2009年2月4日星期三

武建東:全面推互動電網革命 拉動經濟創新轉型

  核心提示:根據中國電力企業聯合會的統計:截至2008年年底,全國電網220千伏及以上輸電線路回路長度已達36.48萬千米, 220千伏及以上變電設備容量達到138714萬千伏安。

  武建東先生有關解讀美國新總統奧巴馬能源新戰略,及提出「應大力推進以智能超導電網取代國家特 高壓輸電網工程」觀點的兩篇文章,分別於1月19日和21日在早報發表。武文準確預測了奧巴馬政府將啟動智能電網大規模改造,備受業界關注。春節期間,武 建東再次撰文,明確提出中國電網亟須實施「互動電網」革命性改造。

  武建東先生曾在東方早報前瞻性發表過「統一地權」、「以人民幣為國際本位幣」、「以氣化能源為國家第一能源」等多個戰略性觀點。我們相信,有關「互動電網」的闡述,也將帶給我們嶄新的思路和局面。

  全面實現中國互動電網革命,初期投資需要3000億至5000億元。

  互動電網是人類又一次技術大革命

  根據中國電力企業聯合會的統計:截至2008年年底,全國電網220千伏及以上輸電線路回路長度已達36.48萬千米, 220千伏及以上變電設備容量達到138714萬千伏安。這個龐大的輸電系統也是世界上最沉睡的財富、最浪費的網絡資源,其已利用的輸電、變電和供電的功 能僅相當於開發了這個網絡功能的三分之一不足——如同人高五尺,衣長二十尺;如同八車道,只准單車道行駛,不但行動不便,而且浪費。互動電網也就是以智能 電網為主新的電網運轉形式,它的任務就是將這個單車道變為雙向雙車道、雙向四車道,這就需要對中國電網進行信息化升級,使我們的電網進入計算機和即時通訊 系統時代,同時也使人類發現網絡新大陸,這將是自蒸汽機使用以來最偉大的工業革命成就之一,現在這個革命已經在歐美展開,中國迫切需要調整國家能源戰略,成為互動電網革命的主力國家。

  互動電網(Intelligent Utility Network)就是在創建開放的系統和建立共享的信息模式的基礎上,通過電子終端將用戶之間、用戶和電網公司之間形成網絡互動和即時連接,實現數據讀取 的實時、高速、雙向的總體效果,它可以整合系統中的數據,優化電網的管理,將電網提升為互動運轉的全新模式,形成電網的全新的服務功能,提高整個電網的可 靠性、可用性和綜合效率。它能夠利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控和數據整合,遇到電力供應的高峰期之時,能夠在不同 區域間進行及時調度,平衡電力供應缺口。同時智能電表也可以作為互聯網路由器,能夠讓電力部門以及終端用戶進行通信、運行寬帶業務或傳播電視信號。

  為此,21世紀的互動電網應是最先進的通訊、IT、能源、新材料、傳感器等產業的集成,它將濃縮世界技術革命最精華於一身而直接為人類服務,開 闢互動電網的新管理時代,這個互動性將改變傳統電網的性質,推動電網基礎設施的革命性大升級。這個升級包括如下:建立新的實時、高速、雙向的信息互聯系 統;建立具有遠程監控和自動化操作新型變電站的升級系統;電網接入系統的全面完善。

  互動電網的本質和功效

  互動電網的本質就是能源替代和兼容利用,它應該具備柔性、可靠、高效和通暢等特點。互動電網也是配電網技術、網絡技術、通信技術、傳感器技術、 電力電子技術、儲能技術的合成,對於推動新技術革命具有直接的綜合效果。正是由於缺乏互動電網系統,導致中國區域性、季節性電力的短缺及局部地區電力過剩 與局部地區電力短缺的情況的出現。

  它至少有如下功效:

  其一,互動電網能夠實現雙向互動的智能傳輸數據,實行動態的浮動電價制度。

  其二,它可以利用傳感器對發電、輸電、配電、供電等關鍵設備的運行狀況進行實時監控和數據整合,遇到電力供應的高峰期之時,能夠在不同區域間進行及時調度,平衡電力供應缺口,從而達到對整個電力系統運行的優化管理。

