博爾德電力實(shí)驗(yàn)

美國(guó)小城博爾德是第一個(gè)全面架設(shè)智能電網(wǎng)的城市，彼得森一家是這個(gè)城市中第一個(gè)接受電力實(shí)驗(yàn)的家庭。他們和鄰居都發(fā)現(xiàn)，不用犧牲任何生活便利，也能將電費(fèi)降到每月3美元。

在美國(guó)再度為不參加《京都協(xié)議書(shū)》辯解時(shí)，大量排放的溫室氣體已經(jīng)使全球海平面上升了0.17米。為了不讓后代去海面以下搜尋住所，美國(guó)人嘗試著讓能源長(zhǎng)點(diǎn)智慧——首先從電網(wǎng)入手。2008年4月，Xcel Energy公司聯(lián)合另外幾家綠色高科技公司，投資1億美元將博爾德(Boulder)打造成“智慧電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室”。

“之所以會(huì)選中博爾德，是因?yàn)檫@座城市合適的人口密度以及相對(duì)獨(dú)立的電力分配系統(tǒng)。”Xcel Energy外聯(lián)人員凱瑟琳(Catherin)說(shuō)。自2008年4月起，Xcel Energy計(jì)劃在博爾德安裝5萬(wàn)臺(tái)新的智能電力設(shè)備。其中，智能電表是智能電力設(shè)備中重要的一環(huán)?！八軐?shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)，建議用戶在電力昂貴的時(shí)候避開(kāi)用電，也會(huì)告訴用戶哪些電來(lái)自清潔能源?！?/p>

現(xiàn)在，智能電表是彼得森(Peterson)和瓦爾(Val)夫婦家中隱形的協(xié)調(diào)員，它統(tǒng)籌屋內(nèi)所有電器的用電情況?？屏_拉多大學(xué)博爾德分校校長(zhǎng)彼得森是“智能電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室”的第一位志愿者。他們?cè)试SXcel Energy公司改造了他們的房子，并接受了該公司提供的智能儀表、輸出功率6000瓦特的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，外加一輛混合動(dòng)力汽車(chē)。彼得森稱(chēng)他這次參與的實(shí)驗(yàn)為“連接愛(ài)迪生和蓋茨的世界”，目標(biāo)是通過(guò)新配備的智能電力設(shè)備和適應(yīng)新的用電方式——依舊住博爾德市中心，依舊是那些電器，但要盡可能地使用清潔能源，盡可能地錯(cuò)開(kāi)用電高峰，盡可能地降低每個(gè)月的用電開(kāi)銷(xiāo)。

比薩餅正在烤箱中加熱，加熱的電來(lái)自彼得森家洋樓屋頂?shù)乃膲K太陽(yáng)能電池板?！疤?yáng)充足的時(shí)候用太陽(yáng)能，大風(fēng)吹來(lái)，則用風(fēng)電。用戶能依據(jù)程序設(shè)定通過(guò)風(fēng)電激活他們的洗碗機(jī)或暖氣片?！眲P瑟琳說(shuō)。這是一個(gè)很大的變化，傳統(tǒng)電網(wǎng)只是單方面存儲(chǔ)清潔能源，但僅靠清潔能源發(fā)電可能會(huì)導(dǎo)致電力不穩(wěn)定，比如不刮風(fēng)的時(shí)候風(fēng)電就不夠用。

融合不同屬性的電力，讓用戶更好地利用可再生、清潔能源，是這次實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容。彼得森家使用的能源除了太陽(yáng)能，還有風(fēng)電、核電、火電等。智能電表能顯示此時(shí)光伏、風(fēng)電、水電等不同電種是否充足，以及自由選擇各種不同的電力，它們可能來(lái)自風(fēng)、煤炭，抑或是太陽(yáng)。這就像我們出游選擇交通工具，可以是火車(chē)，也可以是飛機(jī)或輪船。但這又給智能電網(wǎng)帶來(lái)另外一個(gè)問(wèn)題，如何讓各種分布式能源自由、動(dòng)態(tài)地接入電網(wǎng)。

“在我走出家門(mén)的時(shí)候，我能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，用任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)、iPod或iPhone，遙控智能電表更改家中電器的設(shè)置。比如，優(yōu)先選擇太陽(yáng)能電池板的蓄電。”瓦爾說(shuō)?，F(xiàn)在，彼得森夫婦家屋頂?shù)奶?yáng)能電池板儲(chǔ)蓄下來(lái)的電可以烤制154個(gè)比薩餅，相當(dāng)于590.7磅的煤炭所產(chǎn)生的能源。如果博爾德預(yù)裝智能電力設(shè)備的5萬(wàn)用戶都擁有這一儲(chǔ)備量，就能獲得相當(dāng)于2953.5萬(wàn)磅的煤炭所產(chǎn)生的能源，這樣節(jié)省下來(lái)的碳排放量是個(gè)驚人的數(shù)字。

智能電表還提供實(shí)時(shí)定價(jià)信息，以幫助用戶減少消費(fèi)高峰時(shí)段用電。這個(gè)功能直接關(guān)系到彼得森的錢(qián)包，效果很好。2008年1月，普拉特集團(tuán)在太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室完成了實(shí)時(shí)電價(jià)信息示范項(xiàng)目，研究結(jié)果是實(shí)時(shí)定價(jià)可以減少高峰用電的10%。

