历史版本1:奥巴马与智能电网 返回词条

【《能源商业内幕》（EnergyBiz Insider）总编肯·西沃斯坦因（Ken Silverstein）2009年4月20日撰文】能源产业将照亮美国复苏之路，主要是替代能源产量和绿色岗位方面，这一直被美国总统认为是首当其冲的。

目前联邦政府正通过消费和减免税收的方式向美国经济提供1万亿美元的救助。新能源经济将在其中充当先头部队，并在未来三年内实现替代能源产量翻一番，同时还将建设智能电网，从而进一步确保经济稳定，并促进绿色能源发展。

“在这个特殊时刻，只有政府能在短期内提出激励措施，这是让我们从如此深远而严重的经济衰退中脱身的必要之举，”奥巴马总统在演讲中说道，“为了真正推动清洁能源经济的建设，我们将在未来三年内将替代能源产量翻一番。我们将对75%的建筑物进行现代化改造，并提高两百万户美国家庭能源使用效率，从而为消费者和纳税人节省数十亿美元的能源支出。”

此次经济衰退始于2007年12月，已被公认为自大萧条后影响最为恶劣的经济衰退，这将是一场艰苦的斗争。经济激励方案提供的各项资金将被用于输电线路现代化改造和智能仪表研发。这两方面的实现将确保能源可靠性和效率。
位于美国加州帕洛阿尔托市的电力研究协会（Electric Power Research Institute，EPRI）表示，高度自动化的电力调度系统将大大削减二氧化碳排放量，与此同时，销售额的下降将使电力消费在2030年前出现1.2%～4.3%的降幅。此外，可再生能源发电的进一步整合，以及插电式混合动力电动车的进一步推广都将因智能电网而成为可能。
 “对能效潜力的预估会影响对电力需求的预测，在发电、输电和配电基础设施方面，电力企业也必须审慎投资，从而在满足这一需求的同时保证其可靠性和高成本效益。”EPRI输电与用电（Power Delivery and Utilization）部门副主管阿尔沙德·曼素尔（Arshad Mansoor）说道。

积习难改的国家
可以肯定，实现整个社会的绿色变革说来容易做来难。消费者很难适应根据用电时间而变化的实时电价，而且很难体会到现代化电网所宣扬的各种好处。除此之外，向这些五花八门的技术进行投资的成本很高，而与之相关的各种概念却总让人一头雾水。
这一切都源于近来一系列力图复苏美国经济的尝试。据统计，今年赤字可能高达1万亿美元。但奥巴马总统坚信，重建美国能源基础设施的经济刺激措施是非常迫切的。当前失业率已达8.5%，据估计还会升至10%。总统表示，这个任务很艰巨，但美国必须采取“非常措施”。

电网智能化联盟（GridWise Alliance）是由提倡智能电网的多个组织组成的联盟，据该联盟表示，通过激励政策在未来四年内投入的160亿美元将推动向此类项目的投资额达到640亿美元。相应地，这样可以在能源产业各个环节创造出28万个直接就业岗位，而且2009年年底前就可创造出15万个这种岗位，其中近14万个岗位可能成为永久岗位。
由信息技术顾问公司KEMA撰写的报告还表示，智能电网与互联网一样成为互联、全自动化及交互式的网络。对企业和消费者的回报将通过提升能源可靠性和降低运营和维护成本以及避免新建电厂的形式出现。

这些高科技将使消费者得以与相关企业联手，通过先进的通讯系统控制用电量，同时让电力公司具备平衡电力缺口和远程读表的能力。但这些设备不仅需要资金，而且需要积极的政策提升能源效率，并将价格体系正确传递给消费者——联邦能源管制委员会（Federal Energy Regulatory Commission，FERC）表示，这些都会限制智能电网的发展。

好消息是，这些技术正逐步推广。FERC表示，先进的电表已占到4.7%，而2006年这一比例还不到1%。需求响应方面，据称美国有8%的消费者已经参与各类需求响应计划来控制能源使用。总之，该委员会还表示美国有将近4100万千瓦，或5.8%的电力峰值需求在该系统中解决。这一数字比2006年高出了约340万千瓦。