  其三,互動電網能夠將新型可替代能源接入電網,比如太陽能、風能、地熱能等,實現分佈式能源管理。

  其四,智能電表也可以作為互聯網路由器,推動電力部門以其終端用戶為基礎,進行通信、運行寬帶業務或傳播電視信號,也可以互動電網的終端用戶為 基礎提供無線即時寬帶和視訊服務的計劃和實驗。為此,IT產業的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟,互動電網改革將推動全球能源革命的深度擴散。而且它可 以實現提高供電效率,減少能量損耗,改善供電質量,加強流量平衡控制,解決電網商業化運轉等目的。

  歐美智能電網發展的簡況

  2008年美國科羅拉多州的波爾得(Boulder)已經成為了全美第一個智能電網城市,其他多個州已經開始設計智能電網系統,推廣互動電網技術的近兩年可能將超過10個州。

  GE、IBM、西門子、Google、Intel等信息產業龍頭都已經投入智能電網業務,其中 Google已宣佈了一個與太平洋煤氣和電力公司(Pacific Gas & Electric (PG&E)) 的測試合作。2008年9月 Google與通用電氣聯合發表聲明對外宣佈,他們正在共同開發清潔能源業務,核心是為美國打造國家智能電網。同時強調,21世紀的電力系統必須結合先進 的能源和信息技術,而這正是通用電氣和谷歌的優勢領域。 目前美國大約有1.3億塊電表,倘若包括計算機、傳感器和網絡系統的投資在內,實現市場轉型,這項改革將拉動超過萬億美元以上的投資,對美國的信息產業也 是一個巨大的機會。

  值得一提的是,2009年1月25日美國白宮最新發佈的《復甦計劃尺度報告》宣佈:將鋪設或更新3000英里輸電線路,並為4000萬美國家庭安裝智能電表——美國行將推動互動電網的整體革命。

  2006年歐盟理事會的能源綠皮書《歐洲可持續的、競爭的和安全的電能策略》(A European Strategy for Sustainable,Competitive and Secure Energy)明確強調歐洲已經進入一個新能源時代,智能電網技術是保證歐盟電網電能質量的一個關鍵技術和發展方向。實際上歐洲電網屬於分佈發電與交互式 供電的發展模式,更適宜建立智能電網,因此,智能電網在英國、法國、德國等都有潮流性發展趨勢。2001年意大利的電力公司就安裝和改造了3000萬台智 能電表,建立起了智能化計量網絡,歐洲其他國家也正在將智能網絡作為一項革命進行推廣。

  「有插座的地方就有互聯網」

  發展互動電網技術,將為我們打開電信、電網、電視網等整合的通道,為中國電力、電信產業,通信產業,電視媒體等整合提供了獨特機遇。

  從體制上而論,我們比美國擁有更具備大規模變革電網的管理優勢;

  從設備上分析,中國電力行業的變電器等基礎建設和裝備製造能力要比美國先進得多或實力相當,具有實現智能化的物質基礎;

  從技術而言,集成互動電網技術,我們可以國產為主,兼收歐美技術而並蓄;當然,這個改革最大的難度就是必須開放電網的通訊、寬帶、電視等綜合業 務經營,以實現從一般的智能電網過渡到高端互動電網的有效轉型,當此正值危機重建與全球新技術革命時代,我們必須跨越這個國內產業保護主義的羈絆。

  2007年10月中國的華東電網等也正式啟動了互動電網可行性研究項目,2009年1月20日華東電網公司在傳達國家電網的年度安排的會議上, 又進一步強調:「聚焦高級調度中心項目群建設,開展『互動電網』前瞻性研究,開展企業一體化信息平台建設,全面推進創新型企業建設,提升公司引領發展的能 力。」

  十一五期間,中國電力信息化每年約有超過100億元的投資,如果從現在開始就著眼於互動電網的建設,其效益也是非常巨大的,如果擴大這個投資規模,中國將可能成為主導全球互動電網變革的領先國家。

