數(shù)字電網(wǎng)——智能電網(wǎng)的未來

筆者日前拜訪了熟知全球電力網(wǎng)絡(luò)狀況的東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究科技術(shù)經(jīng)營戰(zhàn)略學(xué)專業(yè)特聘教授、一般社團(tuán)法人數(shù)字電網(wǎng)聯(lián)盟代表理事阿部力也先生。

阿部先生提出了“數(shù)字電網(wǎng)”(Digital Grid)概念，其工作原理是，構(gòu)建多個(gè)包括發(fā)電設(shè)備、用電方及存儲(chǔ)設(shè)備在內(nèi)的單元，利用帶IP地址的數(shù)字電網(wǎng)路由器(DGR)，將這些單元靈活地連接在一起。DGR可使模擬電力實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，切斷發(fā)電設(shè)備與用電方的電力聯(lián)系，從而使發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備從各種電力制約中解放出來。并且通過統(tǒng)一數(shù)字化，使電力系統(tǒng)與控制信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)虛擬一體化，也與結(jié)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化。

傳統(tǒng)電網(wǎng)與數(shù)字電網(wǎng)

也就是說，智能電網(wǎng)僅是將模擬電力的信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，而數(shù)字電網(wǎng)則是要使電力系統(tǒng)、信息系統(tǒng)及結(jié)算系統(tǒng)全部統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。

數(shù)字電網(wǎng)內(nèi)形成大小不一的多個(gè)單元，可在大量接收以太陽能發(fā)電為中心的可再生能源的同時(shí)，吸收其產(chǎn)生的波動(dòng)，對(duì)于單元之外的部分，可通過授受一定電力、穩(wěn)定電壓等，為基礎(chǔ)電網(wǎng)提供支持(輔助服務(wù))。而且，通過數(shù)字電網(wǎng)，還可進(jìn)行電力識(shí)別管理，因此可催生不同的電源市場，以電力衍生商品服務(wù)為賣點(diǎn)，進(jìn)行多種交易。阿部先生指出，對(duì)于如今在日本取得一定進(jìn)展的智能電網(wǎng)，需要采取更深入的戰(zhàn)略。今后要在日本成功構(gòu)建智能電網(wǎng)，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，應(yīng)該采取什么具體策略? 針對(duì)這個(gè)問題，筆者征詢了阿部先生的意見。

——為什么谷歌退出智能電表業(yè)務(wù)?

阿部：谷歌等曾嘗試進(jìn)行“需求響應(yīng)”，利用PowerMeter等在電腦上向用戶顯示其電力消費(fèi)量數(shù)據(jù)，使其抑制電力消費(fèi)，或者轉(zhuǎn)移用電高峰等，力求在用電方一側(cè)也進(jìn)行發(fā)電相關(guān)控制。不過，這相當(dāng)于引導(dǎo)消費(fèi)，從用戶服務(wù)的角度來看，存在一些問題。

還有，智能電表的價(jià)格在美國一般是每臺(tái)200美元左右，這筆費(fèi)用會(huì)追加到電費(fèi)中。既要控制電力消費(fèi)，又要支付所需電表的費(fèi)用，對(duì)于這種商業(yè)模式，不僅他們，相信有不少企業(yè)已經(jīng)感覺到其局限性。

——日本今后計(jì)劃大量采用智能電表嗎?

阿部：需求響應(yīng)是利用信息通信技術(shù)(ICT)，對(duì)客戶(消費(fèi)者)進(jìn)行所謂的“教育”，并指導(dǎo)用電方法。在日本，由于沒有其他選擇，所以需求響應(yīng)在控制家庭及工廠的電力消費(fèi)方面會(huì)產(chǎn)生一定效果。但是，和美國一樣，日本民眾的不滿情緒會(huì)越來越強(qiáng)烈。如果電力供應(yīng)是服務(wù)業(yè)，那么提供舒適、廉價(jià)并且可滿足客戶需求的服務(wù)就是其應(yīng)有形態(tài)。我覺得，谷歌等之所以退出，是因?yàn)殛P(guān)于智能電網(wǎng)能給客戶帶來的價(jià)值，沒有找到滿意的答案。

——那么，什么樣的電力網(wǎng)絡(luò)最理想呢?

