呂偉業，曾任電力規劃設計總院院長，現任香港中華電力(中國)公司高級顧問。退休后的他依然關心著電力行業的發展，對于“智能電網”，呂院長有著自己獨到的見解。近期，中國能源網就“智能電網”的產生背景，重要性以及中國發展智能電網的路徑方向采訪了呂 院長。
發展“智能電網”是世界能源、氣候變化的必然性
中國能源網：呂院長，您好，近期，“智能電網”這個詞匯頻繁的出現在各大媒體上，甚至在股市“智能電網”也作為一個題材頻頻的被炒作，凡是跟“智能電網”沾邊的股票價格都紛紛上漲，但是很多人對“智能電網”還不是很了解，請您談談“智能電網”的發展有著怎樣的背景？
呂偉業：世界發展“智能電網”，我個人認為主要是氣候和能源兩方面的原因。
人們認識到地球氣候變暖對人類生存的嚴重威脅，2007年國際氣候變化政府間組織（IPCC）的報告是科學家在這個問題上做出了嚴謹的科學結論：氣候變暖的現象確實在發生，與以CO2為主的溫室氣體持續排放有關，溫室氣體持續排放來源于過去100多年來工業革命的化石能源的消耗。2008年地球大氣CO2含量己達386ppm，離科學家認為地球將發生不可逆轉災難性后果的CO2含量450ppm已不遠了，世界工業革命前只有280ppm。全球近百年來平均溫升0.74攝氏度，特別近三十年耒全球氣溫急速上升，二十世紀后五十年北半球平均溫度是近1300年中最高，中國近五十年平均溫升己達1.1攝氏度，全球近十年是自有記錄以來最熱十年，地球己處于毀滅性氣候混亂狀態的邊緣。2007年全球CO2排放276億噸，而90%的CO2排放來自能源生產和消耗。地球氣候變暖的嚴重性深刻指出了能源變革的必然性和緊迫性。
中國2008年GDP占世界6%，一次能源消耗占世界18%，CO2排放占世界20%，中國電力CO2排放占全國排放總量40%，中國現今己成為世界第一大能源生產國。2020年中國人均GDP預計可達5000美元，一次能源需求45億噸標煤，煤炭占總能源需求60%左右的格局不可能轉變，中國石油對外依存度將可能超過60%，雖2020年中國單位GDP的CO2排放比2005年可能下降50%，但排放總量還要增加約60%。中國未來的經濟總量、一次能源需求和溫室氣體排放量決定了地球只能承載一個正確能源戰略的中國。
世界能源變革的最終目標是無碳低碳能源，沒有無碳低碳能源就沒有低碳經濟，能源科技創新是實現低碳經濟的核心。 能源變革涉及方方面面，主要圍繞節約化石能源和使用可再生能源二大方面，涉及到工業、建筑、交通三大領域。世界電力耗用一次能源占世界消費總量40%以上，其中化石能源近90%，但電力化石一次能源轉換的終端效率僅30%水平，電力排放的溫室氣體占世界排放總量的 40%以上，世界能源變革中最應該變革、最有潛力的是電力，中國同樣如此。
中國的“智能電網”一定要上升為國家戰略、國家行為
中國能源網：呂院長您認為中國發展“智能電網”，應該如何制定戰略？
呂偉業：我要強調一下。中國發展“智能電網”，政府一定不能缺位，這不是電網公司，規劃部門，科研單位可以制定的。
美、歐發達國家的“智能電網”戰略己成為國家重要戰略，是在政府統一主導和支持下，集國家與之相關力量來制定和推動的，發達國家“智能電網”也是為搶占未來低碳經濟制高點的重要戰略措施之一。中國“智能電網”也必須是國家戰略、國家行為，從國家角度審視電力變革包括電網的未來，要符合國家利益、全民利益的最大化，在政府主導下集國家相關之力量來制定和推動。實際上，這是一次國與國戰略、策略制定，綜合實力和搶占未來低碳經濟制高點的較量，也是推動中國經濟可持續發展，確保未來能源安全的重大措施。
中國能源網：但是中國和發達國家在發展“智能電網”的側重點還是應該不一樣吧？
呂偉業：對，中國“智能電網”戰略研究表面看似乎是與美國等發達國家同步，實質不然，以往中國電力戰略研究重點除保證電力系統安全穩定外，主要還是解決供需矛盾，中國在一次能源結構優化調整、電源結構優化調整、分布式能源系統、傳統能源可持續發展以及可再生能源應用等方面研究的基礎水平與發達國家還有相當差距，還有中國煤電為主的電力結構長期存在、能源資源與電力需求地域分布的不均衡、未來二、三十年仍要以較快電力發展滿足需求增長等具體國情，中國“智能電網”戰略研究要比發達國家考慮的問題更多、更復雜。中國當前對其宗旨、核心和基本原則、框架還存在不少爭議，要承認這種滯后狀況，提高認識、實事求是、積極慎重、科學論證是必要原則。
