工業(yè)連接

智能電網(wǎng)的中國抉擇

ainet.cn   2009年07月02日

    以上萬億元的投資,織就一張覆蓋大半個中國的百萬伏特高壓同步電網(wǎng),將中國大部分電力供應與需求融為一體。

    從此,中國西北與西南的電力,就可以通過這條“高速公路”,直奔東部沿海的耗能大戶。

  6月中旬,國家電網(wǎng)公司向國家電力監(jiān)管委員會(下稱電監(jiān)會)匯報了中國未來十年的電網(wǎng)規(guī)劃。這一文件,打上了“智能”的LOGO。

  此前,智能電網(wǎng)浪潮已席卷西方各主要國家。這些國家主要基于分布式能源系統(tǒng)和可再生能源的大規(guī)模利用,而中國正在作出不同的路徑抉擇。

  5月21日,在北京舉行的“2009特高壓輸電技術(shù)國際會議”上,國家電網(wǎng)總經(jīng)理劉振亞首次提出“一特四大”的堅強智能電網(wǎng)戰(zhàn)略;即通過建設1000千伏交流和±800千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng),促進大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā),進而發(fā)展以信息化、數(shù)字化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網(wǎng)。

  之后,今年6月1日,國家發(fā)改委副主任、國家能源局局長張國寶在接受記者采訪時表示:“能源局正在對智能電網(wǎng)的問題進行研究,但存在不同的意見。對于智能電網(wǎng)的規(guī)劃,應該說還在研究中,尚無統(tǒng)一規(guī)劃。”

  他解釋說:“我們認為,智能電網(wǎng)應該是清潔、高效、分布式的電網(wǎng),但也有不同的意見。”

  到底是以清潔、高效、分布式,還是以特高壓為核心,目前已成為中國智能電網(wǎng)發(fā)展的最大懸念。

  智能新浪潮

  你是否不止一次地為漲電價的問題困擾?是否想過如果在屋頂上安裝一臺太陽能發(fā)電機,就可以用自己家里發(fā)出的電?

  在美國的一些家庭,已經(jīng)實現(xiàn)了上述夢想。在這些家庭中,不僅有風能、太陽能的小型發(fā)電機,還配備了“雙向智能電表”。通過電表,白天可以把電賣給電網(wǎng),晚上下班回家使用電器時,再從電網(wǎng)把電買回來。

  在電價比較高的用電高峰時段,一些智能電表還可以自動調(diào)高空調(diào)的溫度,從而達到節(jié)能和減少電費的目的。

  智能電網(wǎng)(smart grid)的概念,源于美國。早在2001年,美國就制定了2030年的電網(wǎng)規(guī)劃;2008年,科羅拉多州的大學城博爾德(Boulder)更是建成了世界第一個智能電網(wǎng)城市。

  所謂智能電網(wǎng),就是建立在先進的數(shù)字和通信技術(shù)的基礎上,實現(xiàn)可靠、安全、經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好和使用安全的電網(wǎng)。它不僅能夠本身優(yōu)化高效運行,同時還可以接納不同發(fā)電形式并抵御攻擊等。

  清華大學電機系副教授何光宇告訴《財經(jīng)》記者:“智能電網(wǎng)具有高效、清潔、靈活、堅強四大特征。高效,是指提高能源使用效率;清潔,是指減少污染物排放對環(huán)境的影響;靈活,是指多種有利于節(jié)能減排技術(shù)都可靈活接入電網(wǎng);堅強,是指在各種擾動下,電網(wǎng)都能安全可靠地運行。”

  正是由于智能電網(wǎng)具有上述優(yōu)勢,對于新能源以及信息技術(shù)有著強大的輻射作用,因此越來越受到世界各國的廣泛關注。

  今年1月,美國總統(tǒng)奧巴馬宣布,將鋪設或更新3000英里輸電線路,并在未來三年內(nèi)為美國家庭安裝4000萬個智能電表。4月16日,奧巴馬政府又宣布投資約40億美元,用于開發(fā)新的電力傳輸技術(shù);5月18日,美國商務部長駱家輝與能源部長朱棣文聯(lián)合宣布了美國智能電網(wǎng)建設的第一批標準。

  目前,牽頭美國智能電網(wǎng)規(guī)劃制定的是美國能源部國家能源技術(shù)實驗室。該實驗室的現(xiàn)代電網(wǎng)項目組負責人喬米勒(Joe Miller)對《財經(jīng)》記者表示,與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,美國智能電網(wǎng)將更多采用分布式布局。

