智能電網(wǎng)的中國抉擇

以特高壓電網(wǎng)為核心，還是以清潔、高效、分布式為核心，是中國智能電網(wǎng)發(fā)展方向的最大懸念

《財經(jīng)》記者 于達(dá)維 李其諺

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(yīng)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(shè)1000千伏交流和±800千伏直流構(gòu)成的特高壓電網(wǎng)，促進(jìn)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(jìn)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《財經(jīng)》記者采訪時表示:“能源局正在對智能電網(wǎng)的問題進(jìn)行研究，但存在不同的意見。對于智能電網(wǎng)的規(guī)劃，應(yīng)該說還在研究中，尚無統(tǒng)一規(guī)劃?！?/p>

他解釋說:“我們認(rèn)為，智能電網(wǎng)應(yīng)該是清潔、高效、分布式的電網(wǎng)，但也有不同的意見?！?/p>

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(fēng)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(dá)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(xué)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(jìn)的數(shù)字和通信技術(shù)的基礎(chǔ)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(xué)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(guān)注。

今年1月，美國總統(tǒng)奧巴馬宣布，將鋪設(shè)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(wù)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(shè)的第一批標(biāo)準(zhǔn)。

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(fù)責(zé)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(fù)責(zé)美國智能電網(wǎng)建設(shè)的地平線能源集團(tuán)(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(fù)荷的分布進(jìn)行優(yōu)化配置，電力的流動在配電網(wǎng)中將是雙向的;先進(jìn)的傳感器、通信和控制設(shè)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(yīng)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(fēng)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(yīng)，歐洲一些國家已經(jīng)開始建設(shè)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)，則運行著覆蓋五個省(自治區(qū)、直轄市)的南方區(qū)域電網(wǎng)。

中國電力企業(yè)聯(lián)合會(下稱中電聯(lián))一位不愿透露姓名的負(fù)責(zé)人告訴《財經(jīng)》記者，在今年年初的工作會議上，國家電網(wǎng)負(fù)責(zé)人在報告中對于智能電網(wǎng)只提了一句話，基本沒有闡述。但時隔100多天后，國家電網(wǎng)對于智能電網(wǎng)的態(tài)度就發(fā)生了巨大變化，這一幕耐人尋味。

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(wù)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)。

“這涉及很多領(lǐng)域，跨許多不同專業(yè)，原來這些標(biāo)準(zhǔn)可能沒考慮智能的需求，原有標(biāo)準(zhǔn)也可能有重疊或者空缺的地方;在制定標(biāo)準(zhǔn)的過程中，肯定會遇到很多之前沒考慮到的問題?！彼a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(guān)部門的準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn);2011年至2015年則為全面建設(shè)階段，初步形成智能電網(wǎng)運行控制和互動服務(wù)體。

此后，2016年到2020年為引領(lǐng)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(dá)到國際先進(jìn)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(shè)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(yīng)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(rèn)為這種模式既不經(jīng)濟，也不安全，甚至?xí)茐闹袊娋W(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(fēng)暴重演，將有可能對現(xiàn)代高壓輸電系統(tǒng)造成嚴(yán)重沖擊;大多數(shù)變電站很可能會熔化，整個電力供應(yīng)恢復(fù)的時間可能長達(dá)四年到十年。

美國科學(xué)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(shè)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(yuǎn)。目前，太陽已經(jīng)相對平靜了接近100年，而預(yù)計到2012年，太陽活動就將進(jìn)入活躍期。1859年并未對人類造成打擊的太陽風(fēng)暴，對現(xiàn)代社會則有可能升級為滅頂之災(zāi)。

中國工程院院士、天津大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)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(rèn)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(guān)部門負(fù)責(zé)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(shè)戰(zhàn)略作出直接回應(yīng)。

當(dāng)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%?！?/p>

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(dá)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)?！?/p>

5月27日，國家發(fā)改委副主任穆紅在國務(wù)院新聞辦舉行的新聞發(fā)布會上表示，關(guān)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(jìn)行多目標(biāo)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(guān)鍵規(guī)劃是否符合中國國情。

俞燕山對《財經(jīng)》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(guān)注智能電網(wǎng)的安全可靠性，希望以此為契機，進(jìn)一步促進(jìn)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(shè)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(tuán)的一位人士告訴《財經(jīng)》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(dǎo)的分布式電源，兩者關(guān)系上應(yīng)如何處理，也需要決策者予以考慮?！?/p>