現在的尷尬是我們正處于一個鎖死的態勢,技術、標準和商業模式這三方面的人正相互對望著,但沒人主動往前邁步。這不是其中某一方的事,要發展智能電網最關鍵的核心是要讓這三者向一個方向努力。
Richad Schomberg,法國電力公司創新副總裁、國際電工委員會(IEC)智能電網戰略小組主席。
僅這兩個頭銜就足以使Schomberg成為業內的重量級專家。
此外,他還曾自己創建了一家公司,在1980年就創造了18個月銷售額600萬美元的紀錄;在法國高等電力學校做過6年教授;成功設計了價值10億美元的大型配電系統,該系統可將大量智能節點與實時安全操作緊密連接。
除了在歐洲的工作,Schomberg還是美國能源部智能電網架構委員會會員及NIST架構委員會委員,并擔任一家智能電網公司技術顧問。
同時,他也很關注中國智能電網的進展。10月28日在北京參加世界智能電網中國聚焦2010高峰論壇期間,Richad Schomberg接受了《科學時報》記者專訪,他坦承:中國有實力和機會在智能電網發展中走在前列,甚至成為第一個解決智能電網難題的國家。不過,困擾世界智能電網發展的障礙在中國也依然存在。
技術不是難題
《科學時報》:我們了解到,法國正在為居民更換智能電表,能否介紹法國智能電網技術的發展現狀?
Schomberg:法國的情況比較特殊,能源構成與其他國家不一樣。我們有18%的核電和15%的水電,因此溫室氣體排放不多,人均的溫室氣體排放量非常低。
但核電的問題是反應堆一旦啟動不可能隨便關閉。因此在上世紀70年代法國決定發展核電時,同時做出另一項決定——將居民住宅中的熱水器晚上10點開啟,早上6點關閉。這意味著每天夜間用電低谷時,全國核電站發出的電都以熱水的形式被存儲起來,從而起到了削峰填谷的作用。
為了實現這個方法,法國家庭都安裝了電子電表,能夠按時自動發送信號啟動和關閉熱水器。這實際上是一項很簡單的技術,在法國已經用了40年。
如今這些電表也該更新了,在這次更換的先進電表增加了通信能力,實現了遠程讀表,今后就不需要挨家挨戶地抄表了。法國目前有3500萬個電表,已經更換了1000萬個。
《科學時報》:有人認為儲能技術是阻礙智能電網發展的瓶頸問題,是否是這樣?
Schomberg:儲能技術在智能電網中能發揮很重要的作用,如果能廉價地建立大量儲能系統,智能電網將勢必有一個大發展。但現在的問題是這項技術還不成熟,成本太高,因此我們可以選擇通過其他方式來平衡電網中的電力,如抽水蓄能等。
這實際是智能能源和智能電網的不同,智能電網強調通信和計算技術,但智能能源只需要平衡發電和用電,法國的例子已經告訴我們不用智能電網也能做到這一點。
儲能技術被一些人稱為“瓶頸”是因為這項技術同智能電網的其他技術相比還很不成熟,也許需要5年或者10的時間才能成為替代技術。
《科學時報》:如果儲能技術不是瓶頸,那么什么技術會成為瓶頸?
Schomberg:阻礙智能電網發展的瓶頸實際并不是技術問題。比如3周前我參觀上海世博會時,思科館展示了2020年人類的智能化的生活,同現在完全不同,有很大進步。但是當你參觀時也會發現,現在的很多技術已經可以應用到2020年人們的生活中。但是什么阻止它們應用到當下呢?我認為最大的問題不是技術水平,而是標準和資金問題。
再舉個例子,美國和歐洲都在考慮需求響應的問題。在智能電網中,電力系統不僅僅終止于電表,而是要延伸到洗衣機、干衣機、電視機、電話等家里的各種電器,這實際上就提供了更大的潛力來平衡發電和用電。電力公司發送價格信息給電器,后者根據價格的高低決定是否工作。這就是家用智能系統,同智能電網相連。
這種技術實際上非常簡單,家里的電器只要有IP地址就能逐個控制。但也許到2020年或者2030年才能實現。為什么呢?技術實際上已經存在,問題是沒有形成大家認同的一致的標準。
《科學時報》:目前,世界各國都在制定智能電網發展的路線圖。對于國際智能電網的發展,你是否有自己的時間表?