 “需求响应确实是智能电网的‘杀手级应用’。”FERC委员约翰·威灵霍夫（John Wellinghoff）说道。需求响应可以让相关企业与消费者互相协作，分摊高峰期间的电力需求。

在罗伯特·加尔文（Robert Galvin）与科特·耶格（Kurt Yeager）共同编著的《完美电力》（Perfect Power）一书中，两位作者都同意，而且坚信严重的停电事故是可以避免的。实际上，相比新输电技术的投资，我们得到的回报更多。两位作者表示，要建立起一个“完美的电力系统”，以避免每年因停电而导致近1500亿美元经济损失，是完全有可能的。

奥巴马总统也有同感，因此，政府已经开始向新能源经济迈步前进。整个计划的最终目的就是要重建美国，其需要长期的政策支持。如果政策得以实施，21世纪初将被定义为绿色的能源和工作岗位，而智能电网是关键。

根据相关资料显示，智能超导电网是21世纪解决大型经济体系大容量、低损耗输电的最佳途径。而此前广为市场追捧的超导电缆主要就是应用于超导智能电网方面。显然，市场热点从超导电缆演化到智能电网方面上来已经是水到渠成。

智能电网是当今世界电力系统发展变革的最新动向，并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势。2003年美加大停电后，美国电力行业面对陈旧老化的电力设施、与数字信息技术脱节的二次控制系统及巨额的投资改造计划，痛定思痛，决心利用日新月异的信息技术对电网进行彻底改造，以期建成一个高效能、低投资、安全可靠、灵活应变的电力系统。而随着国际金融危机的愈演愈烈，新任美国总统奥巴马更是将新能源作为拯救美国的王牌。

有关分析认为，能源产业就是美国这个内需和创新结合的最佳结合部，是美国手上两张王牌的结合点，它既可以解决内需置换，也可以促进创新出口。因此，创造一个超越互联网革命的新能源产业革命，并以此拉动美国和全球经济的转型，就成为奥巴马改革的力量来源和重大机遇。据悉，已公布的美国能源策略只是奥巴马能源战略的表面文章和先遣改革，奥巴马能源计划的下一步战略将包括，着重集中对每年要耗费1200亿美元的电路损耗和故障维修的电网系统进行升级换代，建立美国横跨四个时区的统一电网；发展智能电网产业，最大限度发挥美国国家电网的价值和效率，将逐步实现美国太阳能、风能、地热能的统一入网管理；全面推进分布式能源管理，创造世界上最高的能源使用效率。

智能电网的本质就是能源替代和兼容利用，它需要在创建开放的系统和建立共享的信息模式的基础上，整合系统中的数据，优化电网的运行和管理。它主要是通过终端传感器将用户之间、用户和电网公司之间形成即时连接的网络互动，从而实现数据读取的实时(real-time)、高速(high-speed)、双向(two-way)的效果，整体性地提高电网的综合效率。它可以利用传感器对发电、输电、配电、供电等关键设备的运行状况进行实时监控和数据整合，遇到电力供应的高峰期之时，能够在不同区域间进行及时调度，平衡电力供应缺口，从而达到对整个电力系统运行的优化管理；同时，智能电表也可以作为互联网路由器，推动电力部门以其终端用户为基础，进行通信、运行宽带业务或传播电视信号，GE更安排了智能电网为终端用户提供无线即时宽带和视讯服务的计划和实验。显然，IT产业的深度革命和能源革命将成为孪生兄弟，智能电网改革将推动美国能源革命的深度裂变。

目前美国科罗拉多州的波尔得(Boulder)已经成为了全美第一个智能电网城市，美国多个州已经开始设计智能电网系统，GE、IBM、西门子、Google、Intel等信息产业龙头都已经投入智能电网业务，其中Google已宣布了一个与太平洋煤气和电力公司(Pacific Gas & Electric (PG&E))的测试合作。而为了解决能源损耗问题，美国纽约长岛电力局(LIPA)和美国超导公司更是在2008年4月22日联合宣布世界上第1条高温超导(HTS)电缆已于同日在商业电网中投入运行。有关分析认为，如果美国借此发展智能电网产业，8-10年内这个产业规模将超过5万亿美元；如果美国借此全力发展超导电网产业，8-10年内这个产业规模将超过30万亿美元。显然，如此诱人的前景已经使奥巴马不得不加速行动起来。

