導讀:杜克能源公司成立于1899年,擁有悠久的歷史,是美國大的電力公司之一。日前杜克能源董事長Rogers表示,目前電網大的挑戰是將所在電網的整個系統由模擬型轉變為數字型,并將儀表從傳統儀表轉變為數字儀表。
問:對電力企業來說,現在大的沖擊來自哪里?
Rogers:我一直在關注的問題是將可持續發展的電帶給世界上尚未使用電能的地區。目前大約有12億人口還用不上電,高達30億人口享受不到一天24小時、一周7天的電能服務。而對這些地區來說,電是經濟發展的催化劑。因此我著重說這一點,這也是一個非常大的方面。
另一方面是頁巖氣對美國的影響。電力成本的降低吸引了在化學制品和化肥產業的投資,此外,它帶來一個戲劇性的變化,那就是清潔電力比較貴,但是頁巖氣又清潔又便宜。這就是一種新的思考方式,這與之前我們一直在爭論的問題不謀而合,我們需要找到一種新技術來降低成本并且保持清潔。這二者很難兼得。要么是清潔而昂貴的,要么是便宜而污染嚴重的。為了打破這種情況,頁巖氣實際上是很好的解決方法。現在美國的情況是,由于頁巖氣的使用,降低了發電成本,同時將碳排放量降到了1992年的水平。即使在城市人口不斷增加、經濟不斷發展的情況下,我們也做到了,這是引人注目的,而這主要歸功于頁巖氣的推動。
問:目前燃氣發電機組的比例是怎樣的?
Rogers:我們發電的發展趨勢是,1/3的煤,1/3的氣,以及1/3的核能和可再生能源。核能和可再生都是無碳能源。我認為這是很難達到的,目前我們可以很接近各1/3的比例。顯然明年仍然要努力。
問:那么會有越來越多的燃氣電廠建立嗎?
Rogers:事實上,我們公司剛剛完成建設五個聯合循環燃氣電廠的項目,并歷史上在調度核電站之后調度燃氣電廠,之前都是燃煤電廠。天然氣的價格變得更加合理。此前,先是燃煤發電,然后是燃氣發電。
問:那么采用這些能源發電的優先級如何?
Rogers:是水電和新能源,其次是核能,然后是燃氣,后是煤。
問:混合的能源結構的可靠性如何?
Rogers:新能源和水電都是目前處于位的能源,但新能源很不穩定,我們只能時不時得到。刮風的時候,我們得到風力發電;當太陽照射的時候,我們從太陽能板獲得電能。但他們都不如核能可靠,也不如氣和煤可靠。
問:現在杜克能源研究的技術有哪些?
Rogers:我們開發的首要技術是電池技術。我們擁有七種不同的電池板,從很小的電池一直到一個容量36MW的電池。這是美國大的電池,位于我們的一個風電場,近被授予美國年度電池項目。因此我認為,電池技術結合電網由模擬向數字的轉變,會改變我們運行電網的方式,使新能源接入更加容易,使電網在雷雨的情況下更安全,在遇到恐怖襲擊的情況下更穩固。微網、智能電網和電池的結合將改變我們對未來系統的設計。
問:現在在杜克能源公司所在地區的電網,存在哪些挑戰?
Rogers:我認為大的挑戰是將所在電網的整個系統由模擬型轉變為數字型,并將我們的儀表從傳統儀表轉變為數字儀表。這也是我們在一些地區取得進展的關鍵。如果一個區域的配電已經進行了很多的電力傳輸,我們會更換儀表,建立雙向通信。所以真正的關鍵在于整個系統中技術的推進,包括節約成本的新的電池技術。真正的挑戰也是一種技術的挑戰。
問:雙向通信的關鍵技術是什么?
Rogers:通信設備多種多樣。有人用Wi-fi,有人用King for rising,一個與我們合作的公司的設備。所以通信設備與國家的富裕程度和設備的種類非常相關。
問:現在您認為這三種技術能夠解決美國的電網問題嗎?
Rogers:新技術正在開發,目前為止開發的技術改變了電網的運行方式,我可以預言新的技術將在變壓器上發揮更多作用。
問:我注意到在美國東北部,尤其是紐約有很多電池儲能公司,那么在杜克能源公司的范圍也是一樣的情況嗎?
Rogers:我們沒有覆蓋紐約,但是相對紐約的情況,我們也在做同樣的事情,在發展電池技術上也是相同的步伐。
問:電池主要是用來儲存電能,對電網來說作用是否會越來越大?
Rogers:我認為電池的應用是很廣泛的。有家公司擁有飛輪儲能技術,同風電和太陽能發電一起使用,可以推動電子流,但有時會跳。所以這種技術在市場上還不夠普遍。但是我認為電池技術不僅應用到新能源方面,居民也會用到電池,我的家里就有電池。在變電站也能看到電池,它能幫助搭建更多的電網。電池在電網中也越來越普遍。
問:我們談一下您家里的電池,有多大?
Rogers:我們的廚房、浴室、臥室的照明都靠它,它還能為電視提供足夠的電能。這些設備同時開著的話,可以供應200個小時。它還能在雷電的時候供電。人們會操作它,但不知道電從哪兒來,我是電力公司的,但我對它都不太了解,這不奇怪。
問:那么杜克能源會不會向中國出口清潔能源技術?
Rogers:實際上我認為中國著世界太陽能板、風力發電機的生產和核電站的建設,終有一天他們會向世界出口這些技術。
問:現在中國仍然需要大量風機,比方說的風機和鍋爐,比方說碳捕捉這種清潔能源技術。那么貴公司與中國的公司有合作計劃嗎?