Schomberg:實際上現在提出的大多路線圖更像一個工作計劃,表述了現行的技術和未來的目標,但由于現在智能電網領域還沒有統一的標準,因此難以給工業界提供具體的解決方案。大家都在努力,但我想只有建立起了統一的標準后才能回答你這個問題。
中國、美國和歐洲發展智能電網的驅動力雖然不一樣,但需要的技術是一致的,但只有有了標準,不同國家的制造商才能將技術用于產品銷往全世界,海爾、LG、西門子、通用電氣等公司都希望建立一個統一的標準,這樣才能建立起互通的國際市場。
中國發展很快,并且以前遺留下來的基礎設施很少。這跟美國和歐洲都不一樣,是中國發展智能電網的一大優勢,更容易從頭開始。但重要的是必須做出正確的決策和選擇,一開始就必須有正確的設計。因此標準對中國來說尤其重要。
標準制訂路漫漫
《科學時報》:標準對智能電網發展的意義體現在哪些方面?
Schomberg:首先,電力系統的發電、輸電、配電、電表等環節過去都是分開設計的,但是未來會通過智能電網聯系在一起,這是個相當復雜的系統。因此,在工程上一個簡化的方法就是把它們拆分開各自研究。如果沒有標準,就不能分開研究,今后也無法整合。
標準的另一大好處就是能夠允許不同的設備提供商相互競爭。比如法國電力公司從全世界范圍內的5~7家供應商手中購買電表,要求這些不同廠家的電表能夠通用、互換。當它們混合在一起時,隨便拿一個就能安裝、使用。這就是標準的力量。
做到這點很不容易,需要制訂一個好的標準。因為如果標準制定的太細,又會產生問題——所有廠家制造的電表完全一致。這對法國電力公司來說可能更簡單了,因為沒什么可挑的,但如果我們這么做的話,這些供應商之間就不存在競爭了。它們能競爭的可能僅僅是勞動力成本,而我們希望看到的是通過創新降低成本。因此,一個好的標準必須即要有一個標準框架,但又不能太具體,給制造商留下創新的空間。這是一大“秘訣”。
另外,標準對電力行業來說尤其重要。電力基礎設施的使用壽命都很長,達到二三十年,這是電力行業和電信業的主要不同。打電話時碰到斷線我們重播就行,但是電力系統不行,必須保持穩定。尤其在今后電網中將應用大量的通信設備和計算機時,更需要注意這個問題。
電力行業和電信行業的另一大區別在于設備,如手機等每年或者每兩年就換了,因此電信業的改革較容易操作。但電力行業的基礎設施價格昂貴、壽命很長。手機去商店就能買,但是電表如果壞了,必須由電力公司專人進行診斷、更換。一個正確的標準意味著不管你建什么,都允許擴張和改進。
《科學時報》:IEC智能電網戰略小組在標準制訂工程中存在哪些難題?
Schomberg:標準問題并不是新問題,IEC成立于1906年,發布過6000條電工標準。來自100多個國家的1萬余名專家參與標準制定工作。
但今天我們的一個大問題是各國已有很多現行的標準,這些標準各式各樣,并且按照這些標準制造了很多產品。我們小組有幾百條和智能電網相關的標準,僅文件就堆積成山,很難處理。
因此IEC在明年1月準備對外發布一個Mapping Solution,這套解決方案在IEC智能電網戰略小組內已經在用。這是一個新的解決方案,能像GPS一樣給專家起導航作用,同數據庫相連,幫助專家知道缺失了,需要什么,提供專業的建模信息。在IEC之外,一個協助制訂標準的解決方案也很重要,因為世界上還有其他的標準組織獨立工作。
《科學時報》:一個全世界統一的標準何時才能建立?
