智能电网国家抉择：新旧能源的尴尬

zj2635

　　中国面临能源悖论：无论建设高碳的煤电，还是清洁的水电、风电或者光伏发电，都要进行“乾坤大挪移”；动辄数百万千瓦、数千公里的能源运输，决定了中国智能电网的模式

　　从国家电网2009年5月宣布要建设“坚强智能电网”的那一刻起，国内学界就智能电网建设方向的争论，就一直没有停歇。
( H1 K- h2 e& n* n8 {* s( ~4 p
　　中国能源网CIO韩晓平在接受《财经国家周刊》记者采访时表示，外国智能电网的核心和前提，是分布式能源系统，是一种分散的、扁平化的电网；而国家电网公司计划的核心是“一特四大”，即“大火电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地和特高压电网”思路。

: ]: T' q% h& a. `# s　　在业内，国家电网公司和南方电网公司对智能电网的态度也有所不同：国家电网公司主要侧重于输变电，而南方电网侧重于配电智能化。

- K$ u7 X6 p: `# B# W: B　　究竟是什么决定了中国智能电网的抉择？
& t2 ^9 i  I4 V) e
7 O# e% @* t% U' C　　新旧能源的尴尬

5 f: i4 z/ C1 \　　进入新世纪(27.86,0.02,0.07%)以来，传统能源面临“全球枯竭危机”，而以“水生风光”为代表的可再生清洁能源却无限风光，呈现几何式增长；此外，节能得到了空前重视，被称为除石油、煤炭、水能、核能四种主要能源外的“第五种能源”。

. s, ~9 H4 H$ @% F　　这是一种明显趋势：世界能源格局正从“化石能源为主”走向“清洁能源和化石能源、节能并重”的时代。
9 z$ U4 ?1 T  V1 U9 U
　　从能源分布状况看，中国的传统能源和新能源都面临着严重的地域不均衡现象：无论建设高碳的煤电，还是清洁的水电、风电或者光伏发电，都要进行“乾坤大挪移”。动辄数百万千瓦、数千公里的能源运输，决定了中国智能电网的模式。

　　2009年全国电源装机容量8.74亿千瓦，其中火电占到74.6%，发电用煤占煤炭消费总量的一半以上。在中国，资源禀赋决定了煤电的绝对地位，这种状况长期不会改变。
( o7 ^& A# J; E
　　然而，中国的煤炭资源分布情况，造成了中国“北煤南运、西电东送”的特殊运输格局，而在输煤输电比例上却明显失衡，比如晋陕蒙的输煤输电比高达20：1，导致铁路运力长期紧张，大量大吨位超载运煤卡车涌入公路，“柴油换煤”，得不偿失。
2 A) ]# Q+ J" ]7 M# o& a' z
　　另外，资源区地方政府对煤炭无法深加工造成的税费流失很有意见。

9 G4 M2 f5 p  i. `+ S  n; Y* U　　山西省统计，输煤输电两种方式对该省GDP贡献比是1：6，就业拉动效应是1：2。为此，该省政府提出了“输煤变输电、建设坑口电厂、原煤不出省”的调产政策。
1 z! P$ F$ |) @* V+ d( H+ n5 r3 U0 W
+ a7 J5 E, i& X( r; a( O( L　　这一切，都要求国家电网和南方电网解决大容量火电、水电的长途输送；因此，电网建设不断朝着远距离、超远距离和超高压、特高压输电方向发展。
/ u) w, P. t8 Y# X$ |
　　以风能、光伏为代表的新能源也面临此种尴尬。
+ ~- E  ]# P5 X" o
　　2009年年底，中国气象局公布了中国首次风能资源详查阶段性成果：中国风能开发潜力逾25亿千瓦，其中陆上离地50米高度达到3级以上的风能资源开发量约23.8亿千瓦；但是，一半以上的风能资源集中在内蒙、新疆、甘肃、河北、吉林和江苏。

　　目前，中国规划了甘肃酒泉、新疆哈密、河北、蒙东、蒙西、吉林、江苏沿海等7个千万千瓦级的风电基地，预计到2020年，七大基地的开发规模将占全国风电开发总规模的68%~78%。
0 ^/ i) r2 T, B$ i0 G0 X7 N
# E" \7 d) }$ N9 U　　但是，七大风电基地5个位于西部，风电无法就地消化。

