中國(guó)面臨能源悖論：無(wú)論建設(shè)高碳的煤電，還是清潔的水電、風(fēng)電或者光伏發(fā)電，都要進(jìn)行“乾坤大挪移”；動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)千瓦、數(shù)千公里的能源運(yùn)輸，決定了中國(guó)智能電網(wǎng)的模式
從 國(guó)家電網(wǎng)2009年5月宣布要建設(shè)“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”的那一刻起，國(guó)內(nèi)學(xué)界就智能電網(wǎng)建設(shè)方向的爭(zhēng)論，就一直沒(méi)有停歇。
中國(guó)能源網(wǎng)CIO韓曉平在接受《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者采訪時(shí)表示，外國(guó)智能電網(wǎng)的核心和前提，是分布式能源系統(tǒng)，是一種分散的、扁平化的電網(wǎng)；而國(guó)家電網(wǎng)公司計(jì)劃的核心是“一特四大”，即“大火電基地、大水電基地、大核電基地、大可再生能源基地和特高壓電網(wǎng)”思路。
在業(yè)內(nèi)，國(guó)家電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)公司對(duì)智能電網(wǎng)的態(tài)度也有所不同：國(guó)家電網(wǎng)公司主要側(cè)重于輸變電，而南方電網(wǎng)側(cè)重于配電智能化。
究竟是什么決定了中國(guó)智能電網(wǎng)的抉擇？
新舊能源的尷尬
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，傳統(tǒng)能源面臨“全球枯竭危機(jī)”，而以“水生風(fēng)光”為代表的可再生清潔能源卻無(wú)限風(fēng)光，呈現(xiàn)幾何式增長(zhǎng)；此外，節(jié)能得到了空前重視，被稱為除石油、煤炭、水能、核能四種主要能源外的“第五種能源”。
這是一種明顯趨勢(shì)：世界能源格局正從“化石能源為主”走向“清潔能源和化石能源、節(jié)能并重”的時(shí)代。
從能源分布狀況看，中國(guó)的傳統(tǒng)能源和新能源都面臨著嚴(yán)重的地域不均衡現(xiàn)象：無(wú)論建設(shè)高碳的煤電，還是清潔的水電、風(fēng)電或者光伏發(fā)電，都要進(jìn)行“乾坤大挪移”。動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)千瓦、數(shù)千公里的能源運(yùn)輸，決定了中國(guó)智能電網(wǎng)的模式。
2009年全國(guó)電源裝機(jī)容量8.74億千瓦，其中火電占到74.6%，發(fā)電用煤占煤炭消費(fèi)總量的一半以上。在中國(guó)，資源稟賦決定了煤電的絕對(duì)地位，這種狀況長(zhǎng)期不會(huì)改變。
然而，中國(guó)的煤炭資源分布情況，造成了中國(guó)“北煤南運(yùn)、西電東送”的特殊運(yùn)輸格局，而在輸煤輸電比例上卻明顯失衡，比如晉陜蒙的輸煤輸電比高達(dá)20：1，導(dǎo)致鐵路運(yùn)力長(zhǎng)期緊張，大量大噸位超載運(yùn)煤卡車涌入公路，“柴油換煤”，得不償失。
另外，資源區(qū)地方政府對(duì)煤炭無(wú)法深加工造成的稅費(fèi)流失很有意見(jiàn)。
山西省統(tǒng)計(jì)，輸煤輸電兩種方式對(duì)該省GDP貢獻(xiàn)比是1：6，就業(yè)拉動(dòng)效應(yīng)是1：2。為此，該省政府提出了“輸煤變輸電、建設(shè)坑口電廠、原煤不出省”的調(diào)產(chǎn)政策。
這一切，都要求國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)解決大容量火電、水電的長(zhǎng)途輸送；因此，電網(wǎng)建設(shè)不斷朝著遠(yuǎn)距離、超遠(yuǎn)距離和超高壓、特高壓輸電方向發(fā)展。
以風(fēng)能、光伏為代表的新能源也面臨此種尷尬。