中國電力已有良好基礎，只要能從實際國情出發，堅持科學發展觀，制定正確電力變革方向、目標的《智能電網》戰略，在政府良好的政策環境和有效組織下，集國家 之力量，在實施中能將有限資源包括資金、人力、技術發揮最大的社會效益，在市場化電力管理體制建立條件下，中國電力變革實效在未來二、三十年中達到甚至超越發達國家是完全可能的。
中國能源網：呂院長，您能具體的說一下中國發展“智能電網”的核心和重點環節嗎？
呂偉業：我認為中國“智能電網”應該以“安全、經濟、高效、清潔、低碳”為核心。其基本形態是：發送供用儲、信息和電力流雙向互動系統，集中統一與分散分布相結合的電源結構，統一協調調度。“智能電網”的核心和基本形態是在傳統電網基礎上的擴展和變革，但不論如何變革，統一協調調度是不變的，只是“智能電網”的調度更重要，難度更大，技術支撐要更完善，理念、體制、管理更新更迫切。
請注意我上面的用詞，以往我們談電網都是“發送供用”，“智能電網”還需要“儲”，就是儲能。同時信息和電力流是雙向互動系統。這里有四個重點環節需要詳細說明一下。
第一要強調的是：無論傳統電網還是“智能電網”，保證安全穩定是第一位的。交流同步電網有其電壓和功角安全穩定的特殊規律，世界上由于電網失穩而造成巨大社會、經濟損失的惡性事故並不少見。交流同步電網中任何擾動都會引起全系統的響應，甚至造成不穩定，並通過鏈鎖效應擴展到全系統，保證電網安全穩定是一個系統工程，取決于諸多因素而非一、二個因素。
中國要保證電力系統安全穩定需認真研究論證幾個問題：首先是中國交流同步電網合理分區論證。此論證涉及全國聯網、區域主干網架、遠距離輸電與特高壓、超高壓和交直流等一系列技術應用。其次是可再生能源電力遠距離輸送安全穩定論證。第三是超導限流、儲能技術應用論證。第四是提高電網安全穩定性多方案的技術經濟優選論證。以達到同樣安全穩定水平而投入資金最少的系統一、二次合理配置。
第二個要強調的是：中國“智能電網”建立，供用電系統變革是重點。供用電系統變革的目的是要達到降低供電網線損，提高供電網自愈能力，提高供電可靠性，減小城市輸電走廊困難，減小峰谷差，減少系統裝機，接納可再生能源包括用戶綠色電力，減少能源不必要轉換以提高一次能源利用率，降低用戶實際消費電價，適應新型交通工具等等目的。
供用電系統變革是一項全社會的系統工程。中國曾經歷過較長的“重發、輕供、不管用”時期，中國供用電環節各方面基礎較差，信息化水平低，總體自動化控制水平不高，供配電網架結構薄弱，各地區基礎現狀很不均衡等。中國推行“配電自動化系統”工作為今后供用電系統變革提供了一定基礎，但“智能電網”供用電系統的技術和管理變革要求高，要求在全面數字信息化集成的基礎上實現智能化控制，要求建立分布式能源系統，接納可再生能源，要求優化供配電電壓等級、建立合理的供配電網和微網結構，要求商業服務模式創新即原單一電力供應商轉變為綜合能源供應服務商，電源商、用戶也要參與能源管理等。因此，供用電系統變革涉及觀念、政策、體制、管理、規劃、導則規范、人員、技術、設備、網架和信息化水平等方方面面，工作量很大，是一項全社會的系統工程。各地區基礎水平又很不一致，不可一刀切，還要量力而行。總之，供用電系統變革要在規劃、規范、試點、總結、完善基礎上逐步推行，才能提高投資效益，避免低水平重復建設。
第三個要強調的是：中國《智能電網》建立，可再生能源應用與分布式能源系統是難點。
建立分布式能源系統是大勢所趨。大量實踐已證明分布式能源系統的一次能源利用率比傳統電網模式提高一倍多，也是改善能源結構，接納可再生能源，提高電力供應安全保障有效途徑，在這方面中國與世界發達國家相比有很大差距，首先是觀念、體制上的差距。要對中國原電源結構和分布調整做好相應規劃，逐步加大分布式電源比例，互補改善接入可再生能源電力的質量，以達到更多應用可再生能源目的。