  為此,這個計劃應優先改造學校、醫院、其他公共機構等的互動電網系統並使之成為具有國際水平的寬帶速度,其中尤應以60多萬學校、3億多學生和 1600萬教職工充分享有互動電網的創新機遇為重點。由此將把我國的電力行業優先拉升到新技術革命的前沿,自2009年的五年內,倘若我們實施國家互動電 網計劃,將我國電網徹底改造升級為互動網絡是可行的;開闢世界上最大的互動網絡綜合市場是必然的;我國中小學校直接借助電網實現寬帶教學,發展為21世紀 學校是可以預期的。

  互動電網將使「有插座的地方就有互聯網」,有插座的地方就可以安裝電話,它將使互聯網極大地普及,實現公共服務的遠程網絡化。與此同時,它也將 推動電網收入多元化、收費多元化,電網的組合式收費將變為現實,而且用戶通過互動電網節省的電費,也許就可以支付通訊費、寬帶費了。

  中國發展互動電網的戰略保證和直接效益

  根據中國電力企業聯合會統計數據顯示:2008年,我國電力基本建設投資總額達5763.29億元,同比增長1.52%。其中電源投資額 2878.73億元,同比下降10.78%,電網投資額度達到2884.56億元,同比增長17.69%。電網基本建設投資在電力投資中所佔比重首度達到 50%。與此同時,2009年借助4萬億投資計劃,電網投資將成為未來建設重點,預計2009年我國電源、電網的投資比例將大致為4:6,電網投資所佔比 重有望再增加10個百分點。但是這個投資佈局的戰略缺陷是,雖然實現了以電源投資為主到電網投資為主的轉型,可是投入電網的資金已計劃將主要用於全國特高 壓、超高壓電網以及跨區送電工程建設,互動電網的投資基本可以忽略不計,這種投資安排就與全球能源革命的趨勢相違背,它不但不能保證中國這個受危機衝擊比 較低的國家 享有危機重建的巨大的市場利益,而且可能將落後歐美正在穩步推進的能源革命,由此這個投資安排就可能起到反作用。解決之道有兩個,其一是將這個資金向互動 電網傾斜,其二是重組電力基本建設投資,加大互動電網的投入。

  2009年1月12日,中國南方電網公司宣佈,初步計劃每年新增投資約300億元用於城網改造和農網完善,全網建設投資規模在900億元左右。 南方電網計劃用五年時間實現以下目標:解決配網與用戶產權關係;提高電網保障能力和供電可靠性;提高電網運行的經濟性;繼續完成農村電網改造項目,完善農 村電網結構,基本解決電網覆蓋範圍內無電戶供電問題;依靠科技進步,充分利用信息化手段,提高配電網裝備的科技含量和城市電網自動化水平。這個電網改革目 標設計比較周全了,但是就是沒有確定以智能互動電網為革新目標,將我們目前的傳統電網跨越式提升到互動電網的水平,這是令人遺憾的,也說明4萬億經濟刺激 計劃是需要反思的。

  我們初步估算,2009年可更新500萬個以上的變電站,將3000塊至5000萬塊電表更改為智能電表,整個電網可分期實現互動電網技術升級。根據政策開放程度,電網還可以開放寬帶、電視和通訊等業務。

  全面實現中國互動電網革命,初期投資需要3000億至5000億元,但是其對變壓器、智能終端、網絡管理技術等行業拉動巨大,效益明顯,由此互動電網改造技術每年至少可拉升國民經濟一到兩個百分點。互動電網改造應該成為拉動中國內需的先頭部隊。

  筆者認為,目前沒有其他更理想的產業能夠為中國帶來如此偉大、如此適應世界潮流的歷史突破了。因此,我們可以將「互動電網」定義為危機時代轉型的新技術革命。在這個改革中,中國一定可以成功,而且必定創造新的歷史。

  作者係《中國改革》雜誌社學術顧問、《科學時報》首席經濟學家。

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