2009年年底，中國(guó)氣象局公布了中國(guó)首次風(fēng)能資源詳查階段性成果：中國(guó)風(fēng)能開(kāi)發(fā)潛力逾25億千瓦，其中陸上離地50米高度達(dá)到3級(jí)以上的風(fēng)能資源開(kāi)發(fā)量約23.8億千瓦；但是，一半以上的風(fēng)能資源集中在內(nèi)蒙、新疆、甘肅、河北、吉林和江蘇。
目前，中國(guó)規(guī)劃了甘肅酒泉、新疆哈密、河北、蒙東、蒙西、吉林、江蘇沿海等7個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)電基地，預(yù)計(jì)到2020年，七大基地的開(kāi)發(fā)規(guī)模將占全國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)總規(guī)模的68%~78%。
但是，七大風(fēng)電基地5個(gè)位于西部，風(fēng)電無(wú)法就地消化。
“中國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)不能照搬歐美，應(yīng)該根據(jù)國(guó)情，講究輕重緩急。”國(guó)家電網(wǎng)的技術(shù)人員透露，歐美等國(guó)的負(fù)荷增長(zhǎng)已經(jīng)很小，甚至發(fā)生萎縮，故而智能電網(wǎng)的重點(diǎn)放在了配電和用電領(lǐng)域。
按照規(guī)劃，到2020年，中國(guó)風(fēng)電、光伏裝機(jī)將達(dá)到1億千瓦和2000萬(wàn)千瓦。國(guó)家電網(wǎng)能源研究院的一項(xiàng)研究成果顯示，如果中國(guó)風(fēng)電僅在省內(nèi)消化，2020年全國(guó)可開(kāi)發(fā)的風(fēng)電規(guī)模約5000萬(wàn)千瓦；而通過(guò)跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)輸送，全國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)規(guī)模才可達(dá)到1億千瓦以上。
同時(shí)，雖然中國(guó)陸地每年接受太陽(yáng)輻射約為1.47萬(wàn)度，折合4.9萬(wàn)億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，但實(shí)際最有開(kāi)發(fā)價(jià)值的地區(qū)，主要集中在西北部的荒漠、沙漠地區(qū)以及青藏高原。目前，中國(guó)已在這些區(qū)域布置了大批光伏電廠。
歐美等國(guó)多是別墅式的低層建筑，適合小型化、散布化分布式的清潔電源，這也決定了其智能電網(wǎng)的重點(diǎn)方向：低壓配電側(cè)和用電側(cè)。
在以樓房為主要建筑的中國(guó)城市，這種開(kāi)發(fā)方式面臨著“無(wú)立錐之地”的困境；而在中國(guó)農(nóng)村，低廉的收入使得農(nóng)民根本無(wú)力進(jìn)行此類投資。
可行的，好像只有“建設(shè)大基地、融入大電網(wǎng)”發(fā)展模式。
但是近期，南方電網(wǎng)公司副總王久玲卻逆向思維，提出應(yīng)把高耗能產(chǎn)業(yè)調(diào)整區(qū)域布局，可以集中至云南西北部，用于消納云南、藏東南等地區(qū)的水電資源，盡量減少遠(yuǎn)距離、大規(guī)模電力傳輸。
中國(guó)能源研究會(huì)一位不愿具名的專家告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者，中國(guó)工業(yè)用電占絕對(duì)多數(shù)，需要大電網(wǎng)、大電源向用戶提供充足可靠的電力；而歐美國(guó)家的用電量和用電結(jié)構(gòu)都已趨向穩(wěn)定，工業(yè)、商業(yè)和居民用電各占1/3；“中國(guó)遲早要走向這個(gè)方向。商業(yè)和居民用電分散性大、能源需求多樣性，微網(wǎng)和分布式電源將逐漸成為主流。”
巨頭的苦衷
長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)風(fēng)電和光伏的發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)存在著“一頭熱、一頭冷”的現(xiàn)象。
