發布日期:2022-07-14 點擊率:42
國家電網變局
這其實是一場不對稱的賭局,如果國家電網執著地堅持單一發展特高壓,勝負一目了然。于是,策略在2009年4月24日有了微妙的變化,那一天,正在美國訪問的中國國家電網公司總經理劉振亞發表了一篇演講:“中國國家電網公司正在全面建設以特高壓電網為骨干網架、各級電網協調發展的堅強電網為基礎,以信息化、數字化、自動化、互動化為特征的自主創新、國際領先的堅強智能電網。”這個提法第一次把特高壓與智能電網融合到一起。
但問題是,特高壓真的能夠和智能電網融合在一起嗎?據了解,現在世界電網與智能電網的融合論證是建立在500千伏為主干線的電網基礎上的。“這兩者之間如果想要完全整合,恐怕其中的困難不小。”一位不愿透露姓名的專家還私下對記者說,“國家電網根本難以同時兼顧這樣大的兩個工程”。這是因為特高壓主要專注于解決電能傳輸效率的問題,而互動電網則更關注配電網的問題;特高壓強調的是大電網、大機組、高電壓的集中式結構;而互動電網卻強調的是提高電網的可靠性,減少電網的高峰負荷和接入可再生能源的分布式結構。
隨著中國的智能電網將由“IT+特高壓輸電”雙劍合璧提法走向前臺,中國特高壓投資也開始了新一輪擴容,預計投資由原本的4000億增加到6000億以上。這一數字引起了世界電力設備制造企業的一片喝彩。通用電氣能源集團能源服務業務中國區總經理許欣就說:“通用公司領先的智能電網技術一定會在中國大有可為!”
為此有人擔憂地提醒,現在外國公司贊揚中國發展特高壓技術,很有可能是在‘明修棧道暗渡陳倉’,中國企業如果把精力主要放到特高壓建設上,將會把互動電網的份額拱手讓人。如果這位人士的擔心成立,那么參與中國特高壓計劃的本土企業將在下一步被架上高閣,最終陷入進退維谷的境地。
特高壓變局待破
如果未來特高壓最終會成為中國電網的支柱,它的成功之路上一定是這樣發展的。經過2006年的奠基期,2007年的論證期,2008年的建設期,2009年正式進入破題期。然而,當站在這一時點朝后望去,發現特高壓的未來依然充滿變數。
2009年1月16日,國家電網公司投資的晉東南—南陽—荊門特高壓試驗示范工程正式建成投運,中國的特高壓之網正式鋪設開來,6月1日,湖南省電力公司投資億建設的荊門—長沙特高壓電網項目即將正式開工。作為國家電網公司“兩縱兩橫”交流特高壓電網中西縱骨干電網的組成部分,這段線路長344.6公里的網線將最終把陜北、晉東南煤電基地生產的電力送到華中、華東地區。
根據國家電網下一步規劃,利用特高壓電網加快能源基地電力的外送工作正在抓緊研究制定之中,預計今明兩年特高壓電網投資約830億元,其中特高壓交流投資570億元,特高壓直流投資260億元。不久前,四川向家壩—上海奉賢的±800千伏直流示范工程已經全線開工;四川錦屏—江蘇蘇南±800千伏直流工程也準備在年內正式上馬。國家電網公司副總經理舒印彪說:“預計到2020年,我國特高壓傳輸容量將接近3億千瓦”。
然而隨著特高壓的建設步伐在中國大地上不斷加速,圍繞著特高壓的種種推測與疑問也進入了白熱化。特高壓建設在中國是否必須?特高壓將把中國的電力改革帶向何方?特高壓是否將限制互動電網的發展?等等。
“商機”還是“傷機”
如果把2009年1月16日的晉東南—南陽—荊門特高壓試驗示范工程正式建成投運視為一個標志,那它就應該是自那一刻起標志著中國本土的輸配電企業被徹底地綁上了特高壓這艘大船。在這次寒冷的經濟嚴冬中,被稱作“電力高速路”的千億工程給電網設備制造商帶來空前的發展機遇。在特高壓電網建設伊始,國家電網就明確將特高壓電網確定為裝備制造業技術提升和自主創新的依托工程,提出了“以我為主”研制特高壓設備的基本原則。中國相關政策精神也明確表明:特高壓交流設備除開關采用中外合作的方式研制生產,其余設備均立足國內生產制造,并限定為內資控股企業。
