智能电网——日本的“电力路由器”

自2011年起，受311日本东部大地震所引发的核电站事故影响，日本开始大力寻求建立可抗自然灾害、充分应用地区可再生能源的电力供给机制。基于这一设想，日本正在进行使用名为“电力路由器”的装置，也被称为数字电网或智能电网，灵活调度地区所发电力的电力系统实证实验。 在智能电网革命初期，日本一直置身事外。因为与北美其他国家相比，该国电网要可靠、坚强得多。依托其成功的核电计划，日本对削减用电高峰并无巨大需求。然而，福岛核灾难的爆发，使日本突然陷入了轮流停电和供应紧缺的困境。因此，东京电力公司最后决定部署智能电表。 观点一：智能电网中的清洁能源将是日本未来电力发展方向 根据近期发布的《全球新能源发展报告2015》，日本的光伏累计装机容量占全球的17.4%，仅次于德国和中国，位居第三。据了解，奥运会一向追求“更快、更高、更强”。各国在举办奥运会时，都会着力于更高标准的能源技术，更绿色的能源。日本举国拥抱可再生能源，尤其是太阳能，不仅可以为2020年的夏季奥运会做准备，而且更是日本未来的能源安全和国家安全的主要方向。 在获得奥林匹克举办权后，东京也启动了可再生能源发展专责规划，设置了分布式光伏发电的目标，也推行屋顶租赁项目，居民业主和商用建筑开发商可以将屋顶租赁给太阳能发电开发商，并收取一定的租赁费用。 除了政策刺激外，企业和商业力量也建构着日本的太阳能帝国。跟中国一样，日本也是个光伏制造大国，有许多优秀的光伏制造企业，包括京瓷、三菱、三洋、夏普和Solar Frontier(昭和壳牌石油下面的子公司)。这些企业的母公司均为制造业巨头，或化石燃料公司的转型尝试。 日本还有一个太阳能博物馆。该馆主要是面向孩子、青少年等公众，展示太阳能的优越性。这跟国内汉能的清洁能源展示中心有着类似的功能，通过体验来推广太阳能。除了启蒙和教育市场，日本政府和商业也非常积极地发展着分布式光伏。既然没有足够的土地，那就发展水面和空中的项目，他们把太阳能面板安装在水上，目前还在研究宇宙光伏发电计划。 观点二：数字电网是互联网与电力供给的典范 “数字电网”(Digital Grid)概念，其工作原理是，构建多个包括发电设备、用电方及存储设备在内的单元，利用带IP地址的数字电网路由器(DGR)，将这些单元灵活地连接在一起。DGR可使模拟电力实现数字化，切断发电设备与用电方的电力联系，从而使发电设备和用电设备从各种电力制约中解放出来。并且通过统一数字化，使电力系统与控制信息系统实现虚拟一体化，也与结算系统实现一体化。也就是说，智能电网仅是将模拟电力的信息系统实现数字化，而数字电网则是要使电力系统、信息系统及结算系统全部统一实现数字化。 东京大学研究生院工学系研究科技术经营战略学专业特聘教授、一般社团法人数字电网联盟代表理事阿部力也先生认为，能源服务提供商(ESP)这种企业形态将成为必要条件。能源服务提供商是单元的“大脑”。由多家能源服务提供商在电力市场进行交易，然后根据交易结果，向经营者作出指示。 太阳能等可再生能源正在被普及推广，在这种背景下，还需构建将剩余电力存储到“仓库”中的机制。作为电力仓库的蓄电池不一定要很大。由于电力是以光速输送，因此即便仓库遍布日本全国，也可瞬间拿来使用。也无需大规模的蓄电池技术。电力只是“信息”，能以光速传输，因此只需构建仓库遍布全国、瞬间即可使用的机制，并利用信息通信技术对其进行控制。 日本作为一个能源奇缺的国家，地域面积小且多为山地，鼓励民众安装个体太阳能并利用互联网调配电力储存和输送是其发展清洁能源，改变目前能用使用格局的最优选项。不仅在能源安全上大大减少了风险，还可以改善环境并形成新型能源商业模式，可谓一举多得。