中國儲能網(wǎng)訊:各國政府為應(yīng)對氣候變化紛紛致力于改善能源結(jié)構(gòu)、優(yōu)化電網(wǎng)配置,智能電網(wǎng)就是電力系統(tǒng)的一大創(chuàng)新。雖然建設(shè)智能電網(wǎng)的主要目的是實現(xiàn)智能化的能源供需平衡,但除此以外的動機,各國還是存在較大差異。本文將詳細分析美國、歐洲智能電網(wǎng)建設(shè)的動機,看看二者究竟有何不同。
一、美國志在產(chǎn)業(yè)主導權(quán)
(一)以IT與高科技企業(yè)為主力軍
提及智能電網(wǎng),最令人關(guān)注的是美國。美國IBM制訂了“智慧地球”這一全球戰(zhàn)略,其代表內(nèi)容之一即是智能電網(wǎng)的建設(shè),并且,IBM不斷地參與了世界各地的智能電網(wǎng)建設(shè)試點項目;美國Google免費提供了名為“PowerMeter”的用電量監(jiān)測軟件,用戶在家里可以通過電腦查看電力消費情況;美國英特爾和美國TI(得克薩斯儀器)加大了智能電表等設(shè)備中所使用的半導體的研發(fā)與銷售;美國埃森哲公司計劃通過規(guī)劃信息系統(tǒng)參與到電力行業(yè)。
其實,美國大型IT企業(yè),可以說沒有一家會對智能電網(wǎng)發(fā)展不感興趣,其原因在于智能電網(wǎng)被視為“電網(wǎng)的IT化”。
美國智能電網(wǎng)領(lǐng)域的另一大特征是,短時間內(nèi)匯聚大量風投資金與新興企業(yè)快速蓬勃發(fā)展。在AMI(高級電表架構(gòu))服務(wù)領(lǐng)域,創(chuàng)辦于2002年的美國SSN(Silver Spring Networks)成為Google風險投資基金Google Ventures的第一個投資項目;2003年創(chuàng)辦的美國GridPoint公司也已成功融資2億多美元。為此,也有人質(zhì)疑,智能電網(wǎng)熱潮會不會出現(xiàn)類似于IT革命時所產(chǎn)生的泡沫。
這些高科技企業(yè)的經(jīng)營人員大多是IT領(lǐng)域的佼佼者,他們的經(jīng)營方式、思路與IT高增長時代基本類似。例如,SSN與GridPoint公司注重發(fā)揮其在軟件服務(wù)領(lǐng)域的優(yōu)勢,而智能電表等核心設(shè)備企業(yè)與“合作企業(yè)”進行水平分工,在生產(chǎn)中使用其他公司的產(chǎn)品。SSN公司在網(wǎng)站上強調(diào)“智能能源平臺是一個開放式、基于IP的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施”,明確表示“智能電網(wǎng)在功能上是提高能源效率的互聯(lián)網(wǎng)”。
此外,在太陽能發(fā)電領(lǐng)域,國際能源機構(gòu)2009年報告稱,成立于1999年的美國第一太陽能動力電池生產(chǎn)商(First Solar)的產(chǎn)量在2008年超過日本夏普公司躍居世界第二。同時,在電動汽車領(lǐng)域并非三大巨頭,而是成立于2003年的美國Tesla Motors率先推出了3秒即可加速到100km/h的跑車,并由此在2010年5月獲得日本豐田汽車5000萬美元的投資。
(二)奧巴馬政府通過智能電網(wǎng)施行綠色新政
美國智能電網(wǎng)市場的不斷成長有賴于IT企業(yè)與高科技企業(yè)推動,但也離不開美國政府的政策扶持。美國總統(tǒng)奧巴馬在執(zhí)政之初,便推出了所謂的《綠色新政政策》,其核心就是智能電網(wǎng)與可再生能源的普及。
