智能電網(wǎng)繼互聯(lián)網(wǎng)之后，又將成為一張可能覆蓋全球的網(wǎng)絡(luò)，智能電網(wǎng)帶給人們的是追夢(mèng)般的神奇和無(wú)限的想象空間。

    電網(wǎng)2.0時(shí)代 

    對(duì)于許多人來(lái)說(shuō)，智能電網(wǎng)(smartgrid)還是一個(gè)并不熟悉甚至備感陌生的詞匯。實(shí)際上，智能電網(wǎng)如同互聯(lián)網(wǎng)一樣，也是一張真正互聯(lián)、互通、互動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，只不過(guò)除了數(shù)據(jù)的傳輸與運(yùn)算外，智能電網(wǎng)還傳遞實(shí)實(shí)在在的能量。與傳統(tǒng)電網(wǎng)相比，業(yè)界往往將智能電網(wǎng)稱為第二代電網(wǎng)或電網(wǎng)2.0時(shí)代。

    從字面上理解，智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的“智能化”，其關(guān)鍵就是電力的供給與需求、電能的配給與使用同電子信息技術(shù)的連接。如同互聯(lián)網(wǎng)引起了人類生活與生產(chǎn)方式的顯著變化一樣，智能電網(wǎng)也將引發(fā)現(xiàn)實(shí)世界與日常生活中電力配置與使用的全新革命。

    對(duì)于發(fā)電企業(yè)和輸電系統(tǒng)而言，智能電網(wǎng)意味著實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，他們不僅可以輕松了解用戶用電情況，還能遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制各種電力設(shè)施。如當(dāng)一根大電力動(dòng)脈發(fā)生故障，電能就能立刻從備選線路傳輸，保證停電永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生。還有，傳統(tǒng)的輸電系統(tǒng)發(fā)生事故后，通常需要消費(fèi)者打電話去電力公司報(bào)修，然后電力公司再進(jìn)行檢查并維修，這種被動(dòng)的局面在智能電網(wǎng)中是不可能發(fā)生的。因?yàn)椋�智能電網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集電網(wǎng)輸電信息，經(jīng)過(guò)計(jì)算、處理、分析之后識(shí)別事故隱患，從而提前發(fā)出報(bào)警，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行；另外，由于電網(wǎng)公司、住宅、企業(yè)間的網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)的，智能電網(wǎng)建成后，電力公司再也不會(huì)上門或委托他人查電表，這樣就可以大大降低客服成本。 

    對(duì)于消費(fèi)者而言，智能電網(wǎng)所創(chuàng)造的神奇則遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們的想象。首先，家用電的電價(jià)會(huì)根據(jù)一天中不同時(shí)段來(lái)自動(dòng)定價(jià)，居民可以避開(kāi)用電高峰期的高價(jià)電力，降低用電費(fèi)用；其次，消費(fèi)者可以看到整個(gè)城市、不同地區(qū)的用電情況，實(shí)現(xiàn)異地買電。如果對(duì)當(dāng)?shù)仉妰r(jià)或者服務(wù)不滿意，居民完全可以選擇千里之外的異地供電；再次，居民還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)了解家庭或個(gè)人的電力消費(fèi)狀況以及實(shí)時(shí)的價(jià)格與服務(wù)信息；最后，居民可以像買賣股票一樣買進(jìn)和拋售電量，普通家庭和小型商業(yè)用戶富余的電能通過(guò)智能電網(wǎng)可以賣給鄰居或是電網(wǎng)的其他用電方。更加令人關(guān)注和驚喜的是，由于智能電網(wǎng)的投入運(yùn)營(yíng)意味著所有電動(dòng)車都可以入網(wǎng)，因此，在智能電網(wǎng)模式下，人們?cè)隈R路兩邊就可以看到很多的充電站，它們就如同現(xiàn)在的汽車加油站一樣，可以為電動(dòng)汽車、油電混合動(dòng)力車進(jìn)行充電。 

    能源新革命

    如果說(shuō)電力技術(shù)的發(fā)明是人類對(duì)能源開(kāi)發(fā)與利用的一次標(biāo)志性革命，那么智能電網(wǎng)在能源領(lǐng)域所引發(fā)的變革也將不亞于前者。

