智能電網(wǎng)改革的美好未來

電動汽車將能邊行駛邊充電

3年內(nèi)自家就可太陽能發(fā)電賣錢

點(diǎn)一點(diǎn)iPad，家里電燈全控制

灰霾籠罩南方，人們從智能電網(wǎng)中能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，敏銳地看到了對灰霾治理的作用。上周六，余濤教授做客小谷圍科學(xué)講壇時表示，未來的智能電網(wǎng)緩解灰霾是毫無疑問的，而且這只是未來智能電網(wǎng)功能中一個很小的部分，我國和美國都已將智能電網(wǎng)建設(shè)提高到國家戰(zhàn)略高度。

本次做客由南方都市報(bào)、廣東科學(xué)中心、廣州供電局有限公司聯(lián)合舉辦的小谷圍科學(xué)講壇的，是華南理工大學(xué)電力學(xué)院博士生導(dǎo)師、電能質(zhì)量與節(jié)能研究所所長余濤教授。他詳細(xì)講述了目前電網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，同時描繪了未來智能電網(wǎng)改革可能帶來的美好畫面。

燃煤發(fā)電能源利用率僅35%

余濤說，目前我國的能源消耗主要有電力和原油、燃?xì)猓紒碜曰茉?。其中電?0%依賴于燃煤發(fā)電，29%是水電，核電占1%，南方電網(wǎng)的水電占比稍高。

“電力是典型的二次能源，燃煤發(fā)電是通過把一次能源燃燒以后獲得的能量轉(zhuǎn)換為我們的電力，但是這個過程中不僅有損耗，并且會向大氣排放各種有害物質(zhì)。比如二氧化硫、二氧化氮等。”余濤說，燃煤發(fā)電，其能源利用效率較低，只有35%左右，隨著煤、石油、天然氣等化石能源的大規(guī)模開采和利用，正逐漸走向枯竭，而且?guī)韲?yán)峻的環(huán)境問題。

余濤表示，雖然國家在十一五期間出臺了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，電力企業(yè)嚴(yán)格進(jìn)行了脫硫和脫硝工作，但依然會排放一些細(xì)顆粒物。國家去年才開始著手控制PM2.5的排放，目前已探明，PM2.5的來源主要就是石化廠、火電廠和機(jī)動車尾氣。

余濤表示，目前我國已是全球能耗第一大戶，且還在快速發(fā)展。“電力的發(fā)展一般來說比GDP的發(fā)展略高，曾經(jīng)歷了每三年翻一番的年增長20%的高速階段。”現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)難以持續(xù)發(fā)展。

極端天氣挑戰(zhàn)電網(wǎng)穩(wěn)定

余濤說，供電是有質(zhì)量高低之分的，在20年前，停電是習(xí)以為常的事，但要是在現(xiàn)在，廣州夏天的晚上停電一兩個小時，大家會覺得非常難受。“全日本每個家庭每年的平均停電的時間是幾分鐘。我們電網(wǎng)供電可靠性雖然普遍達(dá)到了99.9%，但發(fā)達(dá)的深圳廣州這樣的城市每年每戶還是有平均一兩個小時停電。”余濤說。

此外，余濤介紹，近年來頻繁的極端天氣對電網(wǎng)也提出了更高的要求。“5 12”汶川大地震造成江城直流雙極閉鎖，電網(wǎng)低頻越限11秒；罕見冰災(zāi)造成全網(wǎng)10千伏及以上線路7541條停運(yùn)，35千伏及以上變電站859座停運(yùn)；“613”深圳局部強(qiáng)降雨，造成寶安換流站噴淋塔水泵因水淹全停，致興安直流雙極閉鎖。今年登陸我國沿海地區(qū)的熱帶氣旋共8個，其中6個登陸南方電網(wǎng)區(qū)域。造成10千伏及以上線路跳閘：“浣熊”574條次、“風(fēng)神”185條次、“北冕”655條次、“鸚鵡”1238條次、“黑格比”4153條次……電網(wǎng)需要更強(qiáng)的抵御自然災(zāi)害的能力。

談未來

路上電動汽車路下無線充電

余濤表示，智能電網(wǎng)的發(fā)展成為未來必然趨勢。2003年，美國總統(tǒng)布什要求美國能源部致力于電網(wǎng)現(xiàn)代化，2009年奧巴馬將智能電網(wǎng)提升為美國國家戰(zhàn)略。

余濤說，我國同樣將智能電網(wǎng)提高到國家戰(zhàn)略高度。2011年2月南方電網(wǎng)發(fā)布《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司中長期發(fā)展戰(zhàn)略》，2011年5月發(fā)布《南方電網(wǎng)綠色發(fā)展報(bào)告》，2011年11月下發(fā)《南方電網(wǎng)公司“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃》(征求意見稿)明確提出建設(shè)“綠色電網(wǎng)”和構(gòu)建“綠色平臺”的規(guī)劃方案，將環(huán)保節(jié)能提到前所未有的高度。

目前的節(jié)能減排中，純電動汽車的研究和發(fā)展是代表之一。“5年前，電動車還只是個傳說，現(xiàn)在深圳已經(jīng)實(shí)現(xiàn)公交車和出租車電力運(yùn)行。”針對電動汽車電池和充電難的問題，余濤介紹：“將來你開著車，沒有任何插座，公路下面的電線就通過無線充電的方式給你的車充電，你的車都不用停下來。”

這聽上去似乎有些不可思議，但余濤介紹，韓國已經(jīng)在首爾一個大公園建成了一條這樣的電動汽車無線充電示范道路，德國也在積極研發(fā)此類技術(shù)。“如果這些技術(shù)得到很好的提升，我們就真正迎來了電動汽車的時代。汽車不再排放污染空氣的尾氣。”

