从利益相关者的角度分析我国智能电网发展模式_图文

1、图1 智能电网展望从利益相关者的角度分析我国智能电网发展模式虞苍璧,杨敏英(中国社会科学院数量经济与技术经济研究所,北京100732摘要:本文总结了智能电网的历史背景,进行了发展展望;在分析宏观、中观和微观因素的基础上,指出了智能电网发展的直接驱动力;讨论了我国发展智能电网的人口背景、资源背景和经济背景;分析了智能电网的利益相关者,并提出了我国发展智能电网应采用的模式。关键词:智能电网;驱动力;利益相关者;中国特色中图分类号:TM7文献标识码:A 文章编号:1003-2355(201005-0020-04doi:10.3969/ j.issn.1003-2355.2010.05.004Abst

2、ract: The paper summarizes the historical background of smart grid and forecasts its developing prospects. On the basis of macro, meso and micro analysis, it points out the direct driving force. And then,population, resource and economic backgrounds are discussed. Finally, it also analyzes stakehold

3、ers of smart grid and summers up China's development models.Key words: Smart grid; Driving force; Stakeholder; Chinese characteristic收稿日期:2010-04-20作者简介:虞苍璧(1978-,男,汉族,江苏无锡人,清华大学硕士学位,2009年开始在中国社会科学院数量经济与技术经济研究所攻读博士学位,长期从事与电力系统和智能电网相关的研究工作。1 背景及展望2000年以后,美国和欧洲先后提出智能电网概念。随着节能减排、低碳经济成为国内外的焦点,此概念逐渐被

4、业内和大众所接受。ABB、IBM、G o o g l e 和S i e m e n s 等国际巨头也纷纷描绘了各自智慧电力蓝图。2009年,在国际金融危机背景下上任的美国总统奥巴马,在美国经济复苏计划中,提出了建设一张可实现电力在数千千米内传输的智能电网,我国国家电网公司和南方电网公司也各自提出了自己发展智能电网的计划和目标。“智能电网”已成为当前炙手可热的名词之一。截至目前,智能电网尚未形成一个统一的定义。一般而言,智能电网涵盖三层含义:一是电能在电网中自由流动,包含新能源接入、节能降耗、安全可靠和经济高效等诸多具体指标;二是信息流在电网的发、输、配各个层面自由流动,以帮助实现电能在电网中自

5、由流动;三是有与其他网络的接口,具备信息流在电网、互联网、通讯网、交通网、物联网等诸多网络自由流动的潜力。如图1所示,描述了当前业界对智能电网发展的一种展望,即借专家分析 Expert Analysis 助智能电网,实现这样一个目的,人类可以更美好、更充分的利用电力这种能源。2 发展智能电网的驱动力智能电网是信息技术革命向能源领域、特别是电力领域纵深发展的必然产物,而国际金融危机作为导火索,使智能电网从世界各地分散地、摸索式地发展,向集中地、全面地和有计划地发展迅速转变。信息技术数字化、智能化的特点和传统电力技术天然的矛盾是智能电网概念提出的技术背景。如图2和图3所示,在信息技术革命的大背景下

6、,在经济、能源和环保等战略因素的共同作用下,“高效”、“安全可靠”和“低碳”是当前推动智能电网发展的直接驱动力。2.1高效在智能电网框架下,可实现电网信息的高度集成和共享。采用统一的平台,使电网实现标准化、规范化和精细化管理,支持电力市场和电力交易的有效开展,为用户提供可承受电价水平的电力。因此,智能电网可有助于实现资源的合理配置,优化资产的利用,提高一次设备的利用效率,降低投资成本和运行维护成本。智能电网通过互动、优化的手段,一方面提高了自身的工作效率,另一方面可支持并促进经济的发展。2.2安全可靠1996年美国大停电、2003年美加大停电、2003年意大利大停电、2006年欧洲大停电以及2