    實(shí)現(xiàn)對(duì)清潔能源穩(wěn)定而有效的使用是智能電網(wǎng)最顯著的功用。智能電網(wǎng)的本質(zhì)就是能源替代和兼容，而從利用角度看，清潔能源只有轉(zhuǎn)化為電力，才能實(shí)現(xiàn)更有效的利用。但是，與化石能源不同，太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電具有不穩(wěn)定、不連續(xù)的特性，而且并網(wǎng)會(huì)引起電能質(zhì)量的下降，這樣，風(fēng)電入網(wǎng)的效率就低，從而制約了風(fēng)能的開(kāi)發(fā)和利用。而在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電的弱點(diǎn)得到了有效的消除，實(shí)現(xiàn)了能源資源的有效優(yōu)化配置。

    以中國(guó)為例，到2020年，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)將分別達(dá)到3500萬(wàn)千瓦和1.5億千瓦，太陽(yáng)能發(fā)電裝機(jī)分別達(dá)到100萬(wàn)千瓦和2000萬(wàn)千瓦，核電裝機(jī)分別達(dá)到1050萬(wàn)千瓦和8600萬(wàn)千瓦，3項(xiàng)裝機(jī)容量占電力總裝機(jī)的16%左右。如果有了智能電網(wǎng)的支持，這部分新能源電能將得到最大程度的利用。

    傳統(tǒng)電網(wǎng)所造成能源浪費(fèi)與流失是不爭(zhēng)的事實(shí)。但是如果中國(guó)實(shí)現(xiàn)了智能電網(wǎng)的轉(zhuǎn)型，每年可以節(jié)省2.26億噸原煤。

    不僅如此，在節(jié)約能耗的基礎(chǔ)上，智能電網(wǎng)對(duì)于有效控制和減少溫室氣體排放具有明顯的功效。應(yīng)當(dāng)說(shuō)智能電網(wǎng)的推廣是提高能源獨(dú)立性的重要步驟，它可以降低人類對(duì)化石燃料的依賴，減少溫室氣體的排放量。據(jù)美國(guó)“智能電網(wǎng)聯(lián)盟”的研究結(jié)果顯示，美國(guó)國(guó)家電網(wǎng)的使用效率每提高5%，就相當(dāng)于減少5300萬(wàn)輛汽車的燃料消耗和碳排放。而在中國(guó)，到2020年，智能電網(wǎng)技術(shù)預(yù)計(jì)將幫助電力企業(yè)減少14%的二氧化碳排放量。

    經(jīng)濟(jì)強(qiáng)引擎

    傳統(tǒng)能源的有限性與開(kāi)發(fā)使用過(guò)程的不經(jīng)濟(jì)性極大地制約了全球經(jīng)濟(jì)的正常增長(zhǎng)腳步，而智能電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了能源的替代，不僅拓展了人類能源利用的空間，而且也帶來(lái)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的勃興，其對(duì)經(jīng)濟(jì)的牽引力不言而喻。智能電網(wǎng)首先催發(fā)和拉動(dòng)的是新能源產(chǎn)業(yè)。除了能夠拉動(dòng)電力、通訊等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展外，智能電網(wǎng)在構(gòu)建過(guò)程中將發(fā)展衍生出新興技術(shù)并推進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)如風(fēng)電產(chǎn)業(yè)、太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)以及新能源汽車產(chǎn)業(yè)的演化形成。因此，圍繞智能電網(wǎng)建設(shè)的新能源產(chǎn)業(yè)將成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。

    具體到市場(chǎng)而言，智能電網(wǎng)無(wú)疑為企業(yè)創(chuàng)造了新的經(jīng)營(yíng)與競(jìng)爭(zhēng)空間。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，智能電網(wǎng)第一次為互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的巨頭們提供了參與工業(yè)時(shí)代最大遺產(chǎn)改造的機(jī)會(huì)，也正是如此，國(guó)際IT巨頭都已披掛上陣。如IBM公司已領(lǐng)先開(kāi)發(fā)出了智能電表，該電表可實(shí)時(shí)進(jìn)行用電量和電費(fèi)的計(jì)算；谷歌公司已成功開(kāi)發(fā)利用電表節(jié)約電費(fèi)的應(yīng)用軟件，并且開(kāi)始在公司員工家庭中試用。