如果太陽(yáng)能不充足、風(fēng)電不穩(wěn)定，彼得森會(huì)盡可能選擇峰谷期間用電、蓄電。白天所蓄太陽(yáng)能用于給混合動(dòng)力汽車(chē)充電，通常情況，這些能量夠它跑上兩天?！半妰r(jià)不再是一成不變，它會(huì)根據(jù)一天中不同時(shí)段來(lái)自動(dòng)定價(jià)，比如晚上用電高峰期，電價(jià)自動(dòng)上揚(yáng)，但以前只是電力系統(tǒng)讀取用戶的電表，現(xiàn)在我們能看到整個(gè)城市的用電情況，從而為自己的用電進(jìn)行規(guī)劃。當(dāng)然，停電也是不用擔(dān)心的，智能電網(wǎng)可以在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)。”

這樣的技術(shù)設(shè)計(jì)還有一個(gè)好處，中國(guó)能源網(wǎng)CIO韓曉平舉了個(gè)例子:“北京有1500萬(wàn)人口，約500萬(wàn)臺(tái)冰箱，如果以每臺(tái)冰箱120瓦計(jì)算，合計(jì)裝機(jī)負(fù)荷60萬(wàn)千瓦，如果未來(lái)的冰箱可以蓄冰儲(chǔ)能，所有冰箱都在夜間用電低谷蓄冰，并根據(jù)電網(wǎng)的智能安排分批進(jìn)行工作，電網(wǎng)就可以因此減少幾十萬(wàn)的裝機(jī)容量，免去相應(yīng)輸電線路和變電站的建設(shè)投資?！?/p>

省錢(qián)、節(jié)能、減排。彼得森的目標(biāo)應(yīng)該也是全世界所有人的目標(biāo)?！懊绹?guó)2007年3億人口，用電量4367.875千瓦時(shí)。如果是中國(guó)，14億人口的用電量將是美國(guó)的3.5倍。如果延續(xù)目前模式，70%的電力將靠燃煤大火電保障，最少需要42億噸的原煤。如按70%的煤炭用于發(fā)電來(lái)算，需要生產(chǎn)原煤60億噸，而2007年全球的煤炭產(chǎn)量?jī)H有64億噸?！表n曉平在題為《我們?yōu)槭裁葱枰悄茈娋W(wǎng)》的文章中如是說(shuō)。

另外，據(jù)美國(guó)能源部的研究結(jié)果顯示，由于電網(wǎng)效率低下而造成的電能損失高達(dá)總電能的67%。67%的損耗是指現(xiàn)有電力系統(tǒng)的能量損耗，其中包括發(fā)電、輸配電以及終端用電環(huán)節(jié)?！皩?shí)際上，從能源資源的開(kāi)發(fā)、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)換直到最終的需求，從煤炭的開(kāi)發(fā)直到我們眼前的計(jì)算機(jī)屏幕或頭頂?shù)臒襞?，我們真正能夠利用的有效能量恐怕不?0%。另外的90%無(wú)疑是一座巨大的金礦。”韓曉平說(shuō)。

依靠挖掘這巨大的金礦，彼得森的節(jié)能減排的目標(biāo)已經(jīng)達(dá)成，他們的鄰居也一樣，將每月電費(fèi)降到了3美元?！靶碌碾娏ο到y(tǒng)精確實(shí)用，讓我們輕松地控制能源消費(fèi)，即使我離開(kāi)了屋子，我也能通過(guò)電腦掌控屋子和汽車(chē)。尤其是屋頂上的太陽(yáng)能面板，它能和車(chē)，還有家中的一切電器進(jìn)行交流，它們總能找到一個(gè)最高效最清潔的用電方式。”

博爾德的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有犧牲生活便利來(lái)節(jié)省能源，這是最吸引人的。不僅如此，有了智能電網(wǎng)，彼得森夫婦的生活以及其他的志愿者的生活顯得更為便利。舉例來(lái)說(shuō)，“隨手關(guān)燈”是很小的事兒，但容易忘記。“如果采用智能感應(yīng)照明，只在有人有需求的地方進(jìn)行精確照明，可以節(jié)省不少電能，減排不少二氧化碳。而實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)僅需要為每一個(gè)燈口安裝一個(gè)芯片和控制開(kāi)關(guān)，在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b感應(yīng)器，相關(guān)的控制數(shù)據(jù)信息可以直接從電力線上傳送?！表n曉平解釋說(shuō)。

根據(jù)法國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)CRE的預(yù)測(cè)，通過(guò)安裝智能表計(jì)，能夠減少居民能源消耗5%，減少二氧化碳排放5%。智能電網(wǎng)通過(guò)電子感應(yīng)、探測(cè)、遙控等信息技術(shù)對(duì)需求進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并進(jìn)行智能化的分析、控制，實(shí)現(xiàn)精確供能?！斑@樣，使人們的生活質(zhì)量不受影響，甚至更舒適，靠信息技術(shù)的進(jìn)步將能源節(jié)約下來(lái)?！表n曉平說(shuō)。現(xiàn)在，芬蘭通過(guò)安裝智能表計(jì)，用戶的能量使用效率已經(jīng)提高了7%。