可是即使有著這樣明確的支持,中國本土企業想要拿下這些工程也并非輕而易舉,一方面,特高壓技術在世界范圍內也沒有正式投入運營過,俄羅斯和日本也不過各是一條1000千伏的交流特高壓試驗線路,而且后來出于種種原因,建成后均降壓到500千伏運行。所以像西門子、ABB、東芝、三菱、恩翼帕瓦、扎布羅熱、NGK等一批國際領先的輸變電設備制造企業都在想通過中國這一工程試驗自己的設備、發展自己的技術。西門子能源業務領域首席執行官戴恩就在接受采訪時就這樣說:“我們為第一個試驗站提供了1100千伏的互感器,但這只是參與中國電力建設的一部分”。
另一方面,電網對設備的要求非常苛刻。電網安全關系著國家經濟的安全,特高壓輸變電設備的供應必須建立在穩定可靠的基礎上,這要求輸變電設備制造企業必須有強大的技術實力作為依托,而一直以來中國電力裝備制造業技術實力相對薄弱,如果想要真正拿下這些工程,必須要跨越式的發展。
屈指算來,特高壓留給本土企業的時間卻并不多。這樣緊迫的時間表下,中國的輸變電設備企業下大力氣對特高壓設備進行研制,平高電氣在2006年投入3億元建設專門用于特高壓設備試驗和裝配的現代化廠房及配套設施。而據公開資料顯示,平高電氣2006年凈利潤僅為億元。
特變電工董事長張新也說,特變電工每年在技術上的投入是銷售收入的5%,將近數億元,其后,天威保變、西電等中國主要輸變電設備制造企業相繼投入到特高壓建設上來。國家電網正在加快把更多主要企業網羅到特高壓的旗下,并為此描繪了一副絢爛的前景。據了解,國家電網今明兩年將投入830億元資金搭建特高壓電網,這一數字約占中國電網建設總投資的15%,是電網總投資中增長最快的。“這樣做的主要目的在于,國家電網太渴求通過特高壓電網再次恢復到全國上下一張網的結構之下了。”某分析人士這樣分析,自從國家電網壟斷被打破后,利潤下滑明顯。
雖然中國在特高壓項目上投入大量的人力財力,但現在世界電力市場著力發展的卻是新能源。在一個角度看來,特高壓電網的發展壓縮了新能源發電市場的生存空間,由于新能源發電不穩定的特性,現在新能源發電在超高壓電網中已經淪為“陪練兵”。如果特高壓建成,新能源可能連這一資格也將丟失。
由于并網困難,有關人士已經開始進行非并網風電應用于高耗能產業的研究。2008年,中國新增風電裝機614萬千瓦,理論新增發電量應在130億千瓦時以上,但當年風電上網總電量只有148億千瓦時。
其實應用新能源的最佳模式在世界早有定論,那就是互動電網。中國知名學者武建東就明確提出:“互動電網應超越特高壓成為中國電力發展的首要目標并確定與此相關的戰略投資計劃。”他認為如果3~5年內,中國不能全面推進互動電網發展的話。一旦美歐經濟復蘇并實現了經濟與電力結構的升級轉型,中國不但將失去一次領跑世界經濟的機會,還將再一次淪為國際分工的勞動力角色。隨著奧巴馬對互動電網的大力推進,這一觀點也漸漸受到了更多人士的贊同。
不過互動電網卻可能在贊同聲中離我們漸行漸遠,一位關注世界電力市場的專業人士就這樣告訴記者:“現在國家電網提出的智能電網和特高壓電網共同發展的戰略其實是一種不負責任的宣傳,而且世界上從未有一個國家真正運營過特高壓線路,更不用說整個電網。所以外國對于智能電網可行的論證基礎都是基于500千伏的超高壓電路,而國家電網現在就宣稱智能電網能和特高壓電網互補,論證基礎何在?”