7、008年我国因冰灾造成大面积停电等事故给各国经济造成了巨大的经济损失。这些事故暴露出电网存在的大量问题、严重的隐患。智能电网的基本特征包含了自愈和安全,目的是提高电网的安全稳定水平和事故防御能力。即通过智能化的手段,使电网具备一些抵御冲击的能力,具备一定的自我恢复能力,最小化地避免用户的供电中断,达到“坚强智能电网”的程度。2.3低碳随着国际上对节能减排,绿色能源等概念的重视,低碳电力的概念也逐渐深入人心。传统的电网存在网损较大,新能源不易规模化接入等问题。通过智能设备的应用,并且对电网进行智能化运行,可降低网损;可支持并帮助风电、光伏发电等新能源的接入,并且支持电动汽车的推广应用。因此,智能

8、电网通过降低网损,通过新能源的开发和利用,实现真正意义上的低碳电力。3 我国智能电网的建设背景我国具有人口众多、资源分布不平衡和经济发展不平衡等特点,因此,我们不能沿用欧、美、日等传统西方发达国家的智能电网发展模式。我国应该根据自己的国情,走出一条适合当今中国的,具有中国特色的智能电网发展之路。3.1人口背景我国是世界上人口第一大国,总人口数超过13亿。当前世界上的唯一超级大国美国人口约3亿,不到我国的1/4。美国人的交通出行方式是以汽车加飞机的模式,也即高速路网加航空的模式,这决定了美国的能源消费以石油为主,美国是当今世界上最大的石油消费国家。若我国沿袭美国的能源消费方式,则总石油消费量为美

9、国的4倍以上,国际能源行业是无法承受的,基本不具备现实可行性。这将导致石油价格大涨,有可能会导致石油危机、经济危机,甚至会引发战争。我国应改变传统的能源开发途径和能源消费方式,两者都依赖于智能电网的发展。首先,加大新能源的开发,即风电和光伏发电的开发,提高新能源在发电中的比例。风电、光伏发电等新能源不同于传统的水电和火力发电,自然条件对其影响很大,均具有不稳定、波动大的特点。目 前电网无法承受大量的非稳定性电源接入,因此图3 智能电网发展的驱动力图2 智能电网发展的内在因素Expert Analysis 专家分析 有必要发展智能电网来扩展电网承受可再生能源发电的能力。其次,改变能源消费方式。一

10、方面进一步建设城市轨道交通,加快电动汽车的发展,并且促进电动自行车的使用,即在城市内交通中逐步减少石油使用的比例;另一方面大力发展电力机车,加快修建高速铁路,用铁路替代航空,即在城市间交通中逐步减少石油使用的比例。因此,将大量用油的能源消费方式转变至用电的能源消费方式必须要有智能电网的支持。3.2资源背景我国自然资源的基本特点是富煤、贫油、少气,与石油和天然气比较而言,我国煤炭的储量相对比较丰富,占世界储量的11.6%,而石油仅占2.4%,天然气仅占1.2%。建国以来,煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占70%以上。另一特点是资源分布不均,煤炭、石油、天然气和水力资源等主要分布在中西部地

11、区,而沿海经济发达地区,尤其是珠三角、长三角和京津唐地区则相对资源匮乏。自然资源的基本特点决定了我国仍将长期以煤炭发电为主。相比采用铁路运煤,采用电网送电不占用有限的铁路运力,而且有利于环境保护,因此运煤不会完全替代输电,两者将长期并存。资源分布不均的特点要求我国仍需加强电网主网架建设,满足资源富裕地区资源外送需求,同时也满足经济发达地区的能源需求。3.3经济背景近30年来,我国经济发展速度很快,平均GDP 年增长率10%左右,远超于美、日、英、法、加等经济发达国家。人均国内生产总值增长速度也远远高于其他国家,30年来人均GDP增长约20倍。但是,我国总体经济发展水平仍落后于西方国家,城乡、区

12、域发展不平衡,有以下特点:一是城乡二元经济结构明显,基本特征为:城市经济以现代化的大工业生产为主,而农村经济以典型的小农经济为主;城市的道路、通信、卫生和教育等基础设施发达,而农村的基础设施落后;城市的人均消费水平远远高于农村。二是相对于城市,农村人口众多。三是东部沿海和中西部经济发展差距不仅没有缩小,反而有扩大的趋向。电网建设要符合经济发展水平,同时应适度领先于经济发展,从而促进经济的发展。首先,我国仍然要加强主网架的建设。其次,也应有计划、分区域、逐步地实施智能电网的建设,使得电网能够更好地为经济发展服务,为经济结构转型服务;并且应做到在智能电网这一新的领域不落后于西方国家,甚至领先于世界