2008年總統(tǒng)選舉期間發(fā)布的《美國新能源》報告中,提出了未來10年將向清潔能源投資1500億美元、創(chuàng)造500萬個就業(yè)機會,2015年普及100萬輛插電式混合動力車,2025年25%的電力來自可再生能源等目標,也明確地表示向智能電網(wǎng)投資。2009年奧巴馬政府成立之后,通過了ARRA(《美國復蘇與再投資法案》)經(jīng)濟刺激計劃,分配給智能電網(wǎng)45億美元建設(shè)投資額度。
奧巴馬政府的舉措,與1993年成立的克林頓政府在競選期間提出的信息高速公路構(gòu)想如出一轍,后者帶動了此后新經(jīng)濟高速增長。盡管美國一貫聲稱,政府不喜歡介入市場,但是美國總統(tǒng)卻經(jīng)常指明社會前進的方向。戰(zhàn)后的機動化時期,當時的艾森豪威爾總統(tǒng)果斷決定建設(shè)可供汽車長途行駛的州際高速;上世紀90年代,面對日本在汽車與電子領(lǐng)域崛起,美國倍感競爭力下降,當時的克林頓總統(tǒng)倡導了雙向流通的信息高速公路建設(shè)。如今,奧巴馬總統(tǒng)的方案就是要建設(shè)電力自由且穩(wěn)定流通的“電網(wǎng)高速公路”。
研究美國的各項產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策,都得關(guān)注他們標準化工作的動向。奧巴馬政府實施ARRA,在財政上支持創(chuàng)新的同時,也通過美國國家標準技術(shù)研究院(NIST),積極推進智能電網(wǎng)的互操作性與標準化工作。2010年4月公布的《智能電網(wǎng)概念模型》中,按照各個“域”(從“顧客”到“市場”、“服務(wù)提供商”、“送電業(yè)務(wù)”、“大規(guī)模發(fā)電”等各個層面)進行水平整理,將智能電網(wǎng)調(diào)整成水平分工結(jié)構(gòu),極大地方便了對各個“域”的標準化制定工作。美國政府正是期望以此使得美國智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)能引領(lǐng)世界,駛?cè)肱cIT革命時期同樣的成功軌道。
(三)希望控制對不斷擴大的電力市場的設(shè)備投資
美國大力推廣智能電網(wǎng)的背景在于,美國對電力的需求在進一步增長。與歐洲等相比,中長期看來,美國人口將進一步增多、經(jīng)濟也將大幅增長,與之相應(yīng),電力市場也將增長,對發(fā)電設(shè)備與輸送電網(wǎng)進行巨額投資成為必然。
另一方面,由于對設(shè)備等硬件設(shè)施的投資大多是20年以上的長期投資,因而美國希望通過獲取需求側(cè)轉(zhuǎn)移電力峰值,來有效控制整體的投資規(guī)模。為此,美國電力企業(yè)意識到,即使自行投資進行AMI搭建,因能夠達到電力峰值控制等效果,也可以不斷接受政府經(jīng)濟刺激計劃的補貼,所以它們紛紛快速部署著智能電表(表1),讓家庭用戶首先實現(xiàn)電網(wǎng)智能化。
美國電力市場呈現(xiàn)水平分工,且具備一定程度競爭的格局。上世紀70年代電力批發(fā)市場開始自由化、1992年送電網(wǎng)開放、1996年強制電力托送等推動形成了電力市場的競爭機制。不僅有240家民營電力企業(yè),還有2000多個地方電力企業(yè);不僅有只發(fā)電的企業(yè),還存在只送電、售電的企業(yè)??梢哉f,美國電力市場中混合存在多種經(jīng)營形式的企業(yè),正因為這些電力企業(yè)相當分散且不具備市場支配能力,IT企業(yè)與新興企業(yè)才能比較容易地參與到智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)之中。