2009年8月9日电（记者刘阳）美国总统奥巴马于美国东部时间8月5日透露，在美国的经济复苏计划中，要建设一个可实现电力在东西两岸（距离约4500公里）传输的新的坚强智能电网，确保美国在新的世纪里一如既往地引领突破。

　　奥巴马是在印地安纳州北部城市埃尔克哈特的汽车制造企业北极星公司发表这番讲话的讲话的。

　　同日，奥巴马宣布政府对该州24亿美元的拨款以用于研发和制造电动汽车及储能电池，以保障其在新清洁能源经济中处于领先低位。
 
补贴将从7870亿美元经济刺激计划中划拨，奥巴马称，这是有史以来美国政府对这一技术领域的最大投资。

　　奥巴马在讲话中两次提到发展智能电网，他提出要“建设一个可实现电力在东西两岸传输的新的智能电网”，并明确提出“建设一个更坚强，更智能的电网”。

　　早在今年1月份，美国总统奥巴马发布了《复苏计划尺度报告》，宣布将铺设或更新3000英里输电线路，并为4000万美国家庭安装智能电表。

　　奥巴马在当天的讲话中提到，如果想在美国建设一个新的清洁的能源网络，那么也需要在美国建设工程师、科学家和熟练技师的人才队伍。他说，很久以来美国在能源创新性领域没有作为，而中国、日本等国家已经远远走在了前面。

【美国沙龙网站（http://www.salon.com）科技频道4月9日文章】联邦能源管理委员会（FERC）的本质任务是规范和监督“以美国公众的经济、环境和安全利益为根本出发点的能源工业。”这种使命使该机构在奥巴马政府努力实现能源基础设施现代化，减少温室气体排放，并提高可再生能源利用率的过程中起到决定性作用。历届政府似乎更感兴趣的是指导联邦能源管理委员会放开电力市场管制，让私营部门在制定能源政策的优先事项中起带头作用。从周三上午安德鲁·雷奥纳德（Andrew Leonard）对该委员会的新主席乔恩·威灵霍夫（Jon Wellinghof）的采访可以明显看出，那种日子已经一去不复返了。