13、。4我国智能电网发展模式分析智能电网的目标及驱动力已经明确,发展速度也相当迅猛。当前我国智能电网正处于发展的初始时期,亟待明确应该以怎样的模式来创新发展,以符合科学发展观的要求,并代表最大多数人民的利益,这也是行业内外最为关心的问题之一。4.1我国智能电网的利益相关者我国智能电网的利益相关者大约由六大类组成:1、政府及主管机构;2、发电企业;3、电网企业;4、科研机构;5、设备和服务供应商;6、用户。如图4所示。上述六大类利益相关者可以细分出很多小类,如表1所示。4.2在发展智能电网中各利益相关者的主要目标4.2.1政府及主管机构政府及相关部门包括发改委、科技部、电监会、信产部及省、市、自治区

14、等有关部门。政府及主管机构作为国家利益的代表,通过在宏观层面上做指导性的工作、纲领性文件的发布,通过更新政策和法律法规、调整税费等手段,不仅为智能电网的建设起促进与推动的作用,而且为其发展把握方向,规范其发展方式,避免盲目发展。4.2.2电网企业电网企业是智能电网建设及推动电网技术进步的核心部门。绝大部分的智能电网技术将在电网企业应用,智能电网的主要效果将在电网企业 得到体现。从行政及技术两个角度综合考虑,我国图4智能电网的利益相关者专家分析Expert Analysis 的电网企业可归结为两个,即国家电网公司和南方电网公司。国家电网公司于2010年初发布了文件关于加强推进坚强智能电网建设的意

15、见,目标以提高电网的信息化、自动化和互动化水平,并于2020年基本建成坚强智能电网。南方电网公司也有类似的智能电网构想与规划。4.2.3发电企业发电企业作为电源提供者,是智能电网的受益者之一。发展智能电网的重要原因是新能源大规模接入的需要,使电网向低碳电力的方向发展。因此,发电企业可重点做以下工作:(1布局新能源发电,发展风电、光伏发电,着力发展可再生能源,提高其在装机容量中的比重;(2建设大火电、大水电和大核电,降低碳排放,尤其要发展大核电,逐渐摆脱对煤炭、石油等化石能源的依赖;(3积极进行智能电网技术的研究,加强技术引进和吸收,并且加强技术创新;比如尝试分布式电源技术,积累和储备项目建设经

16、验。4.2.4设备和服务供应商设备和服务供应商是技术创新的主要力量,也是智能电网发展的受益者之一。在智能电网领域,A B B、S i m e n s和I B M等跨国公司在技术储备、资金和人才实力等方面均优于内资企业。然而,内资企业也有强于跨国公司的,尤其在灵活性、成本控制和售后服务等方面比较突出。经过几十年的发展,我国已经具备了在新技术领域追赶西方发达国家的基础。内资企业应抓住机遇,充分利用国内市场,不断开拓国际市场,发展比较优势,加强技术引进与消化,开发自主知识产权,和国际巨头一起,共同做大做强智能电网领域。4.2.5科研机构科研机构(包括院校是科研与技术进步的中坚力量,不仅是智能电网的受

17、益者,也是主要推动力量。首先,科研单位始终走在技术研究的最前沿,应该保持对智能电网最新技术的研究,加强对国际最新技术进展的感知。其次,需要科研单位与企业,与用户紧密结合,努力进行科技攻关,攻克智能电网的关键技术。第三,我国仍属于发展中国家,应坚持走“产、学、研”相结合的道路,技术研究和产业发展紧密结合,技术研究不应停留在实验室,目标要放在产品化和产业化上,以实现技术创新的最终目的。4.2.6用户无论是工业用户和商业用户,还是居民用户和农业用户,这些都是智能电网的最直接受益者。智能电网的发展首先要从国家利益的视角出发,其次主要应该考虑用户利益。通过智能电网技术,用户可得到的直接好处有:(1优质并

