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，智能電網(wǎng)帶給人們的是追夢般的神奇和無限的想象空間。

    電網(wǎng)2.0時代 

    對于許多人來說，智能電網(wǎng)(smartgrid)還是一個并不熟悉甚至備感陌生的詞匯。實際上，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、互動的網(wǎng)絡，只不過除了數(shù)據(jù)的傳輸與運算外，智能電網(wǎng)還傳遞實實在在的能量。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時代。

    從字面上理解，智能電網(wǎng)就是電網(wǎng)的“智能化”，其關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)實世界與日常生活中電力配置與使用的全新革命。

    對于發(fā)電企業(yè)和輸電系統(tǒng)而言，智能電網(wǎng)意味著實時在線監(jiān)測系統(tǒng)，他們不僅可以輕松了解用戶用電情況，還能遠程監(jiān)視和控制各種電力設施。如當一根大電力動脈發(fā)生故障，電能就能立刻從備選線路傳輸，保證停電永遠不會發(fā)生。還有，傳統(tǒng)的輸電系統(tǒng)發(fā)生事故后，通常需要消費者打電話去電力公司報修，然后電力公司再進行檢查并維修，這種被動的局面在智能電網(wǎng)中是不可能發(fā)生的。因為，智能電網(wǎng)系統(tǒng)能夠實時采集電網(wǎng)輸電信息，經(jīng)過計算、處理、分析之后識別事故隱患，從而提前發(fā)出報警，確保系統(tǒng)的安全運行；另外，由于電網(wǎng)公司、住宅、企業(yè)間的網(wǎng)絡是互聯(lián)的，智能電網(wǎng)建成后，電力公司再也不會上門或委托他人查電表，這樣就可以大大降低客服成本。 

    對于消費者而言，智能電網(wǎng)所創(chuàng)造的神奇則遠遠超出了人們的想象。首先，家用電的電價會根據(jù)一天中不同時段來自動定價，居民可以避開用電高峰期的高價電力，降低用電費用；其次，消費者可以看到整個城市、不同地區(qū)的用電情況，實現(xiàn)異地買電。如果對當?shù)仉妰r或者服務不滿意，居民完全可以選擇千里之外的異地供電；再次，居民還可以通過計算機網(wǎng)絡了解家庭或個人的電力消費狀況以及實時的價格與服務信息；最后，居民可以像買賣股票一樣買進和拋售電量，普通家庭和小型商業(yè)用戶富余的電能通過智能電網(wǎng)可以賣給鄰居或是電網(wǎng)的其他用電方。更加令人關注和驚喜的是，由于智能電網(wǎng)的投入運營意味著所有電動車都可以入網(wǎng)，因此，在智能電網(wǎng)模式下，人們在馬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，可以為電動汽車、油電混合動力車進行充電。 

    能源新革命

    如果說電力技術的發(fā)明是人類對能源開發(fā)與利用的一次標志性革命，那么智能電網(wǎng)在能源領域所引發(fā)的變革也將不亞于前者。

    實現(xiàn)對清潔能源穩(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)的本質就是能源替代和兼容，而從利用角度看，清潔能源只有轉化為電力，才能實現(xiàn)更有效的利用。但是，與化石能源不同，太陽能和風力發(fā)電具有不穩(wěn)定、不連續(xù)的特性，而且并網(wǎng)會引起電能質量的下降，這樣，風電入網(wǎng)的效率就低，從而制約了風能的開發(fā)和利用。而在智能電網(wǎng)的基礎上，太陽能和風力發(fā)電的弱點得到了有效的消除，實現(xiàn)了能源資源的有效優(yōu)化配置。

    以中國為例，到2020年，中國風電裝機將分別達到3500萬千瓦和1.5億千瓦，太陽能發(fā)電裝機分別達到100萬千瓦和2000萬千瓦，核電裝機分別達到1050萬千瓦和8600萬千瓦，3項裝機容量占電力總裝機的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)所造成能源浪費與流失是不爭的事實。但是如果中國實現(xiàn)了智能電網(wǎng)的轉型，每年可以節(jié)省2.26億噸原煤。