联邦能源管理委员会新任主席乔恩·威灵霍夫阐述了智能电网的未来---完全接入式混合动力汽车和大量的可再生能源燃料。

下面是安德鲁·雷奥纳德（Andrew Leonard） 对乔恩·威灵霍夫（Jon Wellinghof）的采访记录：
A：自从您被任命为联邦能源管理委员会主席以来，您一直在向外界主张美国应该将其配电基础设施升级为“智能电网”。这是因为只有这样才能有助于将风力发电和太阳能发电这类可再生能源从生产的地方传输到消费的地方吗？
J：不仅在这方面将有所帮助，而且在我看来，如果我们国家要充分发挥可再生能源的潜力，事实上智能电网是不可或缺的。如果我们不能将电网升级为一个可靠的、稳定的系统，我们将无法开发中西部地区的风能，西南地区的太阳能，还有五大湖和东海岸的风能。这将是不可行的，因为这样我们不能将生产的电力接入电网。
A：那么我们的电网中有多大一部分需要智能，又有多少需要新增输电线路?
J：这两者都将需要。需要新的输电线路也就是必须扩大电网的容量……但也需要智能，像动态负荷分配（dynamic loading），指的就是基于实际风速和实际环境温度，你可以确定当前线路最优的负荷水平。
A：我住的地方，加利福尼亚州，可再生能源倡导者和环境保护者之间已经酝酿了一个相当大的纷争，这些环保者担心新的输电线路和太阳能电站将破坏莫哈韦沙漠的生态环境。这些沙漠龟将因太阳能而陷入危险的境地。我知道已经有了建议立法案，该法案规定联邦能源管理委员会有权越过各州，决定选址。但是我可以想象得出这不会使加州的政客非常高兴。您将如何越过这个雷区？
J：我们会十分谨慎地进行协商，这是毫无疑问的。我认为一些立法建议起草的非常好，因为立法建议根本上服从由各州解决这些问题。我认为这是正确的做法：给各州和地区制定能被当地接受的方案和选址结构的一个机会，如果他们不能做到这一点，那么为了国家的公共利益，联邦机构就有必要介入——联邦能源管理委员会也许是比较合适的联邦机构。但是，我认为有一个前提是各州和地区政府是胜任的，有能力自己做出这些决定。
A：根据加利福尼亚州非常积极的可再生能源任务，完成这个任务确实存在一些现实压力。如果我们不能在加利福尼亚州完成这些任务，那么就不能为美国的其他地区提供一个成功的典范。联邦政府可以怎么介入和提供帮助呢？
J：联邦政府不能介入来欺骗或增加一个州的利益，我非常明确地知道这一点。因为我来自内华达州，人们可以拼写亚卡山。[大笑] 我们非常、非常、非常清楚的知道，你必须以某种方式考虑一个州的利益，并在整个过程中考虑州的利益，因为如果一个州最终选择反对一件事情，如果理由充分，这个州一定会获胜。这就是问题的所在，你必须用事实证明基础设施对于该州的利益是必要的。
A：一些批评人士不知道为什么用于智能电网的资金会被列入刺激法案。智能电网是一个长期计划——有现成的项目吗？
J：刺激资金主要是用于新技术的示范和概念性验证的展开。你不能将刺激资金用于全面的建设。刺激资金肯定是不够的。刺激法案里规定用于输电线路的总金额大约是110亿美元——在全国建设一个能够将我们所有的可再生能源电力输送到目的地的强有力的巨大智能电网，将会花费2000～4000亿美元。所以这些钱对于整个计划来说，是非常小的一部分，但它足够让一些项目启动。
例如，用于发展智能电网的刺激资金能够做到的事情之一是发展被称为相量量测单元(PMUs)的输电线路技术。相量量测单元允许控制区域的操作员快速获得关于传输线路频率的实时数据。频率参数可视化的这个能力使那些控制区域的操作员能够更好地优化利用这些线路。当我与[能源]秘书长史蒂芬·楚（Steven Chu）会见时，事实上他已经命令他的工作人员快速将刺激资金的一部分用于扩充相量量测单元。在相量量测单元的数量上我们远远落后于其他国家。美国整个国家的输电线路上大约有179个相量量测单元，而中国有600个。
A：为什么中国拥有的相量量测单元数量会是美国的5倍呢？
J：这可能是因为中国在20世纪60年代还没有建立自己的电网。基本上，我们在20世纪60年代和70年代就建立了电网。中国在最近的10至15年间才建立了自己的电网。韩国，在最近的20至25年间建立了整个电网系统，只有三个电压等级。我们有12个电压等级。每当在输电系统中进行电压变化时，无论是升高电压或降低电压，都会损失能量。新的、更现代的设计系统是更有效的，它能够为您提供更多的数据，因为他们是最近才投入使用的。我们的系统已经出现了很长一段时间——他们一直运作的相当好，这是因为我们需要他们做的主要是将能源从当地的生产区输送到当地的负载，而不是将受地域限制的大量经济上可行的可再生的资源输送到数百甚至数千英里之外的负载。这就是为什么我们需要建立一个完全不同的电网系统。
