在中國電力行業(yè)熱烈慶祝首座1000千伏交流輸變電項(xiàng)目,“晉東南--南陽--荊門”特高壓試驗(yàn)示范工程建成投運(yùn)的時(shí)刻,大洋彼岸的人們卻在熱議IBM公司CEO塞繆爾˙帕爾米薩諾對奧巴馬的一項(xiàng)新建議,將信息革命與新能源革命整合--大力發(fā)展智能電網(wǎng)(Intelligrid)。
華爾街金融海嘯使美國陷入1929年大蕭條以來最嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)衰退,新任總統(tǒng)奧巴馬為了應(yīng)對危機(jī),集思廣益,奧巴馬的智囊們四處邀請科學(xué)家、企業(yè)家、投資家們出謀劃策。被譽(yù)為“藍(lán)色巨人”IBM公司是世界上最大的信息技術(shù)跨國企業(yè),他們的建議對于美國,乃至世界未來技術(shù)發(fā)展方向都有重大影響。自進(jìn)入信息時(shí)代,人們一直在關(guān)注一個(gè)什么樣的能源系統(tǒng)將與新時(shí)代相匹配?許多年來人們在幻想人類將建造一個(gè)將能源資源開發(fā)、輸送、庫存、轉(zhuǎn)換(發(fā)電)、輸電、配電、供電、售電、服務(wù)以及蓄能與能源終端用戶的各種電氣設(shè)備和其他用能設(shè)施,通過數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接在一起,通過智能化控制使整個(gè)系統(tǒng)得以優(yōu)化。這一系統(tǒng)將充分利用各種能源資源,特別是利用低碳的天然氣、風(fēng)光水等可再生能源、核能、以及各種廢棄的資源等,靠分布式能源系統(tǒng),能源梯級利用系統(tǒng)、蓄能系統(tǒng)和蓄電交通系統(tǒng)等組合優(yōu)化配置,實(shí)現(xiàn)精確供能,對應(yīng)供能、互助供能和互補(bǔ)供能,將能源利用效率和能源供應(yīng)安全提高到一個(gè)全新的水平,污染與溫室氣體排放降低到一個(gè)環(huán)境可以接受的程度,使用戶成本和投資效益到達(dá)到一種合理而有利的狀態(tài)。
塞繆爾˙帕爾米薩諾的建議引起了全球和中國業(yè)界的高度關(guān)注,和訊網(wǎng)稱:“IT產(chǎn)業(yè)的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟,智能電網(wǎng)改革將推動(dòng)能源革命的深度裂變”。這一技術(shù)革命整合不僅會(huì)改變目前所有電器設(shè)備、信息產(chǎn)品的基本概念,使人類全面重新設(shè)計(jì)制造各種各樣基于新信息技術(shù)的電器產(chǎn)品。整合利用各種信息網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多維數(shù)據(jù)交互,除了利用傳統(tǒng)的電話線、電視同軸電纜,以及手機(jī)網(wǎng)路、光纖寬帶和各種無線網(wǎng)絡(luò),還可利用低壓電網(wǎng)的電力導(dǎo)線直接為信息電器進(jìn)行更加便捷實(shí)用的數(shù)據(jù)交換。GE公司高度重視智能電網(wǎng),他們認(rèn)為“一旦你通過電力網(wǎng)建立了通訊系統(tǒng),巨大的商機(jī)就出現(xiàn)了。”這一系統(tǒng)通過優(yōu)化需求使能源利用效率、設(shè)備利用效率和投資收益都得以大幅度提升,使發(fā)電設(shè)備保持在最佳工況狀態(tài)從而降低發(fā)電煤耗,使輸變電設(shè)備的利用效率和安全性被同步被優(yōu)化,使清潔能源開發(fā)、資源綜合利用與節(jié)能減排、能源(電力)需求側(cè)管理、能效經(jīng)濟(jì)、綠色配額交易融為一體,實(shí)現(xiàn)多維度整合優(yōu)化。
智能電網(wǎng)的核心技術(shù)是數(shù)字化電網(wǎng)、分布式能源系統(tǒng)、信息化家電和蓄能式混合動(dòng)力交通工具,美國在此已經(jīng)進(jìn)行了大量技術(shù)準(zhǔn)備。美國《財(cái)富》雜志說,政府和業(yè)界研究估計(jì),隨著配電系統(tǒng)進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)代,現(xiàn)代化的數(shù)字電網(wǎng)將使美國能耗降低10%,溫室氣體排放量減少25%,并節(jié)省800億美元新建電廠的費(fèi)用?!都~約時(shí)報(bào)》刊文稱,美國能源部西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果表明,僅使用數(shù)字工具設(shè)定家庭溫度及融入價(jià)格信息,能源消耗每年可縮減15%。若推廣使用需求側(cè)監(jiān)控系統(tǒng)20年,則在建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)營電廠、變電站和電網(wǎng)方面節(jié)省700億美元,這其中40%的費(fèi)用節(jié)省于發(fā)電,相當(dāng)于30個(gè)大型燃煤電站無需投建。