阿部：關(guān)鍵要看如何創(chuàng)造客戶價(jià)值。由于智能電網(wǎng)并不對(duì)電力本身進(jìn)行流通或截止，因此電力制約的影響過大。這樣就很難產(chǎn)生價(jià)值。本來，最理想的形態(tài)是，通過自由操控電力，構(gòu)建安全性和可靠性較高的電力系統(tǒng)，創(chuàng)造客戶需求的價(jià)值。例如大量采用用戶期望的綠色電力，或者即便用戶大量使用電力也不會(huì)停電，以此使用戶過上舒適的生活。或是提供前所未有的節(jié)能型高功率家電。這些舉措也有助于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定。雖然只是舉個(gè)例子，但我認(rèn)為，現(xiàn)在亟需這種客戶價(jià)值較高的新型電力網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字電網(wǎng)應(yīng)該就是其中之一。

——單元是指比智能社區(qū)還小的單位嗎?

阿部：不是，單元的概念是指無關(guān)大小的獨(dú)立型電力系統(tǒng)?？梢孕〉郊彝ズ蜕痰辏部梢允擎?zhèn)、市等為單位，更大的區(qū)域也可成為一個(gè)單元。

——在這種商務(wù)模式下，發(fā)揮核心作用的是什么?

阿部：“能源服務(wù)提供商”(ESP)這種企業(yè)形態(tài)將成為必要條件。能源服務(wù)提供商是單元的“大腦”。由多家能源服務(wù)提供商在電力市場進(jìn)行交易，然后根據(jù)交易結(jié)果，向經(jīng)營者作出指示。

太陽能等可再生能源正在被普及推廣，在這種背景下，還需構(gòu)建將剩余電力存儲(chǔ)到“倉庫”中的機(jī)制。作為電力倉庫的蓄電池不一定要很大。由于電力是以光速輸送，因此即便倉庫遍布日本全國，也可瞬間拿來使用。

也無需大規(guī)模的蓄電池技術(shù)。電力只是“信息”，能以光速傳輸，因此只需構(gòu)建倉庫遍布全國、瞬間即可使用的機(jī)制，并利用信息通信技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制。

——哪些產(chǎn)業(yè)會(huì)誕生服務(wù)提供商呢?

阿部：首先最好從電力系統(tǒng)領(lǐng)域出現(xiàn)，但主角大概是出自信息通信系統(tǒng)吧。不過，由于兩者均有可能侵占現(xiàn)有的核心業(yè)務(wù)，因此難以進(jìn)行創(chuàng)新，這也是事實(shí)。由于確實(shí)存在市場，所以作為風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)，干勁十足的新公司很有可能發(fā)展起來。

如果緊抓著現(xiàn)有概念不放，就無法進(jìn)行創(chuàng)新，共識(shí)也無法催生創(chuàng)新。大企業(yè)應(yīng)該以克里斯坦森的《創(chuàng)新者的窘境》為教材，思考別具一格的創(chuàng)新戰(zhàn)略。

期待創(chuàng)新

為什么需要采用智能電網(wǎng)和智能電表?對(duì)于消費(fèi)者而言，具體會(huì)帶來什么好處?在大量采用之前，有必要向國民說明這些問題。無論是在日本還是在美國，在家庭中顯示電力消費(fèi)數(shù)據(jù)及進(jìn)行處理的應(yīng)用目前還很有限。

如果由消費(fèi)者間接支付建設(shè)及設(shè)置智能電表的費(fèi)用，對(duì)于未設(shè)置太陽能發(fā)電和蓄電池設(shè)備的消費(fèi)者而言，如果不能具體說明能夠節(jié)約多少電費(fèi)，那么在短期內(nèi)就不會(huì)感受到這種作法的好處。

通過阿部先生的描述，可以看出，采用信息通信技術(shù)的能源社會(huì)發(fā)展藍(lán)圖與以往描繪的情景多少有些不同。

還有意見稱，今后，NTT、KDD和軟銀等通信企業(yè)將變身為電力企業(yè)。服務(wù)提供商應(yīng)該也會(huì)出自信息通信產(chǎn)業(yè)吧。只有讓優(yōu)秀的人才自由發(fā)揮才能，才能實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。那么，如何開發(fā)創(chuàng)新所需的技術(shù)呢?企業(yè)的相關(guān)戰(zhàn)略將經(jīng)受考驗(yàn)。