這是一個(gè)技術(shù)難題：風(fēng)和陽(yáng)光時(shí)有時(shí)無(wú)，帶來(lái)的直接問(wèn)題是電力質(zhì)量很差，電壓波動(dòng)和頻率波動(dòng)過(guò)大；而調(diào)峰任務(wù)則更加繁重，尤其是風(fēng)電，基本上是“反調(diào)峰”：白天負(fù)荷大時(shí)它不來(lái)，晚上負(fù)荷小時(shí)它拼命刮。
國(guó)家電網(wǎng)智能電網(wǎng)研究所所長(zhǎng)張義斌告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者，歐洲分布式風(fēng)電發(fā)展快的原因之一，是他們普遍配套了小型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，在天然氣缺乏的中國(guó)，這條路徑已被堵死。
西歐風(fēng)電大國(guó)丹麥，風(fēng)電裝機(jī)比例25%，但其與挪威建立了巨大的內(nèi)聯(lián)電網(wǎng)，主要依靠裝機(jī)容量9倍于丹麥風(fēng)機(jī)容量的水電調(diào)峰，故丹麥風(fēng)電能100%上網(wǎng)；而歐洲第二風(fēng)電大國(guó)的西班牙國(guó)家電力公司，卻為把風(fēng)電送到法國(guó)傷透了腦筋：法國(guó)電網(wǎng)常常通知其關(guān)掉風(fēng)機(jī)，以避免本國(guó)電網(wǎng)負(fù)荷超載。
針對(duì)風(fēng)、光發(fā)電的“調(diào)皮”特點(diǎn)，全世界電力部門都絞盡了腦汁。最有效的是大力發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)，其中最成熟的，是配合建設(shè)大量“抽水蓄能水電站”。
但是，“抽水蓄能水電站”需要擁有兩個(gè)不同海拔水庫(kù)的電站，受地理位置約束極大；在干旱少雨的中國(guó)西北部，幾乎無(wú)從談起。
目前，風(fēng)投行業(yè)正在積極投入化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)，其代表技術(shù)為鋰電池、釩電池、鈉硫電池等等；但其造價(jià)高昂、壽命有限的問(wèn)題尚未解決，大規(guī)模應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)前景模糊。
業(yè)內(nèi)觀點(diǎn)認(rèn)為，困擾風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)展的核心問(wèn)題——新能源并網(wǎng)問(wèn)題，在近期解決無(wú)望，除非儲(chǔ)能技術(shù)突然出現(xiàn)技術(shù)革命。
在國(guó)家電網(wǎng)采訪期間，本刊記者可以隨時(shí)聽(tīng)聞技術(shù)人員對(duì)各種電源的好惡。一般而言，他們認(rèn)為，火電比例大、技術(shù)穩(wěn)定，必定是中國(guó)電源結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期的主力軍，但缺憾是污染大；風(fēng)能、太陽(yáng)能雖然清潔環(huán)保，但因不穩(wěn)定，屬于“垃圾電力”，但這些“垃圾電力”又是最有發(fā)展前景的。
“到2020年，我國(guó)清潔能源裝機(jī)將達(dá)到6億千瓦，占全國(guó)總裝機(jī)容量的35%左右。”7月26日，國(guó)家電網(wǎng)總經(jīng)理劉振亞在出席上海世博會(huì)期間指出，通過(guò)智能電網(wǎng)將有效減少化石燃料的使用，確保低碳經(jīng)濟(jì)得以實(shí)現(xiàn)。
戰(zhàn)略抉擇
按照公開(kāi)資料，美國(guó)智能電網(wǎng)和國(guó)家電網(wǎng)公司一樣，將智能電網(wǎng)的發(fā)展分為三個(gè)階段：第一階段是2009年，各州政府計(jì)劃并著手發(fā)展；第二階段是2010~2020年，家電設(shè)備能通過(guò)有線或無(wú)線方式遠(yuǎn)距離操作；第三階段是到2030年，各種電器設(shè)備都能自行控制負(fù)荷量，屆時(shí)全美用電量降幅可達(dá)到4%，相當(dāng)于節(jié)省204億美元電費(fèi)。
