陳向力

電是全世界最通用的能源形式。根據(jù)國(guó)際能源署的預(yù)測(cè)，到2030年，全球電力需求的增速是一次能源需求增速的兩倍，亞洲的增速最高。另外，不容忽視的事實(shí)是，世界上超過(guò)40% 的電力供應(yīng)以煤炭作為燃料，使發(fā)電成為二氧化碳排放最大和上升最快的來(lái)源。這兩方面的雙重挑戰(zhàn)使得我們必須重新審視整個(gè)電力價(jià)值鏈的解決方案：發(fā)電量增加的同時(shí)，必須減少二氧化碳體排放，而且輸電、配電和用電必須更加高效。

智能電網(wǎng)正是在這樣的大背景下提出來(lái)的。智能電網(wǎng)涉及的面非常廣，我將從以下三個(gè)方面進(jìn)行初步的探討。

可再生能源并網(wǎng)

對(duì)于智能電網(wǎng)而言，最明顯的一個(gè)特征就是可再生能源并網(wǎng)。目前，世界各國(guó)都在大力發(fā)展可再生能源。中國(guó)政府也表示，到2020年，可再生能源消費(fèi)比重將達(dá)到15%。

可再生能源主要是太陽(yáng)能和風(fēng)能，大規(guī)模的太陽(yáng)能以及風(fēng)能逐漸接入電網(wǎng)，可以解決清潔能源需求問(wèn)題。但是如何解決可再生能源的間歇性問(wèn)題則至關(guān)重要，否則將對(duì)電網(wǎng)造成巨大沖擊。

GE開(kāi)發(fā)的低壓穿越和電壓控制技術(shù)率先解決了全球范圍內(nèi)存在的風(fēng)能大規(guī)模接入電網(wǎng)的技術(shù)障礙，使風(fēng)能的廣泛應(yīng)用成為可能。目前，隨著風(fēng)機(jī)容量不斷提高，GE全球研發(fā)中心應(yīng)用其超導(dǎo)磁體30多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，正致力于開(kāi)發(fā)新一代10到15兆瓦級(jí)大容量風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以最大化利用全球的清潔風(fēng)能。

權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，截至2010年底，中國(guó)全年風(fēng)力發(fā)電新增裝機(jī)達(dá)1600萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到4182.7萬(wàn)千瓦，首次超過(guò)美國(guó)，躍居世界第一。GE的技術(shù)將有助于中國(guó)更好地利用風(fēng)能。

另外，為了讓更多的家庭和商業(yè)用戶(hù)能負(fù)擔(dān)得起屋頂太陽(yáng)能系統(tǒng)，GE科學(xué)家和工程師們正在努力研究，降低太陽(yáng)能安裝成本?？梢韵胂螅诓贿h(yuǎn)的將來(lái)，無(wú)論在多么復(fù)雜的情況下，風(fēng)能和太陽(yáng)能等可再生能源都可以可靠的運(yùn)行，造福于人類(lèi)。

電網(wǎng)信息化

打造智能電網(wǎng)，就必須要電網(wǎng)信息化，我們傳統(tǒng)的電網(wǎng)，從發(fā)電到配電到用電都是單向的，而且也是一個(gè)信息化程度不高的基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)然現(xiàn)在發(fā)電、傳輸電的信息化程度比較高，但是在整個(gè)配電和用電系統(tǒng)幾乎沒(méi)有什么智能?，F(xiàn)在如果電力負(fù)載不夠，電力說(shuō)切就被切掉了，不存在智能。未來(lái)我們要把傳統(tǒng)的電網(wǎng)和信息技術(shù)要進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。