    難題有待破解

    鑒于對(duì)能源領(lǐng)域的革命性作用以及對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大牽引，智能電網(wǎng)在全球走紅已不成問(wèn)題。然而，從目前來(lái)看，智能電網(wǎng)的許多環(huán)節(jié)基本處于構(gòu)想階段，某些關(guān)鍵性技術(shù)還沒(méi)有完全解決，因此，單就美國(guó)而言，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的普及至少需要10到20年時(shí)間，其他國(guó)家所花費(fèi)的時(shí)間可能更長(zhǎng)。智能電網(wǎng)普及面臨的難題如下：

    投資方式問(wèn)題。智能電網(wǎng)既牽涉到原有電路網(wǎng)絡(luò)的改造與升級(jí)，又必須對(duì)新的設(shè)備進(jìn)行投入，是一項(xiàng)耗資巨大、耗時(shí)長(zhǎng)久的工程。鑒于所需要資本的龐大和回報(bào)周期漫長(zhǎng)，完全由企業(yè)投資的可能性不大，而由政府單方面投入也會(huì)受到財(cái)政資金的制約，甚至?xí)��?duì)民間資本形成“擠出效應(yīng)”。因此，即使在美國(guó)，不同的城市也采取不同的投資方式，有的由政府完全投入，有的部分引進(jìn)民間資本。不過(guò)，無(wú)論采取哪種方式，對(duì)于一些發(fā)展中國(guó)家而言，智能電網(wǎng)所需要的巨大資本將是一個(gè)不小的壓力，智能電網(wǎng)的“全球化”也可能因?yàn)橘Y金的約束而止步。

    商業(yè)模式問(wèn)題。即使投資問(wèn)題解決了，智能電網(wǎng)建成后采取怎樣的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式也是一個(gè)棘手的難題。在美國(guó)，80%的智能電網(wǎng)準(zhǔn)備由私人部門擁有并運(yùn)營(yíng)，而博爾德市的電力供應(yīng)從發(fā)電、輸電到零售的企業(yè)都是市政府所有的。至于其他國(guó)家是采取政府所有統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)還是主要由企業(yè)管理運(yùn)營(yíng)、抑或是政府與企業(yè)聯(lián)手運(yùn)營(yíng)，既要取決于前期投資方式，又要具體分析市場(chǎng)環(huán)境狀況。在沒(méi)有統(tǒng)一的商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式前提下，可以通過(guò)各種不同的示范項(xiàng)目和工程尋找可行的操作模式。

    統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。智能電網(wǎng)具有全球化特征，因此其應(yīng)該擁有一套國(guó)際化的標(biāo)準(zhǔn)。但是，目前不同的國(guó)家對(duì)于智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定存在諸多分歧，而且智能電網(wǎng)涉及許多電氣產(chǎn)品和技術(shù)、供應(yīng)商的利益，不同產(chǎn)品供應(yīng)商會(huì)采用不同的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)，選用某種產(chǎn)品有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同的發(fā)展方向和走勢(shì)。基于此，美國(guó)“智能電網(wǎng)聯(lián)盟”目前正與聯(lián)合國(guó)15家機(jī)構(gòu)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)進(jìn)行合作，致力于制定一套智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和互通原則，同時(shí)，中國(guó)與美國(guó)也在積極聯(lián)合制定一項(xiàng)國(guó)際化的智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

    關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。無(wú)論電網(wǎng)技術(shù)還是基礎(chǔ)材料技術(shù)環(huán)節(jié)，目前還不能完全說(shuō)都能達(dá)到智能電網(wǎng)的要求，甚至有些技術(shù)的安全性還有待論證。與美國(guó)采用高溫超導(dǎo)電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的支撐不同，中國(guó)采用的特高壓輸電盡管可以減少輸電過(guò)程中的損失，還能降低導(dǎo)線成本，但由于電壓等級(jí)高，電流大，這種電網(wǎng)極易受到強(qiáng)惡劣氣候的影響。據(jù)美國(guó)宇航局的一份報(bào)告警告說(shuō)，如果1859年曾經(jīng)襲擊地球的太陽(yáng)風(fēng)暴重演，將有可能對(duì)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(huì)熔化，整個(gè)電力供應(yīng)恢復(fù)的時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)4—10年。■