令全球向往的理想技術(shù)
智能電網(wǎng)是指在電力系統(tǒng)中結(jié)合智能電表和信息通信網(wǎng),使電力控制站與家庭、大廈等末端用戶之間能夠交換電力供求信息的機(jī)制。
這種機(jī)制的一大優(yōu)點(diǎn)在于需求響應(yīng)。
日本大地震后,關(guān)東和東北地區(qū)通過實(shí)施計(jì)劃停電和限電令等措施克服了電力短缺。
而如果建成了智能電網(wǎng),在電力可能緊張之時(shí),電力公司的中央控制站就會(huì)控制各家庭空調(diào)的設(shè)定溫度,通過遠(yuǎn)程調(diào)整電器的耗電避免停電。很可能無(wú)需讓需求方承擔(dān)過多的負(fù)擔(dān),就能避免最壞事態(tài)的發(fā)生。
在此之前,日本準(zhǔn)備的發(fā)電容量(發(fā)電站)完全能夠應(yīng)付一年只有幾次的高峰需求,但是因地震情況發(fā)生了變化??烧f是越與全球接軌,智能電網(wǎng)對(duì)于日本的必需性也越高。
智能電網(wǎng)也有助于解決大量采用可再生能源帶來(lái)的問題。這對(duì)于今后的日本來(lái)說也是一個(gè)重點(diǎn)。
可再生能源的種類多種多樣,以風(fēng)力和光伏發(fā)電為例,發(fā)電量無(wú)法保持恒定。在無(wú)風(fēng)天和陰天雖然無(wú)法發(fā)電,但在天氣適宜的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生巨大量的電力。要想以堪比傳統(tǒng)發(fā)電站的比例,把這些電源大量接入電力系統(tǒng),有個(gè)課題必須予以解決。
那就是需求與供應(yīng)的匹配。在日本,平常連接插座使用的電力頻率為東日本50Hz,西日本60Hz。要想正確驅(qū)動(dòng)電子產(chǎn)品,這個(gè)數(shù)字必須一直保持固定。
但是供給小于需求時(shí)頻率就會(huì)降低,相反供給大于需求時(shí)頻率就會(huì)增大。如果不匹配的情況擴(kuò)大,就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)本身的不穩(wěn)定,從而釀成事故。在此之前,發(fā)電方一直是依次控制供應(yīng)量,使其與需求保持一致,但可再生能源增加后,控制會(huì)變得困難。
智能電網(wǎng)將成為解決這個(gè)問題的撒手锏。以太陽(yáng)暴曬,發(fā)電處于過剩狀態(tài)為例。這時(shí),通信功能會(huì)搜索普通家庭中處于待機(jī)狀態(tài)的電動(dòng)汽車,自動(dòng)利用剩余的低價(jià)電力充電。相反,當(dāng)電力不足時(shí),如果急需電力,也可以多花點(diǎn)錢購(gòu)買。
制定戰(zhàn)略面面俱到的日本
被稱為理想技術(shù)的智能電網(wǎng)對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說也是巨大的商機(jī)。當(dāng)然,全球正展開著激烈的標(biāo)準(zhǔn)化競(jìng)爭(zhēng)。
尤為引人注目的是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)的活動(dòng)。該研究院通過與美國(guó)電力、電子領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體IEEE合作,確定重要的要素技術(shù),已經(jīng)制定了不少美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE標(biāo)準(zhǔn)只要在國(guó)際投票中贏得贊成,就可以升格為IEC(國(guó)際電工委員會(huì))標(biāo)準(zhǔn)。這就是美國(guó)的戰(zhàn)略。
另一方面,對(duì)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體IEC來(lái)說,智能電網(wǎng)是看家本領(lǐng),該組織在標(biāo)準(zhǔn)管理局(SMB)下設(shè)直屬的SG3單元,從3年前就開始研究智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化。SG(Strategic Group)位于專業(yè)委員會(huì)(TC)之上,是決定TC制定什么標(biāo)準(zhǔn),或者為建立新TC匯總相關(guān)戰(zhàn)略的委員會(huì)。電力大國(guó)法國(guó)獲得這一重要SG3的議長(zhǎng)職位。