其實從2004年國家電網宣布要建設特高壓電網以來,外界對特高壓電網的爭議就從來沒有斷過。
2006年以“電力斗士”楊名舟為代表的反對者率先開炮,直言國家電網發展特高壓涉嫌壟斷,與國家確定的發展區域電網、實行輸配分開的目標相悖。他在一篇文章中明確提出,如果1000千伏的特高壓全線鋪開,將會使目前區域電網的500千伏網架解列成為配電電網,這將從體制和技術上徹底堵死了區域電網公司的發展之路。
緊接著在國家發改委召開的北戴河特高壓輸電技術研討會上,曾任電力部生產司處長的蒙定中也表示反對特高壓交流電網,他認為特高壓電網雖然投資額是現在500千伏電網的3倍左右,但安全并不一定可靠。而且國外也未有可借鑒的經驗,俄羅斯和日本只是建設了特高壓線路,并不是網絡。國家電網卻是不單要架特高壓輸電線路,還要在原有高壓電網基礎上再建一個超高壓電網。
這一論調很快受到了國家電網當家人劉振亞的回應,他說:“一個村豎十排電桿,十個電力公司來賣電,這行嗎?”其后,中國電力科學研究院院長張文亮的話給劉振亞的話做了最好的注解,他認為,無論上不上特高壓,電網的自然壟斷屬性都客觀存在。國家電網武漢高壓研究院副總工程師萬啟發也表示,采用特高壓線路,是世界電力工業發展的必然規律。
這一爭辯持續到“2006特高壓輸電技術國際會議”召開,在這次會議上國家發展和改革委員會副主任陳德銘明確表示,中國政府已經把特高壓輸電技術及設備的研制納入了國家中長期科技發展規劃。
這時國家電網公司的晉東南—南陽—荊門特高壓試驗示范工程正式開工已有3個月有余,從這之后,中國的特高壓之路開始進入“急行軍”。要在未來15年累計投入超過4000億元來建設特高壓電網,這一投資規模可以再造兩個三峽或三個京滬高鐵。
正當中國特高壓建設增速的時候,第二場有關特高壓的辯論開始了。2007年4月5日,在國務院新聞辦召開的新聞發布會上,國家電監會副主席王野平說:“如果我們的用電負荷比較小,那么建設特高壓電網就是一種浪費”,這一句話使得特高壓的爭論再次浮出水面,把爭論的焦點轉移到特高壓建設在中國是否必須這一問題上來。根據資料顯示,中國當時裝機容量僅為美國的一半,但超高壓電網總規模卻已經接近美國。超高壓電網輸電能力并沒有充分發揮,一些線路利用率偏低,550千伏的電網輸送能力潛力還很大。
在爭辯中,特高壓問題再次陷入僵局。2008年初一場席卷中國南方的雪災與冰凍使特高壓支持方得到了反擊機會。國家電網專家組撰寫的報告認為這已經說明僅靠現有500千伏超高壓輸電技術進行電網建設,已無法滿足未來國民經濟持續快速發展和人民生活對電力增長的需要。其后,中國各地的特高壓電網項目如火如荼地鋪展開來。
然而這并未停止業界對它的討論,有關人士當時就說:“當時很多電廠其實是有電送不出去,并非是電煤運送能力的問題。”
部分人士質疑,國家電網強力推行特高壓,只是為了強化其壟斷地位。隨后,中國能源網信息總監韓曉平分析提出,“國家電網通過特高壓這種技術手段,將在事實上強化其在電力購銷上的雙重壟斷。”
輸變電建設困局
即使特高壓真的能夠和互動電網整合發展,它還要過民眾心理這一關。其實早在特高壓建設之前,輸變電建設的困局就早已存在。一位住在與高壓電塔毗鄰的小區的高琳女士就這樣形容她的小區:“在這些高壓電塔沒有被建立之前,這個小區對我來講是完美的。”而這個高壓電塔出現以后,她每天要在忙夠9小時后去周圍的商場里度過更多的時光,只有這樣她才感覺更安全。
實際上像高琳女士這樣對小區旁邊高壓電塔憂心忡忡的并不少見,他們大多介于20~40歲之間,一位叫王煒的先生說出原因。他在一次看見自己小孩下學后在高壓塔下嬉戲后給電力公司的客服打了電話,客服開始說安全距離是4米,后來變成了5米,最后在他說出看見自己的孩子在高壓塔下嬉戲后又說安全范圍是10米,而實際上他在高壓電塔的警示牌上看到的安全距離是15米。他略帶憂慮對記者說:“我們家的吉娃娃從來不跑到高壓電塔旁邊去”。
