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智能电网:中国战略智慧之选

2011-01-15 09:55
冷血の爱
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  如果说2009年是中国智能电网启动的元年,那么,时至2010年初,我们更清晰地看到一幅打开的图景:中央政府将“新能源”与“电动汽车”列入国家战略性新兴产业(均与智能电网密切相关);许多地方政府在当地两会的工作报告中,密集提及“智能电网”,态度积极;分布于全国二十多家城市的智能电网项目试点,正在推进。

  “现在是大规模探讨,而非大规模建成的时候,需要公众更多参与”,这是记者采访专家时听到最多的一句话。

  发展战略性新兴产业, 智能电网应“适度先行”

  “一台风机就是一点‘新兴之火’,一辆电动汽车也是一点‘新兴之火’,借助智能电网才能星火燎原”,一位专家如是说。新能源、电动汽车是我国战略性新兴产业的两大战场,它们与智能电网是“铁三角”,还是无须协同,各自发展?

  国网能源研究院近期通过“电力系统整体规划优化模型”测算出如下数据:如果依靠传统电网模式而不是智能电网模式,大规模新能源和“即插即用”式电源都将受到电网消纳能力的限制,新疆、酒泉、蒙西、锡盟、蒙东等风电富集地区的风电只能在本省或区域电网消纳,2020年全国可开发风电规模5000万千瓦?8000万千瓦,这与我国建设若干个千万千瓦级风电基地和2020年1亿千瓦以上的风电开发目标相差甚远。

  而缺失了大量的入网新能源,电动汽车的发展也面临悖论:它的能源利用效率(32%?47%)较燃油汽车高1至2倍以上,行驶1公里的碳排放比燃油汽车少70克,但是,如果它用的主要还是煤电而非新能源,只是把排放从城市移到远方的火电厂,“这70克实在太轻了”。

  并且,电动汽车也将对电网的负荷预测和经营成本形成压力。“2020年大约有3000万辆电动汽车,如果每辆车有10?12千瓦充电负荷,加起来是3亿千瓦,当然这3亿千瓦不会同时出现,也许是8000万千瓦左右的水平,但这个数字已经相当惊人了,因为全国目前的最高负荷也就7亿千瓦。而且,3000万辆的电动汽车每年只用600亿度电,而且大多是便宜的低谷电,这相比于汽车、电池、充电站等巨大投入,难以实现正常的盈利模式。”

 

  要破解以上悖论,只有让电动汽车通过智能电网与新能源“见面”,成为一个个移动储能装置,真正实现节能、减排效益。对此,中国工程院院士顾国彪有更现实的考虑:“现在大量风机正在安装,电动汽车行业已经炒热了,智能电网的发展已经非常急迫。”他告诉记者:“夏威夷风电装机占电网总装机的25%左右,但是当地电网消纳不了,大多数风机都在晒太阳”。

  对如此复杂的状况,一位长期研究智能电网的人士用“不平衡性”来解读:新能源兴起于西部、东北这些风电富集区,而新能源用户则首先出现于东部地区—除了消费者个人选择的因素,东部地区将更多地感受到碳减排的压力,并且有能力为此采取行动(这也间接的说明了中国智能电网强调坚强的一个原因)。

  如何化解这种不平衡性呢?他认为,智能电网要“适度先行”,做好基础设施,托举起新能源、电动汽车这两个新兴产业。

  投入是否经济,须从全社会层面权衡

  据初步测算,我国将于2020年基本建成智能电网,“投入大、周期长、跨区域、跨行业”是人们对这项系统工程的评价。那么,它的社会经济效益该如何评估呢?

  一位政府人士认为,可以从直接效应(比如对电力行业、消费者)、间接效应(比如节能减排等外部效应)和网络效应(比如带动的社会投入)来评估。清华大学国情研究中心管清友博士则认为,发展智能电网对于应对金融危机、提高发展质量、推动技术进步、强化消费者主权等等有较大意义,他特别强调了“替代”和“权衡”的概念,如果不发展智能电网,我们将付出什么样的环境和经济代价?