A：您谈到了在未来美国人会驾驶接入电网的混合动力车和电动汽车。对此您能否给我们一个时间表呢？您设想什么时候这将真正成为我们的交通基础设施的一个重要组成部分？
J：这是一个很难解答的问题。我希望越快越好，因为这种转变（推动我们的电气化运输系统，主要是电系统）不仅对个人消费者有很大的好处（行程便宜），而且对电网也将有重大的影响，主要是积极的影响，只要在这些汽车上使用适当的通信技术，我们采用适当的关税和实用的奖励，就能确保汽车的使用能够最大限度地发挥电网的效率。
从时间的角度来说，我希望，在五年的时间内，消费者在购买这种类型的车辆方面，我们能够为其提供众多选择。我希望在5年内至少有三至五个制造商，您可以走进展厅，并购买您的充电式混合动力车。然后你们每年可以推出几十万辆这种类型的车，而且我希望这种车能够非常迅速的发展起来。我相信会这样，由于我说的所有原因，我相信这一切会真的实现。这对于消费者和电网都有巨大的利益，电网的利益又将有利于消费者，因为他们将允许经济付款回到个人汽车拥有者，以补偿消费者利用他们的车辆支持电网。
A：对于智能电网如何运作存在一些疑问。
J：一直以来都存在很多疑问。让我尽我所能向各位说明。这不是一个将能源卖给电网的问题。除了能源本身以外，提供给电网的还有一系列的服务，电网使用这些服务来稳定自身。这些服务被称为辅助服务；为了确保电网稳定在一定频率以内，这些服务是必不可少的。电网运行在60赫兹，而且必须精确在60赫兹或浮动在60赫兹的二百分之一；如果不是这样，电网会不同相，其结果可能会像2003年那样停电。
频率产生变化的原因是：当人们使用较多的能源时导致的负荷攀升，或者当人们使用较少的能源时导致的负荷骤降。并且在任何时候，发电负荷必须与实际的用电负荷保持精确一致。如果两者不匹配，就会失频。汽车的电池就能提供这些辅助服务：他们被称为 “调节服务” ，而且是快速服务。汽车实际上可以以毫秒级的速度为他们提供服务，而且是足够的，当他们快速行驶时就能做到这一点。这些服务是非常有价值的——对于电网来说，除了实际提供能源以外，他们是最有价值的服务。另一个好的协调作用是：由于风力和太阳能是变化的资源，会随着风力增大或减小，随着太阳光的强弱变大或变小，所以我们接入的这种变化的资源越多，电网需要的监管服务也就越多。所以，电网中的风能和太阳能越多，我们所需要的带电池的汽车就越多，这样才能有足够的能力提供调节服务。
A：新款雪佛兰伏特这样的汽车能够提供这种服务吗？
J：我的理解是第一代的雪佛兰伏特将不会有能力这样做。因为他们一直努力使他们的汽车更快地投放市场，最终为吸引消费者创造一些卖点，所以他们不得不绕过一些更复杂的控制技术。
A：因为政府正在与底特律的汽车制造商合作以拯救汽车制造商，是不是有人说，嘿，我们的政府应该要求将这些技术合并？
J：这种需要可能像需要安全带或其他任何东西一样。解决这种需要的另外一种方法是通过税收抵免——对有这种功能的汽车提供较高的税收抵免额，但是我认为在任何立法中任何公司都还没有得到这种合并。我认为，第一家这样的公司出现以后，其他公司也将不得不这样做。消费者将开始有这样的要求。
A：我还没有阅读整个600页的新维克曼-马奇能源法案，但是一定有一些部分适用于联邦能源管理委员会？
J：新维克曼-马奇能源法案有几个部分与联邦能源管理委员会有关。最大的一部分当然是总量控制与交易制度。该法案规定，我们是监督总量控制与交易市场的机构。
A：这是一项相当重大的工作！
J：是的，我也认为这是一项非常重大的事业。我认为，联邦能源管理委员会可以做到这一点，但我们必须有大量的资源。
A：有人批评说，当经济衰退时，推行总量控制与交易制度是个错误的时机，您是怎样看待这个问题的？
J：我认为，这实际上是正确的时间。在经济困难时期，给予适当的刺激，人民将更加努力地采取最有效率和最有效的方式来降低我们的碳足迹。同样也有人认为，对于发展可再生能源这是一个糟糕的时间。我认为这是发展可再生能源最好的时间，因为我们必须准备远离即将殆尽的化石燃料，用电力驱动我们的运输系统，远离动荡的昂贵的外国石油，也只有这样才能最终稳定我们的能源成本。现在无论经济形势如何，我们都需要做这些投资。如果我们现在不做这些投资，只是推迟了这种投资的需要，到时候投资的成本会更大。