  米勒也是負責美國智能電網(wǎng)建設的地平線能源集團(HEG)的資深副總裁。美國新的電網(wǎng),將根據(jù)發(fā)電地點和用電負荷的分布進行優(yōu)化配置,電力的流動在配電網(wǎng)中將是雙向的;先進的傳感器、通信和控制設備將幫助電網(wǎng)運行者更好地管理,從而減少大面積停電的可能性。

  與智能電網(wǎng)相對應的,是可以依據(jù)電網(wǎng)的運行狀態(tài)決定自身耗電量的智能電器。

  最近,GE展示了即將在年底推出的配合智能電網(wǎng)的電器產(chǎn)品,包括干衣機、燒水壺、烤爐等,它們都可以在三種耗電模式下工作:當整個電網(wǎng)用電量處在高峰的時候,會自動選擇低耗電模式工作。洗碗機的顯示面板上,更會顯示當前電費價格,讓用戶選擇便宜的時候洗碗。

  在歐洲,超級智能電網(wǎng)(SuperSmartGrid)計劃也已經(jīng)出爐,其可能的使用范圍甚至擴展到了北非、中東等地區(qū)。2009年初,歐盟進一步明確,將依靠智能電網(wǎng)技術(shù),將北海和大西洋的海上風電、歐洲南部和北非的太陽能融入歐洲電網(wǎng),以實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模集成。

  中國模式

  在西方國家,智能電網(wǎng)主要基于分布式能源系統(tǒng)和可再生能源的集成大規(guī)模利用。與之相對應,歐洲一些國家已經(jīng)開始建設分布式電網(wǎng)。在中國,隨著智能電網(wǎng)迅速升溫,中國電網(wǎng)企業(yè)更愿意將其置于特高壓電網(wǎng)的骨干之上。

  目前,中國電網(wǎng)的格局由六大區(qū)域電網(wǎng)構(gòu)成,但控制在兩家企業(yè)手中。其中,國家電網(wǎng)擁有東北、華北、華中、華東、西北五個區(qū)域電網(wǎng),覆蓋25個省(自治區(qū)、直轄市);較小一些的南方電網(wǎng),則運行著覆蓋五個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市)的南方區(qū)域電網(wǎng)。

  中國政府有意將智能電網(wǎng)納入國家能源規(guī)劃之中。5月21日,在“2009特高壓輸電技術(shù)國際會議”上,國務院副總理張德江表示,中國政府已經(jīng)將發(fā)展智能電網(wǎng)納入了國家的能源戰(zhàn)略。

  中國電力科學研究院副總工程師白曉民在接受《財經(jīng)》記者采訪時表示,對于智能電網(wǎng),中國已不存在做不做的問題,而是怎么做的問題。他所在的研究院,已開始幫助國家電網(wǎng)研究制定各種標準。

  “這涉及很多領域,跨許多不同專業(yè),原來這些標準可能沒考慮智能的需求,原有標準也可能有重疊或者空缺的地方;在制定標準的過程中,肯定會遇到很多之前沒考慮到的問題。”他補充說。

  據(jù)悉,目前國家電網(wǎng)公司已經(jīng)專門成立了五個智能電網(wǎng)工作小組,組織各個相關部門的準備工作。

  根據(jù)國家電網(wǎng)公司提出的規(guī)劃,2009年到2010年將重點開展智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作,研究技術(shù)和管理標準;2011年至2015年則為全面建設階段,初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務體。

  此后,2016年到2020年為引領提升階段,全面建成統(tǒng)一的智能電網(wǎng),技術(shù)和裝備全面達到國際先進水平。到2020年,國家電網(wǎng)公司特高壓總投資將超過6000億元,智能電網(wǎng)將主要以特高壓電網(wǎng)為主干電網(wǎng);其中,僅2009年和2010年兩年,就計劃投資830億元建設特高壓電網(wǎng),其中交流570億元,直流260億元。

  輸電系統(tǒng)的電壓等級一般分為高壓、超高壓和特高壓。通常,隨著輸電線路電壓等級的提高,輸電線路的損耗會減小,但相應的投資也隨之增長。因此,中國的特高壓模式在提出之初,就曾遭到了國內(nèi)許多資深電力專家的質(zhì)疑,認為這種模式既不經(jīng)濟,也不安全,甚至會破壞中國電網(wǎng)安全系數(shù)較高的分區(qū)分層模式。