Schomberg:每個人都想知道這個問題的答案。這是一個改革的過程,大家都在努力,我相信5年內能有很大進步,但是要形成一個一致的標準可能還要很久。因為標準的制定很復雜,我們需要一條路徑來推動標準的制訂。
智能電網的有些標準已經比較成熟,被廣泛接受,如IEC的5個核心標準已被公認為基礎,中國國網公司的路線圖就是建立在這5個標準之上的,NIST和德國的路線圖也是如此。而其他的標準也需要這樣一致化的過程。
中國國家電網公司剛剛發布了他們的初步標準,這說明他們開始重視這方面的工作;美國長期以來對標準的制訂都很積極,也推動了其他國家的進步;歐洲也出臺了鼓勵政策,正在加速歐洲標準的制訂。現在大家都很積極,誰能第一個解決這個問題還很難說,彼此需要更廣泛的合作和交流。
我一直倡議,標準制訂需要在技術基礎上理性討論,IEC缺失的標準沒有必要從頭開始,可以借鑒其他組織的標準,以此為起點,加速制訂過程,盡快填補空白。
商業模式成短板
《科學時報》:建設智能電網需要投入大量經費,將來僅僅更換智能電表就代價不菲,這筆錢會由誰埋單?
Schomberg:這筆錢總得有人出,即使是政府埋單,那也是納稅人的錢。
以法國為例,更換3500萬個電表需要花費40億歐元。按照我們現在的市場規則,這筆費用將由配電網的運營商——法國電力配電公司(ERDF,輸、配電分離后從EDF分離出的子公司)投資。但是政府允許ERDF在電網上稍微多收一點錢,因此一段時間之后就能賺回去。也就是說,每個消費者都付了一點,不過是分期付款。
但同時,安裝智能電表能夠實現實時電價,這就允許不同提供商之間的價格競爭,最終受益的是消費者,因此消費者也不是白白付出。
《科學時報》:目前,世界各國的可再生能源發展很快,而智能電網還處于起步階段,和可再生能源的發展速度并不匹配。這個問題如何解決?
Schomberg:如果沒有智能電網,分布式的可再生能源就很難發展起來,因此這兩者的發展速度理應相匹配,問題在于誰來埋單。
要發展智能電網這個市場,必須有人投資,這和發展可再生能源可能是不同的投資人,因此獲益人也不同。建設風電場的人不僅僅要投入建設成本,如果想要掙錢,還必須并網,這就要求他們為升級以適應智能電網埋單。
這是一個需要開放討論的重要問題。智能電網和現在的電網體系是完全不同的“生態系統”,為了解決這個問題,必須平行地發展3個方面,那就是技術、標準和商業模式。前兩者的討論很多,但是誰付錢、誰受益的問題現在還沒有充分討論。如果看不到利益,怎么會有人投資呢?
可以發現,技術和標準對所有國家都是一樣的,只有商業模式是由各國政府自己制定的游戲規則。法國現在的商業模式就是成本分攤、利益分享。
這3條腿要同時走路,否則有了技術也不能推廣,有了標準也無法商用。這就像一張凳子,三條腳才能站穩,缺一條都難以支撐。
現在的尷尬是我們正處于一個鎖死的態勢,技術、標準和商業模式這三方面正相互對望著,但沒人主動往前邁步。這不是某一方的事,要發展智能電網最關鍵的核心是要讓這三者向一個方向努力。
《科學時報》:有說法稱智能電網會像互聯網一樣變革當代人的生活。你覺得會嗎?
Schomberg:從某種意義上是這樣。因為智能電網的普及必然會帶來相應的巨大產業鏈和市場,這不僅僅是少付電費、少用能源的問題。從這點上來說,和互聯網帶來的巨大產業鏈是類似的。
另外,互聯網將會輔助智能電網,讓我們生活得更舒適。比如手機可以遠程控制家用電器、汽車等等,在你到家前能提前打開空調、開始煮飯。這是對我們的生活的影響。
這不僅僅是智能電網的問題,更大范圍來說,我們也可以考慮電力基礎設施和其他基礎設施之間的互聯。如果和更多的基礎設施相連,就是所謂的“智能城市”。沒有理由認為這次智能革命只發生在電力系統,我相信各個領域都會發生變革。
責任編輯: 江曉蓓