18、可靠的电力;(2可接受的费用;(3便利的电力应用。另外,除了受益者之外,用户也是智能电网的推动力量。设备和服务供应商所提供的产品和服务不仅面向电网企业,也面向最终用户,因此,用户是这些供应商技术创新的动力之一。4.3基于利益相关者的发展模式分析综上所述,政府及主管机构、电网企业、发电企业、科研机构、设备和服务供应商、用户等利益相关者共同推进了智能电网的建设与发展。政府部门代表了国家的利益,实际上是最大的受益者;电网企业是智能电网应用的直接部门;发电企业代表了新能源、低碳经济方向,是智能电网的主要动力之一;科研机构是其技术发展的核心力量;设备和服务供应商既是受益者,又是技术创新者;用户则代表了最

19、终的受益者,同时也反作用于智能电网。鉴于人口特点和资源特点,我国应紧跟当前国际潮流,抓住历史机遇,努力发展智能电网;考虑到经济发展不平衡的特点,我国智能电网则应该计划、有序地发展。即智能电网应该由政府及主管机构来引导和规范以实现科学发展,最终符合国家和人民的利益。鉴于电网天然技术垄断的特点,智能电网的发展必然由电网企业来主导进行。因此,我国智能电网的发展模式应该是:由国 表1智能电网利益相关者分类(下转第11页Expert Analysis 专家分析能是为什么不能用等价值法而沿用当量热值法的原因。但在分析用能末端时,高品位的电力一定要与低品位的热量有所区别。这是为什么学术界坚持要采用等价值法的

20、原因。等效电法既保证了大的能源统计的平衡,又可以充分反映不同类型能源品位的差别,因此应该是一种更合理可行的方法。4 结论与建议本文分析了目前使用的“当量热值法”和“等价值法”两种能源换算方法存在的问题。其中,当量热值法只看能源所含热量大小,忽略不同能源的品位和做功能力的差别,而导致节能评价中出现谬误;等价值法在评价二次能源时考虑实际对应的一次能源量,但由于采用的是全国平均值,在面临实际问题时仍然不能明确给出各个环节的能源损失大小,而在评价一些能源转换环节时出现逻辑矛盾。本文提出一种综合了能源的数量和品位的“等效电法”,某种能源换算为等效电,反映了其在当前工艺和技术水平下的最大做功能力。分析与大

21、批实例表明,采用等效电法可以清楚地给出能源输送与转换各个环节的损失与流通状况,并能够满足能源统计平衡的要求,同时还可以对各种能源转换方式和用能方式做出较科学的分析评价。为了完善我们的能源管理和节能考核,正确指导对各种能源转换与应用模式的评价,建议改变目前的不同类型间的能源折算方法,而采用等效电法。这样能源的基本计量单位就改为电或“等效电”,以kWh 为基本量纲。这样还会更适合核电、水电、风电和太阳能发电等非矿物质方法直接产生电力的能源方式的统计。直接改为等效电,与目前沿用的“标煤”方法又很大差别,会引起很多部门的不适应,也可在过渡期同时给出等效电和当量热值法的标煤,以满足各个部门的不同需求。随

22、着各方面逐渐熟悉等效电概念与方法后,逐步转到等效电方式。参考文献:能源词典M.北京:中国石化出版社,2005.中国统计局.中国统计年鉴2009M.江亿,刘晓华,薛志峰,付林.能源转换系统评价指标的研究J.中国能源,2004,26(3:27-31.江亿,刘兰斌,杨秀.能源统计中不同类型能源核算方法的探讨J.中国能源,2006,28(6:5-8.123 4Academician Speech 院士论坛家和政府引导,电网企业主导,配合发电企业、设备和服务供应商、科研机构和广大用户的共同力量,走出一条符合我国当前人口、资源、经济特点的智能电网发展之路。参考文献:余贻鑫,栾文鹏.智能电网J .电网与清洁能源,2009,25(1:1-5.United States D epar tment of Energy Office of Electr ic12(上接第23页Transmission and Distribution.“Grid 2030”a national vi-sion for electricitys second 100 year sEB/OL.http:/www.oe.ener /sma rtgrid.htm.崔民选.能源蓝皮书中国能源发展报告(2009M.北京:社会科学文献出版社,2009.林晓言,王红梅.技术经济学教程M .北京: