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找寻中国智能电网的路标

品牌专栏中国仪表网2010年03月02日 10:28人气:733

   导读:《中国电力企业管理杂志》社长沙亦强表示,电力行业高层对智能电网的概念认识,都还没有达成共识,所以中国智能电网任重而道远。直至目前,国内专家、学者对于中美智能电网的差异达成了初步的共识,即中美智能电网的模式存在不同,美国智能电网更侧重于配电侧与用户侧的变革,而中国智能电网需要涵盖电网发、输、变、配、用、调度等更多的环节。

    根据国元证券研究中心的分析,到2020年,智能电网总投资规模接近4万亿元,具体为2009~2010年的投资约5500亿元,2011~2015年投资约2万亿元,2016~2020年投资1.7 万亿元。智能电网是一块很大很美的蛋糕,对它的市场预测有着太多的诱惑。

    来自两大电网公司的数据同样惊人:未来2至3年内,国家电网公司在加快电网建设上的投资规模将超过1万亿元。中国南方电网公司2009年初也宣布,初步计划每年新增投资约300亿元用于城网改造和农网完善,全网建设投资规模在900亿元左右。

    于是,“人人都爱智能电网”,但这一变化的来临颇有戏剧性。

    “在一次电力企业高层领导人的聚会中,大家谈起智能电网都认为这是在说笑话。什么是智能?现在电网不智能吗?这是跟着奥巴马瞎忽悠。”《中国电力企业管理杂志》社长沙亦强表示,“现在的情况变得完全不同,已经有了越来越多的智能电网理论与实践。但是,电力行业高层对智能电网的概念认识,都还没有达成共识,所以中国智能电网任重而道远。”

    除了认识上尚未达成共识,更多的路径细节也欠缺更深层次的考虑。中国能源网首席信息官韩晓平表示:“中国的智能电网能否解决新能源电力的并网接入问题?如此庞大的建设投资如果折入电价当中,社会能否承受?如何解决大规模蓄电的问题?先‘智能’输电侧还是先‘智能’配电侧?这都是需要我们考虑的问题。”

    在丹麦哥本哈根气候峰会,中国已经做出了其他参会国无法望其项背的减排目标――到2020年,年单位GDP能耗比2005年降低约40%,这对于火电比例依然高达近80%的电力行业而言,一场前所未有的减排战役已迫在眉睫,而能够解决新能源电力并网问题的智能电网才刚刚起步。

美国之变

    从某种程度上说,美国是中国智能电网的启蒙者。2009年2月17日,美国总统奥巴马签署了高达7870亿美元的经济刺激计划。其中,智能电网的大规模建设位列其中,它被视为美国国家能源战略的重要组成部分。

    两个月后,国家电网公司总经理刘振亚访美,并在华盛顿一场题为“更坚强的电网――中国与美国展望”的会议上发表主旨演讲称:“中国国家电网公司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、互动化为特征的自主创新、国际领先的坚强智能电网。”此后,2009年5月在北京举行的“2009特高压输电技术国际会议”上,国家电网总经理刘振亚首次提出“一特四大”的坚强智能电网战略,并宣布“在2020年要建成坚强的智能电网”。

    直至目前,国内专家、学者对于中美智能电网的差异达成了初步的共识,即中美智能电网的模式存在不同,美国智能电网更侧重于配电侧与用户侧的变革,而中国智能电网需要涵盖电网发、输、变、配、用、调度等更多的环节。

    但是,我们对于美国――这个善于以新战略、新标准占领全球制高点的国家,依然欠缺足够深入的研究。“在2009年之前,美国对智能电网的研究与中国今天讲的智能电网没有重大区别,但此后美国智能电网的建设思路经历了几次转型,并实现了彻底的自我颠覆。”《科学时报》首席经济学家武建东教授表示,“美国早期确实叫‘智能电网’,当时主要从三个方面考虑,即智能调度、检测和自动抄表。奥巴马上台后就推动安装4000万个智能电表,既是考虑到刺激经济,又是想促进电力行业的变革。”

    此后,经过内部激烈的讨论,美国形成了三股推动智能电网的力量,即美国能源部长朱棣文的联席会议、美国电机工程师协会以及能源部智能电网顾问组。三股力量相互激辩之下,美国实现了对于原先智能电网设想的全面颠覆。2009年6月26日,美国众议院通过了美国清洁能源与安全法,这是美国第一次从立法的角度推动“智能网”的建设,美国各界已全面投入了“智能网”标准、行动路线的制定当中。

    “现在国内对于智能电网的翻译存在局限性,美国提出的是‘智能网’或者‘智能网格’,智能电网只是其中的一个部分。”武建东对记者表示,“美国人多次来到中国考察,他们认为美国及欧洲在研究的是‘智能网’,而中国研究的是‘智能电网’,两大体系在共通性、互联性和可操作性的基础上存在不同,美国设计的内容要比我们多。”

    需要指出的是,在美国颠覆自我的变革中,IT企业成为重要的推动力量。例如美国电机工程师协会组织在智能电网讨论时,就邀请了思科、英特尔等IT公司参与其中,而美国能源部智能电网顾问组的主席就是IBM公司董事长彭明盛。

现实考虑

    “从美国奥巴马总统提出‘能源新政’以来,我国相关政府部门、社会机构、专家学者以及企业都开展了智能电网的研究和实践,电力行业在此方面也做了大量的工作。”中国电力企业联合会秘书长王永干表示。

    例如,国家电网公司成立智能电网部,各网省公司成立智能电网研究中心,并在大量调查研究基础上提出了坚强智能电网的三阶段发展规划。同时,国家电网公司已经全面启动智能电网标准化体系研究,并在全国启动了首批九个试点工程的建设。南方电网公司还建立了智能电网研究联席会议制度,定期召开联席会议,密切跟踪世界智能电网的发展趋势。

    但这并不意味着对于中国智能电网的路径抉择已经达成共识。目前,以两大电网公司、五大发电集团、“四小豪门”为代表的电力企业,更多是从企业的现实考虑出发,制定各自的智能电网战略。

    对于电网企业而言,首要难题在于电网“两头薄弱”问题,即跨省跨区资源配置能力不足、城乡配电网供电能力不足。一方面,2000年全社会用电量是1.34万亿千瓦时,2005年升至2.48万亿,而2010年的预测数据是3.98亿。国家电网能源研究院总工程师葛旭波表示:“相比2000年,2015年用电量将增加61.3%,而2020年将比2005年净增2倍。可以说,我们的发展任务要更大于改造的任务,现在国家电网基本上是两者都要综合考虑。”另一方面,随着东部发电能力渐趋饱和,越来越多的发电源将来自西部偏远地区,跨省跨区配置能力将面临严峻挑战。

    于是,发展特高压、超特高压电网成为电网企业首要解决的问题。由此便带来两个争论:一是发展特高压电网是否就是智能电网?二是如果要发展特高压电网,对“坚强”的考虑将排在“智能”之前,这也就是国网公司提出“坚强电网是基础,智能电网是促进”的重要原因。

    “建设智能电网不是另起炉灶,从零开始,而是电网建设发展的延伸和提升。” 广东电网公司副总经理兼总工程师林雄对记者表示,南方电网更强调结合自身实际,实事求是走出自己的路子。

    发电企业同样有着现实的顾虑。“对中国而言,集中式供电是最为经济的,分布式发电在短期内不会成为主流,这就给火力发电带来了非常大的减排压力。” 神华集团国华电力研究院总经理助理丁涛表示,智能电网将实现对电厂更为直接的调度,而低碳经济的来临,将使得以火力发电为主的发电企业将面临更多的政策管制、设备成本等方面的减排压力。因此,发电企业除了积极采用清洁煤、电除尘技术,还应该考虑用信息化手段对电厂进行运行优化、设备状态检修和远程诊断。“从长远来看,火力发电的前景非常不妙,而随着智能电网的到来,发电企业将面临巨大的组织结构的重新划分和整合,此时需要信息化来解决两大问题,一是如何为发电生产服务,二是如何为企业变革服务。”丁涛表示。

    对于智能电网下发电集团的发展策略,中国华电集团公司体改办主任陈宗法对记者表示:“一是要密切关注智能电网的发展,要考虑到发展智能电网将会减缓装机容量发展速度;二是要尽快制定和优化新能源发展战略和目标;三是要优化布局,抓住大水电、大煤电,突出核电,这将是建设的重点方向;四是积极开展分布式能源试点;五是积极进行智能电网的设备研发,为集团创造新的增长点。”

    陈宗法同时认为,智能电网的发展需要强有力的基荷电站,而大型发电集团通过技术改造和升级来提高大型煤炭机组和核电机组可靠性,将成为智能电网最为可靠的基荷电站,作用也将更为凸显。

政策变局

    “2009年最后几个月是电力行业理念变化非常快的一个时期,原先呼之欲出的新能源产业振兴规划并未出台,国家将其改为了‘新能源产业发展规划’,最近又变为‘战略性新兴产业发展规划’。”沙亦强表示,这表明国家对于智能电网的认识在逐步深化。