美國(guó)“智能電網(wǎng)之父”、“全球智能電網(wǎng)聯(lián)盟”的負(fù)責(zé)人史蒂夫·豪塞爾認(rèn)為，中國(guó)發(fā)展重點(diǎn)集中在發(fā)電站、變電站和輸電線的智能化上；而美國(guó)比較注重終端消費(fèi)者管理，比如智能電表、智能家電等，“但未來(lái)我覺(jué)得兩種趨勢(shì)會(huì)融合，并可以互相吸取對(duì)方的經(jīng)驗(yàn)。”
中國(guó)的路徑選擇，與歐洲的遠(yuǎn)距離輸送清潔能源有相似之處。不過(guò)，歐洲采用高壓直流，而國(guó)家電網(wǎng)公司采用的是特高壓交流；歐洲遠(yuǎn)距離輸送更多的是可再生能源，而國(guó)家電網(wǎng)公司遠(yuǎn)距離輸送的是“大火電、大水電、大核電和大可再生能源”。
中國(guó)電科院高工苗新認(rèn)為，國(guó)際上正在形成智能電網(wǎng)的三極態(tài)勢(shì)，即美加、歐洲和中印三種發(fā)展類型，“中國(guó)正在貢獻(xiàn)出自己獨(dú)特的發(fā)展模式。”
“在實(shí)施層面，反而是中國(guó)走在了前面。”吉林省電力公司總經(jīng)理張羨崇告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者，在歐美，很多發(fā)達(dá)國(guó)家的電力企業(yè)正在積極推動(dòng)技術(shù)革新和管理轉(zhuǎn)變，智能電網(wǎng)作為未來(lái)發(fā)展的新趨勢(shì)已經(jīng)毋庸置疑。
在智能電網(wǎng)的建設(shè)層面，中國(guó)并沒(méi)有“遲到”，恰恰相反，國(guó)家電網(wǎng)在智能電網(wǎng)方面的一系列工作進(jìn)展贏得了國(guó)際同行的欽羨。
“雖然我們確立了很多智能電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，但產(chǎn)業(yè)工作鋪展很困難，這一點(diǎn)中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)很讓我們羨慕。”7月26日，美國(guó)電力公司智能電網(wǎng)部主任愛(ài)德華公開(kāi)表示。
張義斌告訴《財(cái)經(jīng)國(guó)家周刊》記者，他們也經(jīng)常和國(guó)外同行探討學(xué)術(shù)，“國(guó)外許多同行，包括美國(guó)的聯(lián)邦能源監(jiān)管委員會(huì)主席，都對(duì)我們非常羨慕。美國(guó)那邊想做輸電方面的研究建設(shè)是很難的，因?yàn)橹菖c州間、公司與公司間都有著不同的利益，加之物權(quán)法，要是想架一條輸電線困難重重。”
“比如技術(shù)攻關(guān)，中國(guó)是有組織、成體系地在向前推進(jìn)；相比之下，國(guó)外在這一塊就非常零散，因?yàn)樗麄兊臉I(yè)主零零散散，不是技術(shù)人員想做就能做成的。”張義斌說(shuō)。
國(guó)家電網(wǎng)公司已經(jīng)將智能電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略上報(bào)國(guó)家發(fā)改委，而國(guó)家發(fā)改委方面的消息顯示：智能電網(wǎng)已經(jīng)確定將被寫進(jìn)“十二五規(guī)劃”。
實(shí)際上，目前學(xué)界的焦點(diǎn)，并非電網(wǎng)該不該智能化，而是中國(guó)應(yīng)不應(yīng)該大面積上馬特高壓交流輸電線路。
“除了一些技術(shù)問(wèn)題，反對(duì)派學(xué)者主要是攻擊我們壟斷，因?yàn)槲覀兪瞧髽I(yè)。”國(guó)家電網(wǎng)公司一不愿具名的干部說(shuō)，“鐵道部力推高鐵，和國(guó)家電網(wǎng)公司力推堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)有本質(zhì)的區(qū)別嗎？”