此外,美國每個州都有公益事業(yè)委員會,每個地區(qū)的市場自由化程度與環(huán)境管制各不相同,致使市場呈分割狀態(tài)。同時,美國的電力企業(yè)大多規(guī)模較小、重視股東利益,不能對發(fā)電設(shè)備與送電網(wǎng)進行長期投資。結(jié)果,擔負所有送電責任的TSO(輸電網(wǎng)運營商)未能在全國各層面存在,面向廣闊國土的穩(wěn)定供電一直難以得到有效保障。
因此,美國投資智能電網(wǎng)的動機還包括為確保穩(wěn)定供給而強化老化的送電網(wǎng)。進行投資是必然的,但應(yīng)用IT實現(xiàn)智能化、縮短停電時間、實現(xiàn)遠程抄表將依賴人工的抄表作業(yè)自動化,同時獲得需求側(cè)轉(zhuǎn)移電力峰值的配合,可以減輕大規(guī)模投資的負擔。正因為如此,美國大多電力企業(yè)的網(wǎng)站中均專門開設(shè)了智能電表網(wǎng)頁,甚至網(wǎng)頁中還有一些使用智能電表的節(jié)能建議??梢?,相對于部署可再生能源,美國更急于面向家庭落實AMI的搭建。
二、歐洲注重實用與穩(wěn)定
(一)推進可再生能源的大規(guī)模部署
與美國相比,在人口與GDP(國內(nèi)生產(chǎn)總值)都不會出現(xiàn)較大增長的歐洲,未來電力市場的擴大十分有限。另一方面,歐洲人一貫具有較高的環(huán)境保護意識,所以他們積極地推進了可再生能源的部署。但是,由于風力與太陽能是受氣候制約的不穩(wěn)定電源,難以直接滿足穩(wěn)定供給。這個不足,也是歐洲部署智能電網(wǎng)的最大動機。
實際上,歐洲使用智能電網(wǎng)一詞,比美國還早。早在2005年,歐洲委員會就設(shè)立了名為“歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)平臺”的協(xié)商機構(gòu),將“制定與推進2020年后歐洲電網(wǎng)愿景”作為目標。
國際能源機構(gòu)的報告顯示,歐洲各國混合電源中風電與太陽能發(fā)電的比率要比其他地區(qū)高(圖1)。尤其是德國與丹麥通過近年開始實行的上網(wǎng)電價(Feed-in Tariff)與環(huán)境稅,在政策上加速了可再生能源發(fā)電的普及。此外,2007年1月歐洲委員會公布的《歐洲能源政策》還表示,要在2020年最終實現(xiàn)能源消費的20%為可再生能源。
因而,在歐洲,與美國不同,歐洲IT企業(yè)與高科技企業(yè)的影響力并不大,而是在各國政府與電力企業(yè)主導之下,不斷推進著智能電網(wǎng)的建設(shè)。其背景是,發(fā)展可再生能源不僅僅是作為應(yīng)對氣候問題的一項對策,還具有能源安全保障的重大作用。此前俄羅斯曾因歐洲天然氣供給問題給西歐各國很大打擊,使得歐洲意識到最好的發(fā)展方式是不依賴其他國家的化石燃料,最好是靈活運用本國的可再生能源,最終實現(xiàn)能源自給自足。
為此,歐洲各地推進的智能電網(wǎng)建設(shè)試點項目中,均將可再生能源的穩(wěn)定控制列為重點。例如,在丹麥的博恩霍爾姆島,以輸電網(wǎng)運營商Energinet.dk為主,IBM與西門子共同參與的生態(tài)網(wǎng)格項目建設(shè),目標為發(fā)電量的50%來自風力等可再生能源。同時,這個島上,以丹麥最大電力企業(yè)Dong Energy為主,也有IBM參與,正在進行風力發(fā)電與電動汽車兼容的模擬項目EDISON。尤其是,在荷蘭阿姆斯特丹的智能城市項目中,以電力天然氣企業(yè)Liander為主,設(shè)置了為“電動船”充電的港灣設(shè)備,目的在于實現(xiàn)溫室氣體減排的目標。(編譯:中國貿(mào)促會電子信息行業(yè)分會 王喜文)
(未完待續(xù))