雖然致力于消除這一誤解,并多次派出人員前去溝通,但收效卻一直不大,在北京電力公司工作的于夢華就曾多次與國家環保總局專家王毅聯手前往“問題住戶”家實測,但這樣的行動并未打消越來越多人的顧慮。在今年開工的玉泉營變電站施工中,就收到了當地用戶的抵制,最后把地上變電站變為地下變電站項目才算初步解決,但因為這一改變,電力公司要至少多投入3億元以上。
這種情況出現的根本原因其實就是由于溝通不利造成的,一位電力行業的專家談起這個問題時更是一針見血:“電力公司施工之前總認為自己是官,建設電網沒必要和群眾商量,結果施工后受阻了,再跑去和居民‘商量’,誰會聽它的,誰又會相信它呢。”據資料顯示,高壓電塔建設以來,只有一次媒體關注的“高壓塔輻射污染”環保聽證會,卻從沒有過高壓電網入居民區的溝通會,施工后,也從未見過電力公司主動通過媒體對居民區的電網參數等進行說明,這樣的后果只能是讓人無所適從。
“幾年前,大家還在爭論特高壓電網該不該搞,而現在,我卻在憂心這個項目怎么才能獲得人民的理解。”這位電力行業的專家憂心忡忡地說。
智能電網革命懸念
作為美國總統奧巴馬能源變革中最可能獲取短期戰略成果的主力領域,發展統一的智能電網一時成為全球能源界關注的焦點。而“智能電網”這一全新的詞匯也如同當年的“互聯網”一樣迅速風靡全球。
家中電閘還需要保險絲嗎?是時候扔掉它了,交給電子控制系統來處理吧;空調能夠感應外部溫度進行自動開關,這已經一點都不新鮮了,它還能感知用電高峰電價上漲,并進行及時計算,自動調整使用時間,為您控制用電量及電費;您屋頂上的太陽能電池板也不再只為熱水器服務了,它將與家中的整個用電系統連成一體。
這就是智能電網。智能電網最具革命性的理念并不是花里胡哨的新奇,而是將互聯網的精神貫徹到了電力行業,用技術的智能化實現電力行業的市場化,從而極大地緩解電力緊張和電力中斷問題。
何謂“智能電網”
在IBM發布的未來五年中改變生活的五項創新中,以智能電網為代表的“智慧能源”首當其沖。而中科院徐建中院士從2001年起就堅持不懈地推進“分布式能源系統”,根據設想和描述,這一系統就是美國人所說的“智慧能源”。這一系統的能源綜合利用效率至少可以從目前不到40%,提高到80%。如果在用能終端進行智能化的需求側管理和各種節能措施,終端能耗將可能再減少一半,也就是說與目前的能耗水平相比,僅需25%能源即可。而且這25%的能源還可以更多地來自天然氣、核能、太陽能、水能、風能、生物能和地源能等新能源和可再生能源。
智能電網被業界仿照“Web2.0”形象地稱其為“電網2.0”,它是建立在集成的、高速雙向通信網絡的基礎上,通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術、先進的控制方法以及先進的決策支持系統技術的應用,實現電網的可靠、安全、經濟、高效、環境友好和使用安全的目標,其主要特征包括自愈、激勵和包括用戶、抵御攻擊、提供滿足21世紀用戶需求的電能質量、容許各種不同發電形式的接入、啟動電力市場以及資產的優化高效運行。智能電網的核心內涵是實現電網的信息化、數字化、自動化和互動化。
按照中科院首席能源專家武建東的描述,將智能電網稱之為“智能互動電網”或“互動電網”或許更加準確,即在開放和互聯的信息模式基礎上,通過加載系統數字設備和升級電網網絡管理系統,實現發電、輸電、供電、用電、客戶售電、電網分級調度、綜合服務等電力產業全流程的智能化、信息化、分級化互動管理,是集合了產業革命、技術革命和管理革命的綜合性的效率變革。
家庭用電的電價會根據一天中不同時段來自動計價,比如傍晚用電高峰期,電價自動上揚,白天用電低谷時電價自動下調;不必為停電而擔心,因為智能電網的自愈功能可以在最短的時間內實現自動恢復;用戶在電能富裕時,還可把電賣出去……這是智能電網應用在生活中形象的描述。
