，但是新型超導(dǎo)電纜的造價(jià)將降低五分之四，輸電纜溝的寬度僅為一米左右。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這種電纜能夠防止由電網(wǎng)短路造成的故障電流。超導(dǎo)體有一種天生的電流限制能力，一旦電流增強(qiáng)到一定程度，它們就會(huì)失去超導(dǎo)性而變得像普通導(dǎo)體一樣有電阻，使電流衰減。因此，該技術(shù)也得到美國(guó)國(guó)土安全部的支持。

    這一整合革命將會(huì)帶來(lái)雨后春筍般的各式各樣的新技術(shù)研發(fā)、新產(chǎn)品制造、新服務(wù)企業(yè)和新型投融機(jī)制，以及標(biāo)準(zhǔn)的制定和安全監(jiān)控機(jī)構(gòu)等。并會(huì)增加大量的就業(yè)機(jī)會(huì)，為美國(guó)乃至全球經(jīng)濟(jì)走出危機(jī)創(chuàng)造新的技術(shù)推動(dòng)力和投資機(jī)遇，并使美國(guó)繼續(xù)保持在全球技術(shù)的制高點(diǎn)上。據(jù)分析，美國(guó)發(fā)展智能電網(wǎng)，8-10年內(nèi)整個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)5萬(wàn)億美元；美國(guó)同時(shí)發(fā)展超導(dǎo)輸電，8-10年內(nèi)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)30萬(wàn)億美元，美國(guó)就此走出危機(jī)并非天方夜譚。

    資料顯示，2008年中國(guó)全社會(huì)用電量34268億千瓦時(shí)，輸電、配電和用戶端損耗約9%，每年線路損耗約3000億千瓦時(shí)，折合1.5億噸原煤，相當(dāng)7000萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量，3000億元人民幣的電源投資和3000億元人民幣的電網(wǎng)投資。由于需求側(cè)變化難測(cè)，管理手段不足造成電網(wǎng)調(diào)度難以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化、節(jié)能、安全，導(dǎo)致大量發(fā)電機(jī)組發(fā)電煤耗損失巨大。根據(jù)中電聯(lián)有關(guān)專家介紹，浙江玉環(huán)超臨界機(jī)組理論熱效率高達(dá)45%，供電煤耗為288.5克/千瓦時(shí)，但由于需求變換和調(diào)度無(wú)法優(yōu)化，導(dǎo)致該電廠經(jīng)常處于亞臨界運(yùn)行。我國(guó)600MW機(jī)組供電煤耗率平均為339.7克/千瓦時(shí)，煤耗增加約50克。我國(guó)全社會(huì)用電量約80%來(lái)自煤電，以每千瓦平均損失20克計(jì)算，相當(dāng)每年浪費(fèi)7676萬(wàn)噸原煤。發(fā)展超導(dǎo)輸電和智能電網(wǎng)，大力改善需求側(cè)用電波動(dòng)影響，提高電網(wǎng)調(diào)度調(diào)配能力，減少輸配環(huán)節(jié)損耗，節(jié)約的市場(chǎng)空間超過(guò)2.26億噸原煤，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值，還是環(huán)境價(jià)值都具有深遠(yuǎn)意義。

    目前，國(guó)內(nèi)外輿論和專家對(duì)于中國(guó)電網(wǎng)企業(yè)能否實(shí)現(xiàn)這一思維模式的轉(zhuǎn)軌并不樂觀，一個(gè)如此規(guī)模的企業(yè)認(rèn)識(shí)這樣一個(gè)問(wèn)題確實(shí)需要一些時(shí)日。但是中國(guó)電網(wǎng)企業(yè)具有極為出色的執(zhí)行力，在應(yīng)對(duì)冰雪災(zāi)害、發(fā)展特高壓電網(wǎng)上大家已經(jīng)目睹，一但轉(zhuǎn)變思維，中國(guó)電網(wǎng)企業(yè)成為未來(lái)新技術(shù)的領(lǐng)跑者將不容置疑。智能電網(wǎng)引導(dǎo)的新技術(shù)將牽引中國(guó)增加就業(yè)，恢復(fù)信心，促進(jìn)投資，保持增長(zhǎng)，走出危機(jī)。煤電價(jià)格關(guān)系被寫進(jìn)今年的政府工作報(bào)告，這表明國(guó)家已充分認(rèn)識(shí)電力改革遲滯所產(chǎn)生的許多矛盾，決心通過(guò)深化以電價(jià)改革為核心的電力改革促進(jìn)電力可持續(xù)發(fā)展。