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智能電網的“取勢、明道、優術”

2009-08-28 16:51:18 中國能源網   作者: 韓曉平  

奧巴馬能源新政引發了全世界對于智能電網的關注熱潮,各國都看到了它將改變人類文明進程的力量,相信它將是一次新的互聯網式的革命。中國對此也非常重視,國家電網公司提出建設“統一堅強智能電網”,電力系統關于發展智能電網的研究和討論越來越廣泛,越來越深入,中國的電力專家們不斷到世界各國與電網專家進行探討,研究智能電網的定義、形態、關鍵技術和建設規劃等等,似乎對于智能電網的概念正在形成共識,定義正在“水落石出”?但是,這種認識上的漸漸明晰,讓人隱隱感到我們理解的智能電網與世界的潮流似乎大相徑庭,認識的差距似乎南轅北轍。

“取勢、明道、優術”是長江商學院傳授每一個學員的基本理念,勢、道、術是不同層面的問題,勢不清,道何明?道不明,優何術?如果我們以自己的所精之術,反推來決定走什么道路,并將自己所走的道路定為“大勢所趨”,我們真的能夠與世界的潮流殊途同歸嗎?研究智能電網的大勢,要從信息革命的層面建立新視角,如果我們繼續沿用工業時代金字塔式的法則去審視它,或許會“差之分毫,謬之千里”。

上世紀八、九十年代,當互聯網全面進入人類生活的時候,就曾發生過一次類似的深刻爭論,互聯網究竟是工程師技術層面研發技術,還是全人類共同參與的創新?發展互聯網應該秉承一個什么樣的理念?一些專注工程技術的專家和官員,一直希望就互聯網給予他們一個明確的定義、清晰的分類、嚴謹的規范和準確的歸屬。向傳統的工業分類、行業分工一樣,鋼鐵就是鋼鐵、石油就是石油、電話線就是電話線、計算機就是計算機。這一問題在中國尤其嚴重,為互聯網究竟該歸郵電部、電子工業部、科技部、新聞出版署、國務院新聞辦公室,還是中宣部、公安部管理?發展互聯網究竟應該在電話線網絡上、有線電視網絡上、專線網絡上,還是在無線網絡上?用什么法律體系、政策體系、管理體系、技術體系和標準體系來規范、監管和控制它?

最后,不僅在中國,全世界通過爭論逐步形成了共識,互聯網要實現的目標是“人與人溝通的革命”,“全世界計算機連接起來,因特網就一定要實現”。發展互聯網首先是要有一個開放的理念,開放的心態和開放的胸襟,不能拘泥于傳統的我們對工業化的認識。因為人類正從工業文明的時代走向信息文明的新時代,這如同農耕時代的理念不能適用工業文明的原因同出一轍。

互聯網最基本的理念就是自由開放,最大限度地調動更多人的積極性、主動性和參與性?;ヂ摼W對與每一個人,既是使用者,也是信息的發布者,同時還可以是新技術的創造者。誰都可以使用,誰都可以創造,誰都能夠借助這個平臺進行創新。對所有人的平等,讓每個終端可以自由接入,讓每個人可以通過終端進行彼此間的溝通。盡管互聯網已經普及了十余年,我們能夠感受到它,卻至今很難給予一個清晰、準確和一致的定義。
麻省理工學院電腦科學實驗室的高級研究員戴維•克拉克(David Clark)曾表述:“把網絡看成是電腦之間的連接是不對的。相反,網絡把使用電腦的人連接起來了?;ヂ摼W的最大成功不在于技術層面,而在于對人的影響。電子郵件對于電腦科學而言也許不是什么重要的進展,然而對于人們的交流來說則是一種全新的方法?;ヂ摼W的持續發展對所有的人都是一個技術上的挑戰,可我們永遠不能忘記我們給更大的電腦群體帶來的巨大變化,也不能忘記我們為將來的變化所擁有的潛力。”他對于互聯網的描述,使我們對于智能電網有了更多的啟示,智能電網是我們從互聯網走向“物聯網”的平臺之一,信息革命在把電腦后面的人連接之后,它將通過各種信息和物理網絡將芯片后面的“物”進行連接,而智能電網將能夠把各種供電和用電設備連接一體。
在互聯網革命之前,人們追求的是工業化的法則,追求規模、追求大、追求系統的獨立完整性。工廠越造越大、機器越造越大、系統越造越大、企業也越來越大。以大為美,以大為優,以大為尊,大的就是好的。“規模效應”成為唯一的放之四海的真理和準則。IBM、王安電腦等曾經熱衷制造大型超級計算機,然后用專用電纜和終端將每一個用戶和中央計算機連接起來,建立一個工業時代的金字塔式的信息系統。但是這樣的系統一但出現故障就會中斷所有人的工作,損失所有的計算數據,計算機越大影響的范圍越大,造成的后果越嚴重。所有工業化的弊病集中暴露在這樣的系統上,工業時代規模效益的法則顯然失靈了。