電燈泡還能做Wi-Fi

此外，智能綠色電網(wǎng)的安全可靠，以及自愈、深度融合等功能，將給人們的生活帶來極大便利。

“我和太太過年回老家，大年三十晚吃火鍋，結(jié)果突然沒電了，心情非常郁悶。后來很感謝電網(wǎng)公司工作人員，來檢查說電表壞了，修了一個半小時修好了。”余濤說，這種情況，在未來可能不會再出現(xiàn)?，F(xiàn)在已提出“三供一備”的服務(wù)概念，甚至N供一備，即可從三個方向給你供電，同時還給你個備用的。一個方向出現(xiàn)了問題，系統(tǒng)會自動跳到另外的線路給你供電。然后工作人員通過監(jiān)控設(shè)備發(fā)現(xiàn)問題，會在你不知不覺中就修好了。

即便是家里的配電設(shè)備故障，不用打電話，在遠(yuǎn)方后臺就發(fā)現(xiàn)你家供電出現(xiàn)問題了，就可能派人趕來給你修。小到手機(jī)可以繳費(fèi)，可以查詢，可以看家里用電情況。甚至用iPad點(diǎn)一點(diǎn)，家里的燈就全部控制了，也可以讓電網(wǎng)公司幫我們開燈關(guān)燈。

此外，余濤還介紹，到2020年以后，電力系統(tǒng)將不再是單純的電力系統(tǒng)。比如說，最近復(fù)旦大學(xué)發(fā)明的電燈泡可以拿來做Wi-Fi。余濤說，“實(shí)際上電力線路早就具有很好的承擔(dān)通信的功能，如載波通信技術(shù)，不過如果要到千家萬戶，則要經(jīng)過很多變壓器，信息傳輸過程易受變壓器電磁飽和特性影響，但也有技術(shù)可以解決了”。余濤說。

天晴了，自家發(fā)電來賣錢

余濤說，未來的智能電網(wǎng)將提供一個開放的平臺，平臺靈活的配網(wǎng)能友好的接入南方境內(nèi)豐富的小水電、煤層氣、生物質(zhì)電、風(fēng)能、太陽能等分布式能源和微網(wǎng)，同時能保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

“就是說，南方電網(wǎng)將來可能給你創(chuàng)造一個賺錢的機(jī)會。你可以在自己家的樓頂鋪幾塊太陽能板，看到今天太陽比較大，就插上插頭，將發(fā)的電輸?shù)诫娋W(wǎng)，電表就轉(zhuǎn)了，你等著收錢。”不過余濤表示，現(xiàn)在電表還是單向的，所以暫時還不能自己搞個裝置發(fā)電賣。余濤說，老百姓自己的微型電網(wǎng)可以接入公共電網(wǎng)，如果發(fā)電不足的時候，就用公共電網(wǎng)的電，如果有多余的電就可以賣給電網(wǎng)公司，這樣大大減少了電能的長距離輸送的損耗，傳統(tǒng)燃煤發(fā)電少了，石化資源消耗和環(huán)境污染就相應(yīng)少了。

現(xiàn)場問答

未來插板直流交流電并兼

觀眾：剛才您講的家庭內(nèi)部自己發(fā)電，輸送給電網(wǎng)，這種模式和方式，大概什么時候可以全面推廣？

余濤：技術(shù)上沒什么障礙了，它需要換一個雙向計(jì)費(fèi)電表，電網(wǎng)公司在努力做這個事。另外，政策電價的問題還沒有解決好。應(yīng)該說從今年加速了?，F(xiàn)在我可以給你一個明確的時間，3年之內(nèi)一定會紅紅火火。

觀眾：我們用電的時候大部分是交流電，但是網(wǎng)上說直流電發(fā)展越來越快，未來的直流電能否超過交流電成為主流？假如直流電成為主流，對我們生產(chǎn)、生活帶來多大的影響，我們的電腦還能不能用？

余濤：這是這兩年革命性的東西。直流電最大的優(yōu)勢在于穩(wěn)定，好控制。但實(shí)際上用戶既有直流電的需求，也有交流電的需求。未來很有可能一個插板左邊是直流電，右邊是交流電的，所以不用擔(dān)心你的電腦用不了?，F(xiàn)在這個領(lǐng)域是研究的熱點(diǎn)，但主要還偏理論研究，未來20年以內(nèi)應(yīng)會成為一個發(fā)展趨勢。

觀眾：我一直沒聽到您說核能發(fā)電，您對核能發(fā)電有什么看法？核能發(fā)電有沒有發(fā)展的理由？

余濤：你仔細(xì)看我們國家“十一五”、“十二五”期間的能源規(guī)劃。“十一五”對核能的提法是“大力發(fā)展核電”，曾經(jīng)規(guī)劃要建將近50個核電站，而且準(zhǔn)備修多個的內(nèi)陸核電站。其實(shí)這50多個核電站就算建起來，最多達(dá)到中國能源需求的5%，改變不了中國能源結(jié)構(gòu)以煤、水為主的本質(zhì)。海南島在“十二五”期間，預(yù)計(jì)它的新能源發(fā)電占比也能達(dá)到11%。不過我去過核電站，其實(shí)核電非常安全，沒有想象得那么可怕。但福島核電站出事后，人們心里有了陰影，對核電技術(shù)的接受度降低了，畢竟沒有哪個技術(shù)可以做到100%安全。所以“十二五”的提法是“合理發(fā)展核電”，將核能作為一個補(bǔ)充，我認(rèn)為這是比較理性的。