可再生能源是低碳、清潔、可持續的最有效能源，特別是太陽能、風能新可再生能源利用，是人類未來生存的希望。但是，太陽能、風能除因為當前造價偏高和利用小時低而缺乏競爭力需政策支持外，其不確定性即隨機性、間隙性以及反調峰特性對電網影響很大，電能質量下降包括頻率、電壓不穩，諧波污染，還有風電對電網故障和擾動的過渡能力低如低電壓穿越能力低等問題，直至威脅到電網安全穩定。
發展可再生能源是人類未來生存的希望，當前存在“車多路少”問題，但電力大規模應用新可再生能源難點並不在于此，不是僅僅增加一些輸電能力就可以，主要難點在新可再生能源的不確定性，這不僅是中國大規模應用新可再生能源的難點，也是世界各國面對的難點，只是要解決問題的側重面不同。中國電力大規模應用新可再生能源需要滿足四個條件和經濟的可行性，這是需要在科學規劃指導下逐步解決。這四個條件是：電網實現供需實時能量平衡是接納新可再生能源的基本條件。不確定性的新可再生能源電力遠距離、大規模安全穩定輸送是中國大規模應用新可再生能源的重要條件。解決中國風電、太陽能電設備制造核心技術空心化問題是中國大規模應用新可再生能源的重要條件。電網快速實時調頻能力是接納大規模新可再生能源必要條件。新可再生能源能否大規模應用最終取決于經濟的可行性。
新可再生能源發電自身造價高，利用小時數低，單一可再生能源電力輸電成本電價又要高于當前水火電力輸送的2－3倍，還有電網增加儲能裝置、系統熱備用以及電網數據采集處理控制系統改造等巨額資金，這些最終都是要通過用戶電價來承擔的。除國家財政補貼，新可再生能源電價水平、電價機制和用戶承受能力是決定因素。因此，新可再生能源能否大規模應用最終取決于經濟的可行性。
第四個要強調的是：中國“智能電網”建立，傳統能源可持續發展研究特別是高效、 清潔、低碳煤燃燒技術是不可或缺的。必須清醒地看到，未來二、三十年中或更長時期，中國始終是世界煤炭消費最大國，世界最大溫室氣體排放國，中國一次能源以煤為主，電力以煤電為主的格局是無法改變的，這就是中國能源的基本國情。中國必須要認真研究解決傳統能源可持續發展，除大力發展水電、核電、超超臨界火電、燃氣聯合循環等外，煤氣化聯合循環IGCC特別是多聯產IGCC、CO2 捕捉和儲存CCS問題必須要下大力氣有所突破，既是中國自身需要也是中國應盡責任。美國在先進核能、燃氣聯合循環、煤氣化聯合循環等技木創新上，過去和現在都投入了大量資源，其中IGCC和CCS先后已進行了三、四十年的研究，現規劃在8－10年后達到商業化運營水平。中國新能源，包括核電、可再生能源以及高效、潔凈、低碳煤電，應成為中國能源可持續發展體系中重要組成部分。
最后我要說的是中國“智能電網”的建立，政府決策科學化、全面主導、有效組織、政策支持是關鍵。
中國“智能電網”建立是一項全社會系統工程，需要集國家之相關力量。涉及電網、發電、科研院所、高等院校、規劃設計、制造、金融及中央、地方政府等方方面面，涉及國家有限資源優化配置，法規標準制定、自上而下的管理體制改革、合理競爭市場環境和定價機制建立，宣傳教育等等。
中國“智能電網”戰略要在政府主導組積下制定、執行。首先要明確宗旨、核心、基本形態以及關鍵技術等基本概念；其次在基本概念清晰基礎上，經系統論證，再確定階段目標、重點；然后是局部試點、全面推進。
中國“智能電網”標準規范先行問題。必須在戰略已明確前題下才能堅持標準規范先行，而且標準規范和試點是相輔相成的，沒有標準規范無從實施，沒有試點實踐，標準規范不可能完善，更不可以成為全面推行的標準規范。另外，還有統一國際標準問題，特別是電網與電源、用戶等外部接口界面上的標準。
中國“智能電網”戰略研究和基礎現狀落后于發達國家，建立更要經歷二、三十年一個較長時期和數萬億元的巨大資金支持，欲速之則不達。在提高認識、實事求是、積極慎重、科學論證基礎上，提出中國“智能電網”戰略架構是當務之急。
【中國能源網獨家稿件聲明】 凡注明 “中國能源網”來源之作品（文字、圖片、圖表）， 未經中國能源網授權，任何媒體和個人不得全部或者部分轉載。如需轉載，請與 010-51915030 聯系；經授權后可轉載，轉載務必注明出處，并添加源鏈接，違者本網將依法追究責任。
分布式能源
京公網安備 11010802020613號
