河南立旭风光发电技术有限公司

中国绿色革命需要坚强的智能电网铺路

【2014年11月17日科学时评】

        在应对气候变化和国际金融危机的大背景下，以新能源技术和节能技术为代表的绿色革命正在影响世界进程和格局。在这场绿色革命中，电网的发展至关重要。智能电网的发展已成为当前各主要国家电网发展的方向。美国在《能源独立和安全法案2007》中提出智能电网发展规划。2009年，美国7870亿美元的经济刺激方案中有43亿美元用于国家电网的改进。从2005年开始，欧洲就启动了智能电网技术平台，目标是提出开发欧洲2020年的电力网络的愿景。2006年，欧盟理事会的能源绿皮书《欧洲可持续的、竞争的和安全的电能策略》指出，智能电网技术是保证欧盟电网电能质量的一个关键技术和发展方向。由于国情特点，不同的国家对智能电网的发展内容和方向会有差异。2009年7月，我国国家电网确定了智能电网发展规划和总体投资。国家电网正在全面建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，以信息化、数字化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。从中国国情来看，坚强的智能电网将从以下几个方面来支撑绿色革命。
    

        第一，拉动经济增长。电网建设作为最重要的基础设施建设内容之一，是推动经济发展的重要动力。根据国家电网规划，2009年到2020年总共4万亿元投资。大规模的投资不但将创造更多的工作岗位，还将带动相关产业发展。《科学时报》首席经济学家武建东预计，如果2009年就启动电网的改造，每年有可能拉动国内生产总值（GDP）增长一个百分点左右。 
   

        第二，提升技术创新。由于电网本身的高技术性，将会带动整个国家能源技术、信息技术的发展。智能电网涉及通信技术、超高压和超导技术、感知和测量技术、存储技术、电力电子技术和诊断技术、高级控制技术、决策支持技术等国际前沿技术。坚强的智能电网建设将带动整个相关技术群的发展，提升技术创新水平。
   

        第三，优化资源配置。我国能源分布与消费存在逆向性。无论是煤电，还是风电、光电等新能源，通过大规模长距离的电网传输，可以使得资源丰富地区的资源得到充分利用。从煤电来说，从原来的输煤变为输电，将提高煤资源丰富地区的能源附加值。
   

        第四，推动新能源发展。智能电网是可再生新能源生产和使用的基础。从欧美来看，智能电网的产生和发展是为了适应新的能源生产和使用模式。没有智能电网的发展，新能源生产和使用将受到很大限制。实际上，可再生能源与智能电网的发展相辅相成。
   

        第五，促进节能减排。我国的坚强的智能电网可以从三个方面促进节能减排。首先，电网在能源消耗中占到了很大一部分比例。电网优化将会直接降低能源消费。其次，智能电网的智能化和互动性将从需求侧降低能源消费。再次，特高压远距离的输煤变为输电节省了能源消耗。但是，智能电网发展还无先例可以借鉴。智能电网发展的内容和方向在不同的国家、不同的发展阶段也存在不同。如何推进，需要在实践中摸索，当前需要重点从以下几个方面着手研究。
   

        第一，电力行业的治理模式。技术革命常伴随着新的治理规则的出现。在智能电网发展中，要正确处理发电与电网企业的关系。例如，目前电网和发电是分开的，但是对新能源行业没有明确的规定。国家电网介入的一些新能源发电项目也受到一些质疑。实际上，竞争与垄断不是目的，而是手段。什么样的模式有利于行业的发展就采取什么样的方式。竞争与垄断不是判断行业优势的标准。如何治理取决于行业的性质，判断的标准应该是是否促进行业国际竞争能力的提高。
   

        第二，智能电网的技术发展方向。在智能电网技术上，由于技术基础和对智能电网理解的差异，技术发展方向存在不同。例如在输电方面，我国提出要加快特高压输电技术的自主化水平，将特高压输电纳入了应对气候变化国家方案。美国在打造智能化电网的进程中，计划使用超导输电技术而并非特高压输电技术。因此，技术发展方向要考虑世界技术发展趋势和本国技术积累，兼顾经济和环境的成本效益。同时，技术发展要确保新能源与智能电网的互动发展，集中式能源供给与分布式能源供给的协调发展。
   

        第三，行业和技术标准。模块化、方便化的操作是智能电网大规模应用的关键。为达到此目的，需要制定电网的上传和下载，分布的标准，电网接入设备的标准，电力分布的标准等。首先，国内要及时统一标准，避免各地无序竞争，造成投资浪费。标准的制定有利于成本的降低和智能技术的发展。其次，要积极参与国际标准制定，为我国智能产品在国际市场的开拓提供良好平台。
   

        第四，赢利模式。智能电网与传统电网的赢利模式存在显著不同。传统电网企业期望通过控制和计划来保证电网公司提供最多的服务，获取最大的利润，而智能电网则强调电力消费者个体的参与。在智能电网下，消费者可以通过电网发电来获利，或者满足自己的消费，一方面自身发电减少了用电量，另一方面发的电可以上传到网上，获取利润，这本身是与发电企业在争夺利润空间。因此，传统的发电企业或者电网必须在新的智能电网中开发自己的赢利模式，提供核心价值，创造利润，才能保证整个电力企业向着正确的方向发展。
   

        第五，成本效益评估。智能电网需要大量的前期投入。根据有关资料，意大利国家电力公司在全国范围内安装3000万个智能仪表共花费21亿欧元，5年内意大利就能收回所有的安装成本。如果美国利用智能电网将国家高峰期用电量减少5%，20年内将为美国节省660亿美元。到2020年，我国国家电网的坚强的智能电网计划将投入4万亿元，对大规模投资带来的经济效益和环境效益，需要进行长期动态评估。
 
                 （作者张焕波系清华大学公共管理学院博士后）