能源短缺成為全球面臨的重大問題,尤其是電能問題,成為國際普遍頭痛的問題。美國在經歷了2000年加州供電嚴重不足的“電力危機”后,終于想出了解決電力不足的兩大手段:智能電網和超導超級變電站。
實際上美國有3000多家電力公司(除了2000多家企業(yè)外,還有地方經營的電力公司以及電力行業(yè)聯(lián)盟等)。1896年采用特斯拉的交流輸電技術后,遠途輸電成為可能。西屋電氣在尼亞加拉瀑布設立了大規(guī)模水力發(fā)電站,能夠對遠在30公里外的布法羅供電。此后,許多電力公司開始大規(guī)模合并,在上世紀30年代大蕭條的復蘇期國有電力公司的比率得以增加,但是最終美國3000多家電力公司大多并沒有能夠完全合并,直至今天。這些電力公司為了實現電量的互相融通,長期推進著輸電網的互聯(lián)工作。目前“東部”、“西部”、“德州”三大區(qū)域已經能夠互聯(lián)。
美國輸電頻率都是60赫茲,但是只有在互聯(lián)區(qū)域內,交流的頻率才可以同步,區(qū)域外則無法實現互聯(lián)。盡管互聯(lián)設備可使交流電轉為直流后還能按照其它區(qū)域的需求再次轉換為交流,但是效率較差,只能轉換2GW。為此,從德州向加州輸電幾乎是不可能的。遙遠的亞利桑那州能不能低價向東北部供給太陽能發(fā)電站所產生的電量呢?為了實現從亞利桑那向東北部的輸電,互聯(lián)問題以及遠途大量傳輸效率問題一直難以解決。于是就是出現了解決電力不足的兩大手段:智能電網和超導超級變電站。
解決互聯(lián)問題的一個方法是推進在與三個地區(qū)相交的新墨西哥州地下建設超級變電站。被稱為“Tres Amigas”的這一超導超級變電站將花費6億美元(約39億元)的建設費用,從2012年開始建設,計劃在2014年開始投入使用。據稱,最初使用容量為5GW、未來容量可達30GW。另一個方法是,通過直流進行大容量傳輸。目前可變壓的交流是電網的主力,但是如果點到點輸送大容量電力,直流方式效率相對較高。
而另一個繼發(fā)電、輸電之后用電史上的一大技術創(chuàng)新就是“智能電網”。在家庭與辦公場所設置“智能電表”,能夠自動讀取電表數據并無線發(fā)送出去,從而進行自動抄表,讓電力公司實現實時的網絡監(jiān)控。進而,電力公司通過分析讀取來的每個用戶的使用數據,了解用戶的電力使用狀況,可以向用戶提示如何最有效節(jié)電,在電力高峰到來時,還可以讓電力公司通過遠程操作調節(jié)空調的溫度設置。智能電表是建設智能電網的第一歩。目前在美國已經廣泛推進著智能電表的安裝工作。例如,電力公司PG&E的智能電表系統(tǒng)由美國銀泉網絡公司提供,設備硬件由通用電氣公司制造。PG&E基于該系統(tǒng)提供“能源預警服務”。在用戶電量使用增加后,電力公司上調一個電價計費段之前,通過電話或短信、電子郵件告知用戶。盡管是一個簡單的機制,但是未來雙方向實時用電量數據的用途必將出現許多擴展。
在中、長期的電力政策方面,我們也可以參考美國的做法,并加以研究和改進。為解決高峰期的電力不足,可按照“短期節(jié)電、中期輸電、長期發(fā)電”的順序實施組合方法,其中相對于懲罰性管制或讓企業(yè)分擔,政府更應該靈活運用激勵性措施,形成讓企業(yè)自發(fā)進行節(jié)電的有效機制,來應對當前的“電荒”和未來的能源危機。