  未來不確定

  若采用世界上獨一無二的特高壓大網(wǎng)作為未來智能電網(wǎng)的主干,另一個潛在的隱患亦不能不察。

  今年3月,美國宇航局(NASA)的一份報告警告說,如果1859年曾經(jīng)襲擊地球的太陽風暴重演,將有可能對現(xiàn)代高壓輸電系統(tǒng)造成嚴重沖擊;大多數(shù)變電站很可能會熔化,整個電力供應恢復的時間可能長達四年到十年。 

  美國科學院(NAS)委員會顧問、加州梅塔科技公司電力工業(yè)分析師約翰卡普曼(John Kappenman)還特別提到,中國正在建設2倍于美國的1000千伏電網(wǎng),而這將是傳遞電力崩潰的超級回路。因為電壓等級越高,電流越大。

  這種危險,其實并不遙遠。目前,太陽已經(jīng)相對平靜了接近100年,而預計到2012年,太陽活動就將進入活躍期。1859年并未對人類造成打擊的太陽風暴,對現(xiàn)代社會則有可能升級為滅頂之災。

  中國工程院院士、天津大學電氣與自動化工程學院余貽鑫在接受《財經(jīng)》記者采訪時表示,對于這一問題,工程院曾專門討論過,并向國家提交了報告,認為特高壓作為一種技術(shù)可以研究,但要在現(xiàn)有的500千伏電網(wǎng)上再覆蓋一個1000千伏的電網(wǎng),需要充分的技術(shù)經(jīng)濟論證,“現(xiàn)在還沒有見到”。

  “最好有國家電網(wǎng)以外的研究單位或高校,共同做這份報告?!彼a充說。

  5月18日,在中電聯(lián)主辦的“中國智能互動電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略研討會”上,來自國家能源局、中電投等單位相關部門負責人發(fā)言時,雖對新能源和電網(wǎng)優(yōu)化作出肯定性判斷,但并未對智能電網(wǎng)建設戰(zhàn)略作出直接回應。

  當時與會的國家電監(jiān)會政策研究室主任俞燕山表示,從國外先例看,智能電網(wǎng)技術(shù)可行性沒有問題,需要統(tǒng)籌考慮的主要是經(jīng)濟合理性、政策管理協(xié)調(diào)性等。

  他舉例說,美國有221個小電網(wǎng),電網(wǎng)容量比較小,比如加州才4000多萬千瓦容量。“它們對分布式的、可再生能源吸納能力非常有限,抗沖擊能力,或者是可再生能源的接入能力不超過20%?!?

  俞燕山告訴《財經(jīng)》記者,“中國只有南北兩大電網(wǎng),單國家電網(wǎng)就達幾個億的容量。如此大的容量,吸納可再生能源,并非一定要靠智能電網(wǎng)?!?

  5月27日,國家發(fā)改委副主任穆紅在國務院新聞辦舉行的新聞發(fā)布會上表示,關于智能電網(wǎng),包括國家發(fā)改委、工信部、科技部、財政部、環(huán)保部、安監(jiān)總局、知識產(chǎn)權(quán)局等單位,正在進行多目標優(yōu)化、電力儲能、信息集成等方面的調(diào)研;至于今年7月能否拿出方案,將取決于關鍵規(guī)劃是否符合中國國情。

  俞燕山對記者解釋說,智能電網(wǎng)涉及三大要素:一是技術(shù)上的可行性,二是經(jīng)濟上的合理性,三是政策上怎么樣看待。

  對于作為監(jiān)管機構(gòu)的電監(jiān)會而言,除了要關注智能電網(wǎng)的安全可靠性,希望以此為契機,進一步促進競爭格局的形成以及效率的提高,亦是順理成章的考慮,畢竟,建設的成本和最終的輸電效率,將最終決定著用戶需要花多少錢埋單。

  中國華能集團的一位人士告訴記者,一旦“特高壓智能電網(wǎng)”成為現(xiàn)實,由于特高壓電網(wǎng)的大容量、長距離,基本上是點對點的輸送,而智能電網(wǎng)所倡導的分布式電源,兩者關系上應如何處理,也需要決策者予以考慮。

(轉(zhuǎn)載)

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