后來,人們嘗試將一臺臺個人PC計算機連接成為一個個獨立的局域網,它的安全性和實用性得到了意想不到的改善,任何一臺PC損壞不會影響整個系統的運行和其他計算機上的數據安全,任何PC上的數據可以相互備份,任何一個網路癱瘓不會影響其他的網路的工作,這樣的系統更加簡單、方便、廉價和安全。此后,人們進一步將電話線網絡作為一個通訊平臺,利用已經建成的電話線路系統,靠數字包交換技術,將一臺臺PC,一個個局域網連接了起來,構筑成為今天的互聯網。這其中有技術路線問題,有產品研發問題,但更主要的是一種理念,是理念決定了技術路線,是共識的路線和開放的環境使各種產品被無數的企業和個人發明家創造、完善和優化,并以此形成了一個信息時代的大趨勢。把少數技術專家面臨的難題,變為無數人參與的解決方案。

信息時代與工業時代的一個根本轉變是從“規模效益”,轉向“效益規模”。在工業時代,由于信息技術的局限,當我們無法知道需求者是如何消費的,無法管理終端消費的方式時,我們唯一能選擇的就是不斷擴大產能規模和系統規模,靠更大的規模覆蓋來彌補每一個終端消費的差異性和不確定性。但是信息革命不僅使我們有可能知道終端是如何消費,而且有可能去影響、引導和控制這些消費,我們生產、配送、銷售和售后服務的盲目性被逐步改善。我們可以針對性的提供各種產品和服務,也可以調動消費者的積極性去創建某種自我服務的彌合機制,并根據需求、原料供應等諸多因素來優化配置資源,最終達到資源、能源、環境、資本、市場和經濟效益的不斷優化,實現全新的“效益規模”理念。

互聯網通訊技術≠互聯網,前者是精英工程師們解決的問題,后者是每一個人參與的平臺,它不僅能解決互聯網自身的技術相關問題,也能解決互聯網以外的各種問題。創造的不僅是技術和技術的延伸,還能創造各種新的商業模式、經營形態和社會組織結構等等。而互聯網通訊技術又是在互聯網理念之下,與互聯網相互促進,相互發展,相互進化。智能電網與互聯網是一個層面的問題,是將互聯網的理念應用于能源領域,應用在電力系統上,它的核心也是它的理念。在互聯網理念的影響下,人們認為在一個自由的鏈接在一起的網絡下地球是平的,無論在管理,還是組織體系或未來的各種工業系統上致力建立一個個 “扁平結構”,從而提高效率,尊重每一個人的意愿,充分發揮每一個人的創造性。強調用戶主權,強調每一個人有參與和解決問題的權利。

目前,電力系統的工程師們更多地討論的是電網的信息化、數字化、自動化、互動化,強調電網要靠智能化服務好“大火電基地、大水電基地、大核電基地、大可再生能源基地和特高壓電網”,這不是從互聯網的視角來探討審視問題,而是從傳統電力系統的視角來面對新時代的技術革命。正像電監會的一個同志所言,他們討論的似乎不是智能電網,而更像是電網自動化的升級改造。互聯網的理念是信息時代的精髓,而我們用工業時代的理念來詮釋一個信息時代的創新產物,似乎在不知不覺中背離了信息時代的所趨大勢。我們讓智能電網完成一個將工業化的超級金字塔結構的電力系統變的更加“堅強”和“一統”,在面對改革式更加強大和安全的任務。而不是建立一個多元化參與,調動各方積極因素,共同解決人類面臨的提高能效、減少排放、互保安全的扁平化的信息能源網絡系統。

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如果“取勢”不同,“明道”自然各異。我們要考慮的是若干“風電三峽”、若干“太陽能三峽”、若干“生物質三峽”的“安全接入”和“合理利用”的難題,建立智能化的特高壓電網主要為解決這些不確定、不穩定、不可靠的大型可再生能源能源基地的安全利用,而建立智能電網是要保障特高壓系統的安全運行。我們所說的“智能電網”的主要目標,是讓中國這個13億人口的全球最大電力市場如何與建設在西部地區數千里之外的超大型可再生能源基地遙相呼應,統一一致,協同優化和堅不可摧。

建設這一系統規模將極為浩大,建設的復雜性、涉及技術的尖端程度和投資規模將是一個極高的門檻,設置中國自身都難以解決,或不得不求助外國公司的技術解決方案。從安全意義上是不太可能采取一種對社會開放的技術研發模式,因為這不是一個局域網,不是一臺PC,一但出問題將會造成極其嚴重的后果和極為巨大的損失,最終也只能成為少數精英工程師和外國高技術公司技術攻克的難關。這與目前國際上要建設的智能電網存在本質上的差異,至多這也只能是中國特色的電網智能化,而不是一個可以將中國的技術優勢普及到全球的技術方向。

IBM公司在《智慧地球贏在中國》一書中認為,現在電網只能反映這個能源價格低廉的時代,人們漠視耗電力生產對自然環境的影響,對資源的消耗,消費者僅僅充當被動購買者的角色。舊的供電模式僅僅是為了單向傳輸電力,而不是管理一個動態的能源供求互動的網絡。