“有插座的地方就有能源,有插座的地方就有信息互動。消費者既可以是電力客戶,也可能成為風能、太陽能、氫電池、生物沼氣燈小型電力供應商。如同手機話費計量一般,攜帶芯片的充電裝置將在公共插座上實現買電或售電的交易行為,攜帶芯片的家電和其他電力用戶設施將實現遙控管理。”武建東說。
可以說“智能電網”是電力系統的“中樞神經系統”,電力公司可以通過使用傳感器、計量表、數字控件和分析工具,自動監控電網、優化電網性能、防止斷電、更快地恢復供電,消費者對電力使用的管理也可細化到每個聯網裝置。
為綠色電力開路
國家發改委能源研究所研究員姜克雋告訴記者,智能電網對中國最為重要的意義,在于可以解除中國綠色電力的發展瓶頸,大力推動綠色電力的發展。姜克雋說,在智能電網投入應用之后,由于有了智能化的控制,風電、太陽能發電并網的難題會得到徹底解決,這將極大地促進中國綠色電力的發展。
智能電網有三個層面的含義:首先是利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控,然后把獲得的數據通過網絡系統進行收集、整合,最后通過對數據的分析、挖掘,達到對整個電力系統運行的優化管理。
在電力服務體系中,電表是一個重要的元器件。目前,我們的電表只是達到了自動的讀取,是單方面的交流,不是雙方的、互動的交流,而如果實現了雙向的交流之后,電力供應機構就能精確地知道用戶的用電規律,而同時用戶也可看到整個城市的用電情況,可以為自己的用電進行規劃,從而對需求和供應有一個更好的平衡。
比如說,在電力供應的高峰期或是需求超過供給的時候,電力公司可以根據實時的客戶用電量提高價格。這個時候,聰明的用戶會將一些時間靈活的日常程序錯開用電高峰時段;或者把自己家里可以替代能源的設備打開。這樣就會形成比較靈活的供電模式,避免在用電高峰期出現停電等討厭的事情,并提高電力公司的收益。
智能電網還允許用戶以遠程的方式監視和控制各種智能設施。例如,用戶可以控制調溫器的設置,在離開家時命令提高空調的溫度,回到家時再恢復到一個比較舒適的低溫。數據分析方面,用戶可以根據預算調整使用,電器零售商可以根據用戶的使用模式和預算提供更具競爭力的服務。例如,預算有限的用戶可以根據實時信息在使用方式上進行選擇。
當然,智能電網的意義并不限于優化電力公司的管理那么簡單。它更大的意義在于對于各種穩定性不足的新能源的高度容納。
這一系統將充分利用各種能源資源,特別是利用低碳的天然氣、風光水等可再生能源、核能、以及各種廢棄的資源等,靠分布式能源系統,能源梯級利用系統、蓄能系統和蓄電交通系統等組合優化配置,實現精確供能,對應供能、互助供能和互補供能,將能源利用效率和能源供應安全提高到一個全新的水平,污染與溫室氣體排放降低到一個環境可以接受的程度,使用戶成本和投資效益達到一種合理而有利的狀態。使得能源從生產、傳送到最后使用的過程受到集中監控和管理。
可以說,智能電網通過優化需求使能源利用效率、設備利用效率和投資收益都得以大幅度提升,使發電設備保持在最佳工況狀態從而降低發電煤耗,使輸變電設備的利用效率和安全性被同步被優化,使清潔能源開發、資源綜合利用與節能減排、能源(電力)需求側管理、能效經濟、綠色配額交易融為一體,實現多維度整合優化。
“智能電網”離中國有多遠
IBM公司中國區高級電力專家MartinHauske先生曾經說過,與美國相比,中國電力行業的基礎建設要先進得多,美國有的變電器用了40年,沒有收集數據的功能,中國的變電器卻有,而且很新。他認為,中國電網起點高,實現智能化更容易。