美國科羅拉多州波爾得(Boulder)已經(jīng)成為全美第一個(gè)智能電網(wǎng)城市,美國多個(gè)州已開始設(shè)計(jì)智能電網(wǎng)系統(tǒng),GE、IBM、西門子、Google、Intel等信息產(chǎn)業(yè)龍頭都已投入智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)。目前美國大約有1.3億塊電表,倘若包括計(jì)算機(jī)、傳感器和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的投資在內(nèi),若實(shí)現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)型,市場將拉動(dòng)超過萬億美元的投資,成為巨大商機(jī)。僅南加州愛迪生公司將在未來四年投資17億美元為530萬個(gè)家庭更換智能電表。
美國還計(jì)劃使用超導(dǎo)輸電技術(shù)而并非特高壓輸電技術(shù),超越四個(gè)時(shí)區(qū)將全國主要電網(wǎng)連接起來,以提高電網(wǎng)的安全性和電力調(diào)配能力。由于超導(dǎo)輸電無需高壓,可將輸電損耗、電磁污染、占用走廊寬度降至最低,真正代表了世界最先進(jìn)的技術(shù)方向。美國紐約長島電力局(LIPA)與美國超導(dǎo)公司更聯(lián)合建設(shè)的世界上第一條高溫超導(dǎo)(HTS)電纜已于2008年4月22日投入商業(yè)運(yùn)行。這一超導(dǎo)輸電系統(tǒng)在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能夠滿足30萬戶家庭的用電需求,僅由三根138千伏的電纜組成。相比同樣粗細(xì)的銅導(dǎo)線,他們的輸電能力高達(dá)150倍。盡管這一工程造價(jià)昂貴,但是新型超導(dǎo)電纜的造價(jià)將降低五分之四,輸電纜溝的寬度僅為一米左右。它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這種電纜能夠防止由電網(wǎng)短路造成的故障電流。超導(dǎo)體有一種天生的電流限制能力,一旦電流增強(qiáng)到一定程度,它們就會(huì)失去超導(dǎo)性而變得像普通導(dǎo)體一樣有電阻,使電流衰減。因此,該技術(shù)也得到美國國土安全部的支持。
這一整合革命將會(huì)帶來雨后春筍般的各式各樣的新技術(shù)研發(fā)、新產(chǎn)品制造、新服務(wù)企業(yè)和新型投融機(jī)制,以及標(biāo)準(zhǔn)的制定和安全監(jiān)控機(jī)構(gòu)等。并會(huì)增加大量的就業(yè)機(jī)會(huì),為美國乃至全球經(jīng)濟(jì)走出危機(jī)創(chuàng)造新的技術(shù)推動(dòng)力和投資機(jī)遇,并使美國繼續(xù)保持在全球技術(shù)的制高點(diǎn)上。據(jù)分析,美國發(fā)展智能電網(wǎng),8-10年內(nèi)整個(gè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過5萬億美元;美國同時(shí)發(fā)展超導(dǎo)輸電,8-10年內(nèi)產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過30萬億美元,美國就此走出危機(jī)并非天方夜譚。
奧巴馬任命諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主,華裔新能源技術(shù)專家朱棣文出任美國能源部長,對于朱棣文的任命在參眾兩院毫無疑義。根據(jù)奧巴馬和朱棣文的構(gòu)想,美國還將在混合動(dòng)力及蓄電電動(dòng)汽車、專業(yè)化天然氣勘探開發(fā)、分布式能源系統(tǒng)、核能、可再生能源、氫能、天然氣水合物、清潔煤等諸多領(lǐng)域投入大量資金,展開探索和創(chuàng)新戰(zhàn)略,這些探索基于美國擁有世界第一流的科技研究力量和無與倫比的科研成果商品化的能力,也出自美國再造國際分工,統(tǒng)領(lǐng)全球經(jīng)濟(jì)、技術(shù),控制核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以及靠新能源打壓石油輸出國,遏制伊朗、俄羅斯、委內(nèi)瑞拉,保持低油價(jià)市場環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇等迫切愿望和國家戰(zhàn)略意圖。
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