    在2009年12月5日召开的中央经济工作会议上,“调整经济结构”成为2010年的工作重点,其中非常重要的一条是“抑制过剩产能,加快战略性新兴产业的发展”。会议表示,对战略性新兴产业的发展将“强化政策支持,加大财政投入”和“加大信贷政策对战略性新兴产业等方面的支持”。相关分析人士认为,智能电网将同新能源产业、可再生能源、节能减排技术、核能、新能源汽车等产业一样,成为国家未来新兴产业发展的重点方向。

    目前,工业和信息化部已初步考虑选择信息通信、先进装备制造、新材料、新能源与节能环保、生物产业和高端生产性服务业等6个领域作为新兴支柱产业培育的重点领域。

    同时,国家发改委、能源局正在编制新能源产业相关规划。国家能源局副局长刘琦表示,正在编制中的新能源发展规划,把新能源主要界定在两个方面:一是关注风电、太阳能等新能源,二是关注对传统的能源进行技术改造所形成的新产业,比如清洁煤技术、车用新型燃料、智能电网等,到2020年,中国新能源总投资预计将达4.5万亿元。而此前在2009年6月1日,国家能源局局长张国宝在接受媒体采访时曾表示:“能源局正在对智能电网的问题进行研究,但存在不同的意见。对于智能电网的规划,应该说还在研究中,尚无统一规划。”

    “发展智能电网是一件大事,必须‘多花点时间,多做些研究,多做些试点’。”国家电监会信息中心主任倪吉祥在接受专访时曾表示,智能电网是开放性网络,如何保障信息安全将是一个严峻的挑战,同时要从发电侧和用户侧考虑如何实现电网的智能调度。同时,在国家战略层面而言,智能电网需要带动产业上下游的发展,形成国家新能源技术革命的平台,这些都需要中国摸索出适合自己的智能电网发展路径。

    由此看见,智能电网可能将成为我国新能源战略的重要组成部分,而相关的具体内容依然处在变动当中,要尘埃落定,尚需时日。

未来时代

    在可以预见的未来,整个社会的运转方式将发生巨大的变化,而引发这一变革的可能就是家中安装的小小的智能电表。举例而言,在智能电表的用户端一侧,你将可以查看家中各种电器的用电数据,而智能电表会提示你如何避开用电高峰,从而降低电费支出。而随着新能源电力的并网,你可以根据电价成本调整选择能源的类型。例如,微软公司在美国的数据中心现在已可以根据不同时段电价的调整,选择使用风电、水电或其他类型的能源,来有效控制整个数据中心的用电成本。

    而在智能电表牵动的另外一端,电力企业将迎来全新变革。如同金融、电信等行业一样,电力行业也将全面转入以客户为中心的时代。例如,通过智能电表采集的庞大数据将被智能分析,实现对社会用电量的实时监控,电力企业可以对供电量做出及时调整。这种电力企业与用户的良好互动,将为整个电力行业节约巨大的发输电成本。“对于发电企业而言,在智能电网的建设高峰期过去之后,研究院、电厂、变电公司、设备厂都需要重新找到在产业链中的定位,电站服务将逐渐产业化。在未来,我们可以设想电厂将会变成一个个的连锁店,所有业务都可以复制,并共享服务。”丁涛表示。

    更具前景的热点在于分布式能源的发展。例如,丹麦作为全球风电接入量最大的国家,已实现20%的风电接入量,它的成功经验在于建设了高效率的分布式能源体系,实现了与电网的良性互动,现在已不需要再建大的发电厂。韩晓平表示:“分布式能源可以实现更灵活的调节。如果电网的电价便宜,用户就可以用电网的电;电价贵,用户就可以自己发电,还可以将多余的电输送给电网。”

    可以预见的是,一旦解决了电能储存以及并网的问题,分布式能源将带来一系列的重大变革,它将推动智能楼宇、新能源汽车等新行业的快速萌生。

    当然,业界人士还提出了更宽视野的大胆设想。“中国应跳出单纯建立智能电力网的狭窄视野,集中发展有别于美国、具有中国优势、国际领先的综合性的互动能源网。”武建东教授对记者表示,“这个模式需要将电力、水务、热力、燃气、数据、有线电视等资源捆绑为整体资源,以制高点型的规则推动能源组织的管理变迁和产业目标置换,其特点是跨越式、跨产业突变,以集成化手段高速实现互动能源网建设。”

    一个变革的时代已经来临,但刚刚起步的中国智能电网依然任重而道远。
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