兩個要素是必備的:一個是創建開放的系統,一個是創建共享的信息模式。在MartinHauske的印象中,中國特別專注科技發展,而美國更注重如何創造更高的商業價值,他認為中國在構建智能電網時要把商業因素加進來,只有把科技與商業結合起來,才能把電網建好和用好。
武建東日前接受記者采訪時說,美國智能電網改造是危機時代轉型的新技術革命,中國應當迎頭趕上。
2007年10月,我國電力最具活力、發展最快的華東電網,正式啟動了智能電網可行性研究項目,已經初步具備了建設智能電網的條件。2009年2月,作為華北公司智能化電網建設的一部分——華北電網穩態、動態、暫態三位一體安全防御及全過程發電控制系統在京通過專家組的驗收。
華北電網公司今年計劃開展智能電網發展規劃和實施方案的研究,另外還有一些地方公司對電網安全穩定實時預警及協調防御系統方面進行研究。這與美國IBM、通用電氣、谷歌等公司在智能電網方面的研發仍有很大差距。
業內人士建議,中國在輸電部分做智能電網會有一些困難,但可以先從配電系統開始,投資小,見效快。IBM公司則建議,在考慮智能電網建設與改造時,要首先對電網企業的業務流程進行梳理,業務變革和管理變革要先行,從條件比較成熟的地域和業務著手。對于輸電網的智能化,應有條件地選擇性試點,并與新建和改造緊密結合。智能電網不是一個固定的、一成不變的方案,電網企業要根據自己的業務目標和要解決的關鍵問題,對智能電網進行裁剪和調整,以適合自己的情況。
特高壓會否變盤
誠然,在全球資源逐漸稀缺的今天,智能電網的出現無疑是一場令人欣喜的革命。然而,當技術準備好的時候,更大的阻力也許來自體制。怎樣將一個龐大體系的舊血液換新,是一項艱難的任務,同時也是一個誘人的挑戰。
武建東認為,互動電網應該超越特高壓,成為中國電力發展的首要目標并確定與此相關的戰略投資計劃。“我國電網發展目標應從電網輸送方式的變革調整為電網的效率革命,即互動電網變革”,武建東說,“這將意味著我國電網的發展戰略需要大規模調整”。
與發展特高壓的熱情相比,顯然中國沒有考慮將超導作為未來能源戰略的技術基點和導向。在世界各國相繼放棄對特高壓的嘗試之后,我們義無反顧地選擇了特高壓技術。由此,中國將要走上一條與世界不同的發展道路。美國人選擇的是一個類似互聯網的能源系統,而中國將選擇一個超級計算機加高速通訊電纜加終端的系統,誰將主導世界發展的趨勢?
世界能源金融研究院執行院長、中國金融研究院院長何世紅認為,智能電網是對電網未來發展方向的精辟總結。智能電網技術革新打開了電信、電網、電視網等整合的通道,為全球電力、電信產業、通信產業、電視媒體等改革提供了獨特機遇。
在5月21日舉行的“2009特高壓輸電技術國際會議”上,國家電網公司提出了名為“堅強智能電網”的發展規劃。
規劃提出,將分三個階段推進“堅強智能電網”的建設:2009年至2010年為規劃試點階段,重點開展規劃、制定技術和管理標準、開展關鍵技術研發和設備研制,及各環節試點工作;2011年至2015年為全面建設階段,加快特高壓電網和城鄉配電網建設;2016年至2020年建成統一的“堅強智能電網”。
國家電網公司負責人表示:由于國情、發展階段及資源分布的不同,中國的智能電網和美國的智能電網在內涵及發展的方向、重點等諸多方面有著顯而易見的“區別”。
“美國發展智能電網的重點在配電和用電側,目標是推動可再生能源發展,注重商業模式的創新和用戶服務的提升”,國家電網公司副總經理舒印彪在會議上指出,“中國的智能電網首先是一個堅強的電網,具有長距離、大容量輸電特征的特高壓電網將成為核心環節。這是由中國經濟發展階段、能源集中分布特點所決定的。”
可以說中國大力發展特高壓輸電的方向與歐美相悖,為分散風險,歐洲一些國家已經開始建設分布式電網,美國、俄羅斯甚至放棄發展特高壓電網。
有能源專家指出,以特高壓為核心,還是以清潔、高效、分布式為核心,目前已成為中國智能電網發展方向的最大懸念。