世界其他國家發展的智能電網關鍵是要為各種分布式能源提供自由接入的動態平臺、為節能和需求側管理提供智能化控制管理平臺、為蓄電汽車和各種新型電器提供創新的應用平臺,從而解決供電安全和可持續發展等問題提供共同參與的平臺。讓所有的機構、企業和家庭有機會參與增加清潔能源供應和減少溫室氣體排放,充分利用各種廢棄資源,不斷提高能源利用效率和通過信息技術節約能源、減少浪費、共同投入和優化配置,通過智能電網創造一個全新的、開放的、用戶自主的創新平臺和參與氛圍。

在美國、歐洲和日本,發展智能電網有一個堅實的基礎和實實在在的市場,這就是從上世紀七十年代“石油危機”以來逐步發展起來的分布式能源系統,在這些國家分布式能源已經極為普及,他們高效利用天然氣、沼氣、焦爐煤氣等清潔資源進行熱電冷聯供,因地制宜地利用小水電資源、生物質資源及可再生能源,利用各種廢棄的資源、能源來增加電力和其他能量供應。美國和西歐目前基本不再建設大型電源及大型能源設施,正是這些依附于用戶終端市場的能源梯級利用和資源綜合利用設施,將他們的能源利用效率不斷提高,排放不斷減少,能源結構不斷優化。這是星羅棋布在用戶圍墻內、地下室中、工業裝置側的能源綜合供應體系,向互聯網之前的PC一樣為互聯網的建立奠定了基礎,為下一步用戶普及分布式的可再生能源以及蓄電式電動汽車體系建立了依托的基礎,為智能電網“明道”,提出了要求,指出了方向。

但是,在中國由于行業壁壘和行業壟斷,分布式能源發展面臨了世界各國絕無僅有的艱難,即便在北京,即便是國家發改委批準的項目,即便是奧運會承諾的工程,即便國務院總理、副總理的關心和支持,依然被無法接入電網運行。沒有PC,何以談互聯網?沒有分布式能源,何以談智能電網?

西北地區確實陽光條件更好,但是如果考慮將這些資源轉換之后遠距離輸送到東部沿海地區,經濟性一定會比在東部用戶的屋頂上建設光電系統更好,更經濟?我們不反對大規模利用這些資源,并輸送這些清潔能源到內地市場,但是應該清楚這是一個長期復雜的任務,是一個投資巨大的工程,日益加劇的全球氣候變化和國際社會咄咄逼人的態勢無法等待到我們有能力解決這些問題時再采取行動。

目前,清華大學的教授們已經研究出利用太陽能煉硅的技術,太陽能的利用可以實現就地化;利用不穩定太陽能、風能進行技術冶煉的技術也在研究實驗之中,很多專家都認為,在西部陽光明媚的地區直接利用太陽能應該作為一種趨勢,而且技術上的制約更少,在安全上的風險更少,應該優先啟動。

大地陽光普照,清華大學倪維斗院士一直認為,應該尊重自然規律,在人口集中的東中部地區,還是應更多地鼓勵發展靠近需求和與建筑融合的分布式可再生能源利用,通過現有的能源系統提供一些調節和保障,將會更有利于推廣和普及更多的新能源技術,鼓勵更多的企業進行新能源行業和應用的投資。現在廉價的薄膜太陽能電池陰天薄霧下也能發電,可以象玻璃作為建筑一體化的材料,發電成本可以不斷降低與燃煤火電競爭。既不需要建設千里迢迢的特高壓輸電系統,投資也可以有用戶自己承擔。未來的能源用戶可以向我們今天購置PC機、掃描儀一樣未來自我裝備各種可再生能源供能體系、智能化節能系統和蓄能削峰平谷裝置。

解決能源效率和環境資源問題,與實現信息革命是同樣的問題,要盡可能調動各種積極性,發動大家的共同創造力,讓所有的人、企業、各級政府都有機會以各種方式參與、投資和分享成果,智能電網就是要完成這樣一個任務。“優術”要靠“道明”之后眾人拾柴火焰高,要靠市場來優勝劣汰。我們建立的智能電網就是優先提供一個這樣的共同解決問題的平臺,而不是依靠我們少數幾個企業,少數的一些精英工程師和少數的政府投資資金來源解決問題。

“統一堅強智能電網”要依靠眾人的參與、支持、投入和創新,不是電網公司一家來統一大家,而是共同的參與來建立一個統一的理念。毛主席1934年曾經說過:“革命戰爭是群眾的戰爭,只有動員群眾才能進行戰爭,只有依靠群眾才能進行戰爭。”他1955年撰文指出:“人民群眾有無限的創造力。他們可以組織起來,向一切可以發揮自己力量的地方和部門進軍,向生產的深度和廣度進軍,替自己創造日益增多的福利事業。”這不僅是互聯網的理念,也是智能電網應該遵循的基本法則。 




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責任編輯: 中國能源網

標簽:明道 電網 智能