電網(wǎng)信息化之后，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，小到開(kāi)關(guān)和變壓器，大到每一個(gè)家庭，都有大量的能耗信息要傳到電力控制中心。這個(gè)數(shù)據(jù)將是海量的，也就是說(shuō)在目前的情況下，還沒(méi)有辦法解決這個(gè)問(wèn)題。所以云計(jì)算是所有智能電網(wǎng)的人都在探討的話(huà)題，如何利用云計(jì)算來(lái)把智能電網(wǎng)收集的大量數(shù)據(jù)可以有效組織起來(lái)，然后進(jìn)行大規(guī)模的處理。智能系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)在的處理一般是通過(guò)巨型計(jì)算機(jī)，但是資源共享很難實(shí)現(xiàn)。智能電網(wǎng)如果能夠利用云計(jì)算，我們把大量的信息推到云端，就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。當(dāng)然這個(gè)處理是有相對(duì)概念的，有毫秒級(jí)，也有分鐘級(jí)的，一般來(lái)說(shuō)能源的調(diào)動(dòng)是分鐘級(jí)的，對(duì)某一個(gè)閥門(mén)或者是發(fā)電機(jī)就可能是毫秒級(jí)考慮問(wèn)題?，F(xiàn)在云計(jì)算主要是應(yīng)用在分鐘級(jí)和小時(shí)級(jí)的數(shù)據(jù)大量處理。

不過(guò)，信息化后，大家最關(guān)心的問(wèn)題就是安全問(wèn)題，如果說(shuō)大量的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳到的云端之后，進(jìn)行運(yùn)算，如何保證數(shù)據(jù)的保密將成為巨大的挑戰(zhàn)。

電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展

電動(dòng)汽車(chē)已被納入到智能電網(wǎng)的框架，這里面有很多的問(wèn)題要解決，也有很大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。

電動(dòng)汽車(chē)將來(lái)面臨接入電網(wǎng)的大量挑戰(zhàn)。電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入家庭之后，對(duì)電網(wǎng)的沖擊也是非常大的。如果說(shuō)上海有幾千輛汽車(chē)同時(shí)充電的話(huà)，可以把整個(gè)華東電網(wǎng)拉垮。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)入家庭之后，如何不對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊，這也是大家面臨需要解決的問(wèn)題。

去年9月，GE推出全新WattStationTM，電動(dòng)汽車(chē)充電樁。GE WattStationTM能夠大幅縮短汽車(chē)充電時(shí)間，從而有利于市場(chǎng)進(jìn)一步接受電力汽車(chē)。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用確保了相關(guān)企業(yè)可以有效管理本地及相關(guān)區(qū)域內(nèi)的電力汽車(chē)。

此外，GE和日產(chǎn)正共同加快開(kāi)發(fā)可靠而強(qiáng)勁的智能充電基礎(chǔ)設(shè)施，為電動(dòng)汽車(chē)在大眾市場(chǎng)的廣泛運(yùn)用提供強(qiáng)勁動(dòng)力。雙方已經(jīng)確定兩大重要研究領(lǐng)域：一是涉及如何將電動(dòng)車(chē)融入家庭和建筑；二是研究電動(dòng)車(chē)充電原理，以及將來(lái)成百萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)使用的時(shí)候，對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的影響。

由于世界上25%的發(fā)電或配電基于GE設(shè)備，GE將其電力基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)幫助解決成百萬(wàn)輛電動(dòng)車(chē)接入電網(wǎng)的全球挑戰(zhàn)。

當(dāng)然，對(duì)于研發(fā)人員而言，他們還需要尋求很多答案。這包括：家庭和建筑的智能管理系統(tǒng)如何能夠支持電動(dòng)汽車(chē)的充電管理？我們?nèi)绾卫媚茉磧?chǔ)存和可再生能源（如家庭太陽(yáng)能面板）來(lái)可靠的管理和滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)的電力需求？ 比如，是否有創(chuàng)新模式直接將充電站接入可再生能源？

想象一下，可再生能源產(chǎn)生的電能供電動(dòng)汽車(chē)使用，這樣美好的前景正好解決了本文一開(kāi)始提出的雙重挑戰(zhàn)——電力需求增長(zhǎng)，同時(shí)減少二氧化碳排放。

最后，我還想說(shuō)明一點(diǎn)。目前，國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)依然不明朗。由于智能電網(wǎng)涉及眾多產(chǎn)業(yè)鏈，從基礎(chǔ)設(shè)施到發(fā)電設(shè)備，到控制，到電子業(yè)，到軟件業(yè)，因此政府、民間、企業(yè)如果能共同推進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展，很可能將帶領(lǐng)全球走經(jīng)濟(jì)危機(jī)的陰霾。