    不僅如此，在節(jié)約能耗的基礎上，智能電網(wǎng)對于有效控制和減少溫室氣體排放具有明顯的功效。應當說智能電網(wǎng)的推廣是提高能源獨立性的重要步驟，它可以降低人類對化石燃料的依賴，減少溫室氣體的排放量。據(jù)美國“智能電網(wǎng)聯(lián)盟”的研究結果顯示，美國國家電網(wǎng)的使用效率每提高5%，就相當于減少5300萬輛汽車的燃料消耗和碳排放。而在中國，到2020年，智能電網(wǎng)技術預計將幫助電力企業(yè)減少14%的二氧化碳排放量。

    經(jīng)濟強引擎

    傳統(tǒng)能源的有限性與開發(fā)使用過程的不經(jīng)濟性極大地制約了全球經(jīng)濟的正常增長腳步，而智能電網(wǎng)實現(xiàn)了能源的替代，不僅拓展了人類能源利用的空間，而且也帶來了相關產(chǎn)業(yè)的勃興，其對經(jīng)濟的牽引力不言而喻。智能電網(wǎng)首先催發(fā)和拉動的是新能源產(chǎn)業(yè)。除了能夠拉動電力、通訊等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展外，智能電網(wǎng)在構建過程中將發(fā)展衍生出新興技術并推進新興產(chǎn)業(yè)如風電產(chǎn)業(yè)、太陽能產(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)建設的新能源產(chǎn)業(yè)將成為各國經(jīng)濟競爭的焦點。

    具體到市場而言，智能電網(wǎng)無疑為企業(yè)創(chuàng)造了新的經(jīng)營與競爭空間。應當說，智能電網(wǎng)第一次為互聯(lián)網(wǎng)時代的巨頭們提供了參與工業(yè)時代最大遺產(chǎn)改造的機會，也正是如此，國際IT巨頭都已披掛上陣。如IBM公司已領先開發(fā)出了智能電表，該電表可實時進行用電量和電費的計算；谷歌公司已成功開發(fā)利用電表節(jié)約電費的應用軟件，并且開始在公司員工家庭中試用。

    難題有待破解

    鑒于對能源領域的革命性作用以及對經(jīng)濟發(fā)展的強大牽引，智能電網(wǎng)在全球走紅已不成問題。然而，從目前來看，智能電網(wǎng)的許多環(huán)節(jié)基本處于構想階段，某些關鍵性技術還沒有完全解決，因此，單就美國而言，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的普及至少需要10到20年時間，其他國家所花費的時間可能更長。智能電網(wǎng)普及面臨的難題如下：

    投資方式問題。智能電網(wǎng)既牽涉到原有電路網(wǎng)絡的改造與升級，又必須對新的設備進行投入，是一項耗資巨大、耗時長久的工程。鑒于所需要資本的龐大和回報周期漫長，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受到財政資金的制約，甚至會對民間資本形成“擠出效應”。因此，即使在美國，不同的城市也采取不同的投資方式，有的由政府完全投入，有的部分引進民間資本。不過，無論采取哪種方式，對于一些發(fā)展中國家而言，智能電網(wǎng)所需要的巨大資本將是一個不小的壓力，智能電網(wǎng)的“全球化”也可能因為資金的約束而止步。

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

    統(tǒng)一標準問題。智能電網(wǎng)具有全球化特征，因此其應該擁有一套國際化的標準。但是，目前不同的國家對于智能電網(wǎng)標準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、供應商的利益，不同產(chǎn)品供應商會采用不同的技術、標準，選用某種產(chǎn)品有時會出現(xiàn)不同的發(fā)展方向和走勢。基于此，美國“智能電網(wǎng)聯(lián)盟”目前正與聯(lián)合國15家機構和國際標準組織(ISO)進行合作，致力于制定一套智能電網(wǎng)的標準和互通原則，同時，中國與美國也在積極聯(lián)合制定一項國際化的智能電網(wǎng)技術標準。

    關鍵技術問題。無論電網(wǎng)技術還是基礎材料技術環(huán)節(jié)，目前還不能完全說都能達到智能電網(wǎng)的要求，甚至有些技術的安全性還有待論證。與美國采用高溫超導電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的支撐不同，中國采用的特高壓輸電盡管可以減少輸電過程中的損失，還能降低導線成本，但由于電壓等級高，電流大，這種電網(wǎng)極易受到強惡劣氣候的影響。據(jù)美國宇航局的一份報告警告說，如果1859年曾經(jīng)襲擊地球的太陽風暴重演，將有可能對現(xiàn)代高壓輸電系統(tǒng)造成嚴重沖擊，大多數(shù)變電站很可能會熔化，整個電力供應恢復的時間可能長達4—10年。■