電力不足？美國(guó)超導(dǎo)超級(jí)變電站和智能電網(wǎng)模式可借鑒

能源短缺成為全球面臨的重大問題，尤其是電能問題，成為國(guó)際普遍頭痛的問題。美國(guó)在經(jīng)歷了2000年加州供電嚴(yán)重不足的“電力危機(jī)”后，終于想出了解決電力不足的兩大手段：智能電網(wǎng)和超導(dǎo)超級(jí)變電站。

實(shí)際上美國(guó)有3000多家電力公司(除了2000多家企業(yè)外，還有地方經(jīng)營(yíng)的電力公司以及電力行業(yè)聯(lián)盟等)。1896年采用特斯拉的交流輸電技術(shù)后，遠(yuǎn)途輸電成為可能。西屋電氣在尼亞加拉瀑布設(shè)立了大規(guī)模水力發(fā)電站，能夠?qū)h(yuǎn)在30公里外的布法羅供電。此后，許多電力公司開始大規(guī)模合并，在上世紀(jì)30年代大蕭條的復(fù)蘇期國(guó)有電力公司的比率得以增加，但是最終美國(guó)3000多家電力公司大多并沒有能夠完全合并，直至今天。這些電力公司為了實(shí)現(xiàn)電量的互相融通，長(zhǎng)期推進(jìn)著輸電網(wǎng)的互聯(lián)工作。目前“東部”、“西部”、“德州”三大區(qū)域已經(jīng)能夠互聯(lián)。

美國(guó)輸電頻率都是60赫茲，但是只有在互聯(lián)區(qū)域內(nèi)，交流的頻率才可以同步，區(qū)域外則無法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。盡管互聯(lián)設(shè)備可使交流電轉(zhuǎn)為直流后還能按照其它區(qū)域的需求再次轉(zhuǎn)換為交流，但是效率較差，只能轉(zhuǎn)換2GW。為此，從德州向加州輸電幾乎是不可能的。遙遠(yuǎn)的亞利桑那州能不能低價(jià)向東北部供給太陽能發(fā)電站所產(chǎn)生的電量呢？為了實(shí)現(xiàn)從亞利桑那向東北部的輸電，互聯(lián)問題以及遠(yuǎn)途大量傳輸效率問題一直難以解決。于是就是出現(xiàn)了解決電力不足的兩大手段：智能電網(wǎng)和超導(dǎo)超級(jí)變電站。

解決互聯(lián)問題的一個(gè)方法是推進(jìn)在與三個(gè)地區(qū)相交的新墨西哥州地下建設(shè)超級(jí)變電站。被稱為“Tres Amigas”的這一超導(dǎo)超級(jí)變電站將花費(fèi)6億美元(約39億元)的建設(shè)費(fèi)用，從2012年開始建設(shè)，計(jì)劃在2014年開始投入使用。據(jù)稱，最初使用容量為5GW、未來容量可達(dá)30GW。另一個(gè)方法是，通過直流進(jìn)行大容量傳輸。目前可變壓的交流是電網(wǎng)的主力，但是如果點(diǎn)到點(diǎn)輸送大容量電力，直流方式效率相對(duì)較高。

而另一個(gè)繼發(fā)電、輸電之后用電史上的一大技術(shù)創(chuàng)新就是“智能電網(wǎng)”。在家庭與辦公場(chǎng)所設(shè)置“智能電表”，能夠自動(dòng)讀取電表數(shù)據(jù)并無線發(fā)送出去，從而進(jìn)行自動(dòng)抄表，讓電力公司實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。進(jìn)而，電力公司通過分析讀取來的每個(gè)用戶的使用數(shù)據(jù)，了解用戶的電力使用狀況，可以向用戶提示如何最有效節(jié)電，在電力高峰到來時(shí)，還可以讓電力公司通過遠(yuǎn)程操作調(diào)節(jié)空調(diào)的溫度設(shè)置。智能電表是建設(shè)智能電網(wǎng)的第一歩。目前在美國(guó)已經(jīng)廣泛推進(jìn)著智能電表的安裝工作。例如，電力公司PG＆E的智能電表系統(tǒng)由美國(guó)銀泉網(wǎng)絡(luò)公司提供，設(shè)備硬件由通用電氣公司制造。PG＆E基于該系統(tǒng)提供“能源預(yù)警服務(wù)”。在用戶電量使用增加后，電力公司上調(diào)一個(gè)電價(jià)計(jì)費(fèi)段之前，通過電話或短信、電子郵件告知用戶。盡管是一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)制，但是未來雙方向?qū)崟r(shí)用電量數(shù)據(jù)的用途必將出現(xiàn)許多擴(kuò)展。

在中、長(zhǎng)期的電力政策方面，我們也可以參考美國(guó)的做法，并加以研究和改進(jìn)。為解決高峰期的電力不足，可按照“短期節(jié)電、中期輸電、長(zhǎng)期發(fā)電”的順序?qū)嵤┙M合方法，其中相對(duì)于懲罰性管制或讓企業(yè)分擔(dān)，政府更應(yīng)該靈活運(yùn)用激勵(lì)性措施，形成讓企業(yè)自發(fā)進(jìn)行節(jié)電的有效機(jī)制，來應(yīng)對(duì)當(dāng)前的“電荒”和未來的能源危機(jī)。