7 F; y. i' S1 V  i: A　　“中国智能电网建设不能照搬欧美，应该根据国情，讲究轻重缓急。”国家电网的技术人员透露，欧美等国的负荷增长已经很小，甚至发生萎缩，故而智能电网的重点放在了配电和用电领域。
1 |- K5 G, d. X9 k6 h5 w3 W) R
* V, h$ L: J% {" S; k' {　　按照规划，到2020年，中国风电、光伏装机将达到1亿千瓦和2000万千瓦。国家电网能源研究院的一项研究成果显示，如果中国风电仅在省内消化，2020年全国可开发的风电规模约5000万千瓦；而通过跨区联网输送，全国风电开发规模才可达到1亿千瓦以上。

! o% h& W8 S% v! \7 _& k　　同时，虽然中国陆地每年接受太阳辐射约为1.47万度，折合4.9万亿吨标准煤，但实际最有开发价值的地区，主要集中在西北部的荒漠、沙漠地区以及青藏高原。目前，中国已在这些区域布置了大批光伏电厂。
9 i; ]" z7 q4 `$ r) f$ f
; U0 \2 C& @6 J& B　　欧美等国多是别墅式的低层建筑，适合小型化、散布化分布式的清洁电源，这也决定了其智能电网的重点方向：低压配电侧和用电侧。
4 v. e) Q: Z3 W: O6 Z" ]! ^% \
　　在以楼房为主要建筑的中国城市，这种开发方式面临着“无立锥之地”的困境；而在中国农村，低廉的收入使得农民根本无力进行此类投资。

4 b/ e7 l; a3 Q3 B9 [  e1 l　　可行的，好像只有“建设大基地、融入大电网”发展模式。

　　但是近期，南方电网公司副总王久玲却逆向思维，提出应把高耗能产业调整区域布局，可以集中至云南西北部，用于消纳云南、藏东南等地区的水电资源，尽量减少远距离、大规模电力传输。

1 [& F6 h4 U6 F2 l. `# b　　中国能源研究会一位不愿具名的专家告诉《财经国家周刊》记者，中国工业用电占绝对多数，需要大电网、大电源向用户提供充足可靠的电力；而欧美国家的用电量和用电结构都已趋向稳定，工业、商业和居民用电各占1/3；“中国迟早要走向这个方向。商业和居民用电分散性大、能源需求多样性，微网和分布式电源将逐渐成为主流。”
9 f4 F6 |4 F$ p, e) T2 U
　　巨头的苦衷

　　长期以来，对风电和光伏的发展战略，发电企业和电网存在着“一头热、一头冷”的现象。
+ ]& N5 N' n/ Y) M6 }) d0 w- R
　　这是一个技术难题：风和阳光时有时无，带来的直接问题是电力质量很差，电压波动和频率波动过大；而调峰任务则更加繁重，尤其是风电，基本上是“反调峰”：白天负荷大时它不来，晚上负荷小时它拼命刮。
' l: f2 x5 i" a# Q! I! B
- _/ @6 w6 [- G8 K0 p; P8 y$ _# @　　国家电网智能电网研究所所长张义斌告诉《财经国家周刊》记者，欧洲分布式风电发展快的原因之一，是他们普遍配套了小型燃气发电机组，在天然气缺乏的中国，这条路径已被堵死。
/ K! @7 Q, C; I7 ]: x4 M4 ^4 W$ i- t
　　西欧风电大国丹麦，风电装机比例25%，但其与挪威建立了巨大的内联电网，主要依靠装机容量9倍于丹麦风机容量的水电调峰，故丹麦风电能100%上网；而欧洲第二风电大国的西班牙国家电力公司，却为把风电送到法国伤透了脑筋：法国电网常常通知其关掉风机，以避免本国电网负荷超载。
, r" C6 o. L# R! s
　　针对风、光发电的“调皮”特点，全世界电力部门都绞尽了脑汁。最有效的是大力发展储能技术，其中最成熟的，是配合建设大量“抽水蓄能水电站”。
7 l3 I% d5 _, y
　　但是，“抽水蓄能水电站”需要拥有两个不同海拔水库的电站，受地理位置约束极大；在干旱少雨的中国西北部，几乎无从谈起。

　　目前，风投行业正在积极投入化学储能技术研发，其代表技术为锂电池、钒电池、钠硫电池等等；但其造价高昂、寿命有限的问题尚未解决，大规模应用的经济前景模糊。
' x, O1 w/ n# W. g6 I4 q
: ?. \6 Y# i- n$ J　　业内观点认为，困扰风电、光伏发电发展的核心问题——新能源并网问题，在近期解决无望，除非储能技术突然出现技术革命。

! l: T! a  o$ A; Y4 a' R/ _* J　　在国家电网采访期间，本刊记者可以随时听闻技术人员对各种电源的好恶。一般而言，他们认为，火电比例大、技术稳定，必定是中国电源结构长期的主力军，但缺憾是污染大；风能、太阳能虽然清洁环保，但因不稳定，属于“垃圾电力”，但这些“垃圾电力”又是最有发展前景的。
% h" B$ F' U! F6 W1 o( W
　　“到2020年，我国清洁能源装机将达到6亿千瓦，占全国总装机容量的35%左右。”7月26日，国家电网总经理刘振亚在出席上海世博会期间指出，通过智能电网将有效减少化石燃料的使用，确保低碳经济得以实现。

1 U, s4 A  b/ E8 C* c& g$ h　　战略抉择
3 l% [" a) V3 X, }
　　按照公开资料，美国智能电网和国家电网公司一样，将智能电网的发展分为三个阶段：第一阶段是2009年，各州政府计划并着手发展；第二阶段是2010~2020年，家电设备能通过有线或无线方式远距离操作；第三阶段是到2030年，各种电器设备都能自行控制负荷量，届时全美用电量降幅可达到4%，相当于节省204亿美元电费。

　　美国“智能电网之父”、“全球智能电网联盟”的负责人史蒂夫·豪塞尔认为，中国发展重点集中在发电站、变电站和输电线的智能化上；而美国比较注重终端消费者管理，比如智能电表、智能家电等，“但未来我觉得两种趋势会融合，并可以互相吸取对方的经验。”
  N, N& T1 r# g  b- @3 _! @
0 J; K. z3 ], }) T5 T　　中国的路径选择，与欧洲的远距离输送清洁能源有相似之处。不过，欧洲采用高压直流，而国家电网公司采用的是特高压交流；欧洲远距离输送更多的是可再生能源，而国家电网公司远距离输送的是“大火电、大水电、大核电和大可再生能源”。

　　中国电科院高工苗新认为，国际上正在形成智能电网的三极态势，即美加、欧洲和中印三种发展类型，“中国正在贡献出自己独特的发展模式。”

　　“在实施层面，反而是中国走在了前面。”吉林省电力公司总经理张羡崇告诉《财经国家周刊》记者，在欧美，很多发达国家的电力企业正在积极推动技术革新和管理转变，智能电网作为未来发展的新趋势已经毋庸置疑。
8 w3 d; p; F; e, }. }7 [) {
. T! h& D* _% U. Z+ \7 E　　在智能电网的建设层面，中国并没有“迟到”，恰恰相反，国家电网在智能电网方面的一系列工作进展赢得了国际同行的钦羡。
* q& {4 C; U. S5 j" A9 t
2 b, i4 o( d9 U, |! ?2 @4 r" `8 j- \　　“虽然我们确立了很多智能电网的标准，但产业工作铺展很困难，这一点中国国家电网很让我们羡慕。”7月26日，美国电力公司智能电网部主任爱德华公开表示。

　　张义斌告诉《财经国家周刊》记者，他们也经常和国外同行探讨学术，“国外许多同行，包括美国的联邦能源监管委员会主席，都对我们非常羡慕。美国那边想做输电方面的研究建设是很难的，因为州与州间、公司与公司间都有着不同的利益，加之物权法，要是想架一条输电线困难重重。”
/ ?- O( w6 j5 J) B
, C; K( H2 D; ^) m; ^1 t1 s　　“比如技术攻关，中国是有组织、成体系地在向前推进；相比之下，国外在这一块就非常零散，因为他们的业主零零散散，不是技术人员想做就能做成的。”张义斌说。
5 ~: A! z; G9 M/ I4 O- Y: o4 ~, C
　　国家电网公司已经将智能电网的发展战略上报国家发改委，而国家发改委方面的消息显示：智能电网已经确定将被写进“十二五规划”。

　　实际上，目前学界的焦点，并非电网该不该智能化，而是中国应不应该大面积上马特高压交流输电线路。
. D# x5 B, S, P7 L2 l: y: z
& l: k7 x+ ?  ]' b0 M. y8 E　　“除了一些技术问题，反对派学者主要是攻击我们垄断，因为我们是企业。”国家电网公司一不愿具名的干部说，“铁道部力推高铁，和国家电网公司力推坚强智能电网有本质的区别吗？”