智能電網(wǎng)是“電力系統(tǒng)技術(shù)大國(guó)”日本的得意領(lǐng)域。因此,從幾年前開始,日本就在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的主導(dǎo)下,在國(guó)內(nèi)設(shè)置了“IEC SG3”的承辦組織,并派出日本代表與美國(guó)NIST也建立了密切關(guān)系。眾多企業(yè)積極參與探討,抽選出數(shù)十個(gè)技術(shù)領(lǐng)域,逐步建立起了由什么組織,以什么流程,通過什么國(guó)際協(xié)調(diào),提出什么內(nèi)容的日本標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略。
但是,2011年11月發(fā)生了令人吃驚的情況。請(qǐng)看下面的圖像。圖上是IEC的網(wǎng)站。IEC成立了“PC 118”專業(yè)委員會(huì)。名稱里竟然是“智能電網(wǎng)接口(Smart grid user interface)”字樣。
中國(guó)突然提議成立了專業(yè)委員會(huì)“PC 118”。秘書處自然也就設(shè)在了中國(guó)。既然已經(jīng)成立,作為極其重要的TC,日本等21個(gè)國(guó)家已經(jīng)表明參加。
順便一提,“PC”是Project Committee的縮寫,雖然是指為制定一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)而成立的短期專業(yè)委員會(huì),但中國(guó)已經(jīng)表明,將來(lái)要使其升級(jí)為TC,更加廣泛、長(zhǎng)期地從事標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)。
“PC 118”是圍繞需求響應(yīng)所需的接口技術(shù),規(guī)定智能家庭、智能大廈、分散電源、蓄電池、電動(dòng)汽車等主要要素的要求事項(xiàng),管理試驗(yàn)方法等等。對(duì)日本來(lái)說,這簡(jiǎn)直就是“到手的鴨子飛走了”。 該網(wǎng)站地址:http://www.iec.ch/dyn/www/f?p=103:7:0::::FSP_ORG_ID:8701。
日本被占先的原因
筆者并不是要追究其中的對(duì)錯(cuò)。眾所周知,中國(guó)已經(jīng)是技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家。甚至擁有能夠使無(wú)人宇宙飛船成功對(duì)接的技術(shù)。僅就電力系統(tǒng)來(lái)說是世界最大的成長(zhǎng)市場(chǎng)。由兼具頂級(jí)技術(shù)和頂級(jí)市場(chǎng)的國(guó)家引領(lǐng)世界毫無(wú)問題。
但是,如果是經(jīng)常光臨本專欄的讀者,恐怕會(huì)有下面的感想。
為什么日本被占了先?
筆者所屬的企業(yè)作為日本的成員之一,做出了長(zhǎng)期努力。但我們也在反省自己是否太過拘泥于技術(shù)人員的正統(tǒng)步驟。
也就是開發(fā)原創(chuàng)技術(shù),通過驗(yàn)證試驗(yàn)確認(rèn)可行性,準(zhǔn)備充分之后提出標(biāo)準(zhǔn)化建議。一點(diǎn)一滴地踏實(shí)進(jìn)取。
在標(biāo)準(zhǔn)化競(jìng)爭(zhēng)中,日本難道不該像中國(guó)那樣,憑借靈活且大膽的設(shè)想,首先提出方案嗎?
從各國(guó)最近的標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)態(tài)來(lái)看,中國(guó)這種步驟反而更加普遍。技術(shù)沒有保證,能否實(shí)現(xiàn)也不得而知(有些現(xiàn)在甚至不可能實(shí)現(xiàn)),即使如此,也會(huì)首先確立起國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。或者是在本國(guó)領(lǐng)導(dǎo)下單純建立委員會(huì)。其目的是在未來(lái),當(dāng)時(shí)機(jī)成熟之時(shí),或者是發(fā)展成技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)和業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)之時(shí),發(fā)揮對(duì)世界的領(lǐng)導(dǎo)能力。
筆者深切地感受到,日本的技術(shù)人員必須改變思路。如果做不到這一點(diǎn),就永遠(yuǎn)無(wú)法戰(zhàn)勝像中國(guó)一般靈活機(jī)敏的“列強(qiáng)”。