  国网能源研究院一项尚未公布的研究认为,如果沿着既有传统电网发展方式,至2020年,火电装机将比智能电网方式下多出6300万千瓦。而发展智能电网, 2010至2020年我国有效电源装机投资下降约1700亿元,年均投资下降155亿元。

  对于智能电网的综合社会效益,这项研究则将其分为5大类14个子项,分别是:环境效益(清洁能源替代化石能源减排、用电需求量下降减排、发电煤耗降低减排、电动汽车带来的减排);用户环节效益;电网环节效益(降低网损、提升资产利用效率);发电环节效益(节约系统有效装机容量、减少发电成本);其他社会效益(增加就业机会、提高供电可靠性减少停电损失、改善电能质量、节约供电成本、节约土地资源)等等。

  公众最关心的是智能电网能给生活带来的变化。目前,在北京完成的一项试验表明,复合电力光纤可以支撑“三网融合”,有插头的地方就可以接入信息服务;而在带动就业方面,2010年到2020年,约提供就业岗位14万个。一位专家想得更为深远: 智能电网给普通公众带来的可能是增值服务,可能是自由选择权,也可能是一种觉悟:当你觉得要采用低碳生活方式的时候,或者要负担碳税的时候,就会发现,原来的生活方式变得昂贵,而有智能电网支持的新的生活方式变得便宜。

  一些隐性的巨大收益更值得重视。智能电网具有强大的自愈功能,较传统电网有更大“弹性”,能够大幅减少停电损失(据美国能源部的估计,由于停电使美国每年损失1500亿美元)。能源经济学家林伯强很早就提出:缺电造成的损失有甚于装机过剩。以大停电防御体系享誉业界的薛禹胜院士认为:“电力系统正面临外部灾害的多样化,新能源接入难以控制,客户深度参与等种种挑战,对电网的安全性、充裕性提出了更高要求。发展智能电网有着必然要求。”

  中国工程院副院长杜祥琬院士作为能源战略科学家,看重智能电网对低碳经济的贡献。他认为我国经济发展方式转变已经迫在眉睫,智能电网需要更为高效节约、安全可靠、新能源友好。“节约和安全可靠是必不可少的前提,信息化、自动化、互动化等等则是手段”。

  按照茅于轼等经济学家的观点,低碳将增加国民经济的发展成本。显然,传统能源成本更低,火电比风电便宜得多,该如何看待智能电网面向未来的绿色投入?资深电力专家王信茂最近在一次会议上表示,智能电力系统意味着电力行业绿色成本的上升,是电力行业对低碳经济转型的贡献。

  电网公司对成本的控制也是公众关心的话题。记者从国家电网公司智能电网部了解到,智能变电站的试点基本是新建变电站,“都是在原有规划中修改为智能变电站的,已建成的变电站只是改造问题,不可能拆了重建”,而智能电网的总规划则经各网省公司内部的多次研讨和质询,“经济高效”是坚强智能电网的主要内涵之一。据了解,华东电网公司正在国家电网公司总部的指导下,进行“智能电网评价指标体系”研究,“这是一把尺子,可以量一量智能电网哪个地方还不到位,哪个地方有缺陷,哪个地方过度投入了。这个尺子最大的特点就是‘平衡性’,要适应新能源和国家各项制度的变化,要促进智能电网自身的进步,它到西北或上海的测量的结果会很不相同,因为要因地制宜。”

  没有假想敌 但要有中国特色

  在全球碳减排、能源安全、战略性新兴产业、国家综合实力竞争的语境下看智能电网,人们的心态难免复杂:欧美为什么要发展智能电网?中国发展智能电网是做跟随者还是坚持自主创新?

  温家宝总理在提出中国2020年减排目标时声明:“这是我国根据国情采取的自主行动。”减排是出于中国自身的、核心的、根本的利益,而重点发展战略性新兴产业,则是我国应对资源、能源瓶颈和环境约束的理智选择。

  能源专家们已经对智能电网与碳减排的关系进行了量化分析。国网能源研究院初步估测,2020年,智能电网带来的减排二氧化碳、二氧化硫的效益为442亿元。美国能源部太平洋西北实验室2月份发布报告称,2030年之前,智能电网可将美国每年的碳排放削减至少12%,智能电网技术将在今后20年里风靡美国。

  能够确定的是,智能电网将有力促进低碳经济转型,但是,不确定的因素更多:低碳带来的生活方式和生产方式的变化,是不平衡的、分层次的,与区域经济、社会环境、国际压力、发展方式转变都有关系,中国智能电网如何平衡发展?

  对此,杜祥琬院士提出,应进行我国智能电网“顶层设计”。如何操作?“最好是以国家主管部门主导,有关部门共同参加,做一个跨部门、跨单位的研究,其中电网公司将发挥重要的作用。”而对我国各地容易出现的“一窝蜂”现象,顾国彪院士的建议是标准先行,“吸取电动自行车的教训,不要让众多企业不是死于竞争,而是死于标准。”

  “其实,现在智能电网和互联网刚兴起时有些类似,会有一些企业被淘汰,但商业模式留下了”,一位智能电网专家说,“政府应该建立一个‘场’,欢迎各方的参与,允许有

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