Rogers:我們和中國的許多不同公司都有合作,分享技術,共同協作。我認為這些事情很重要,因為我們可以從彼此身上學習,同時讓兩國的消費者受益。
問:與中國共享哪些重要的技術?
Rogers:核電是我們共享的領域,因為中國人正在修建更多的核電站,在建造過程中,他們對現有技術進行改造。這對將來在美國提高速度、降低成本非常有益。我認為我們在美國的電池研究和測試是共享的技術之一,中國也可以從我們在中國的電池實驗中受益。中美兩國的公司有著同樣的目標,將清潔、經濟的電能帶給每個家庭和每家企業。我們共同協作、分享經驗、共享技術,因為我們不只是競爭關系,我們所做的是共同努力,為客戶提供更好的服務,為兩國客戶提供清潔能源,同時對環境的影響更小。
問:杜克能源目前主要集中研究的新能源技術有哪些? Rogers:我們更多的聚焦在不同新技術的部署和調配上,我們不做研發,而是在我們的試驗中配置已使用的技術,給出改進和修正的建議。因為任何時候采用新技術,都需要改進和修正,沒有哪項新技術可以完全地按照計劃的方式工作。
問:會給出怎樣的改進建議?您能舉個例子嗎?
Rogers:比方說在儀表技術方面,我們曾經對一種現有儀表進行再設計,使其能夠在不移動的情況下,改變通信器件。與我們合作的公司來自加利福尼亞,他們所有的儀表都在中國制造。
問:除了新能源技術,在需求側管理方面,您有什么經驗嗎?
Rogers:需求側管理方面,我們有長期的豐富經驗。說服消費者在負荷高峰時期降低能源的使用,這是我們用來管理對消費者供電的一種手段。
問:具體來說,有即將開展的項目嗎?結果如何?
Rogers:有合約的消費者,在聯絡時我們會要求他們降低生產的用電需求。其他科技產業也會降低使用,通過這些手段來削減負荷高峰,平衡負荷曲線。通過需求側管理,在我們公司對佛羅里達的運行中取得了成功,叫做出售需求。這是一個巨大的成功,在中西部我們也取得了一些成功。幾乎所有我們進行電力運行的地區,都取得了不同程度的成功,這取決于消費者對在峰荷時期降低負荷的意愿和欲望大小。
在美國我們遇到的一個巨大挑戰是對電力的需求。雖然在家庭中平均會有25件電器,但是我們曾經認為需求增長是有限的,實際上大的增長是平穩的,還有可能下降,現在就可以看到居民用電需求的下降。所以我們認為將來面臨的巨大挑戰是在需求增長的情況下建立我們的調控商業模式。如果是平穩情況,我們則需要考慮不同的調控新方法。
問:如果我們預測電力是增長的,而實際是平穩的或降低的,會有什么不同?
Rogers:1960年代電力需求的增長是5%,這種增長是伴隨著經濟的增長,但是現在我們看到二者分離了,這意味著什么?過去,需求增長,我們建立新電廠,增加的銷售額可以抵消成本。現在如果需求平穩,我們投資能源基礎設施,到2050年,美國會將所有燃煤電廠關停,這將使成本上升。所以解決的辦法是建立一個定價公式,基于實際的銷售和成本,比例隨之變化。
問:那您認為美國未來的電網會如何發展?
Rogers:我認為各種輸電組織會繼續存在。不會出現全國統一一張電網運行,而是區域電網,包括北卡羅萊納、南卡羅萊納州、佛羅里達州、佐治亞州、亞拉巴馬州等,獨立地構成了美國。這使得美國與眾不同,50個州是50個實驗室,每一個州都可以提出不同的方案,并從其他州的發展中學習如何能更可靠地提供服務。
問:您如何看待和評價全國大電網觀點及其支持者? Rogers:我認為在美國出現統一電網的可能性很低,在美國,我們NERC,為所有電網提供標準,但是由各地區管制。
問:在中國我們也有拆分成區域電網還是全國大電網這樣的討論,您的意見和觀點是什么?
Rogers:談到美國的時候,我說到這是擁有區域電網的大的國家,各個區域電網之間互相聯系,因為電網中的電能能夠傳輸到需要的地方。在理論上,你可以建一個全國性的電網來滿足負荷需求,但是像中國和美國這樣的國家,峰谷有著巨大的差異。從一個區域往另一區域傳送電力的能力是有限的,因此很自然的,你得花幾十億美元修建更多的傳輸系統用于連接這些區域,我并不認為這很值得。也許你能從中獲益,但連接各個區域并維持電能的傳輸,這個成本太高了,我看不到它的成本效益。
問:您是怎么看待高壓輸電線路建設的?
Rogers:遠距離輸電和分布式電網,我想這兩者我們都需要。但是在一些情況下,像三峽工程,確實需要遠距離輸電,將電能傳輸到其他有大負荷的區域,然而,我認為我們目前的挑戰是,如果你看到屋頂上的太陽能,你看到的是分布式發電和能源,很顯然,美國正在往更多分布式發電的方向走。因此和集中式電站相比,分布式發電的比重將會變得更大。它將占絕大部分比例嗎?在接下來的幾十年里,我還是不確定的。但是太陽能的成本降低反映了這個主導過程,熱電聯產電廠和垃圾焚燒電廠也發揮了很重要的作用。我認為分布式發電技術的價值是它將讓電網更堅韌。美國現在有一個有趣的現象,我們開始建立許多微網。
問:這些全是由公司建設的?
Rogers:是的,這些微網可以被連接在一起,這樣我們可以使用越來越大的中心電站,就像1920年代到40年代那樣。現在我們已經集合了許多更大型的公司,尋求微網和大電網系統的平衡,來讓其更有彈性,提高可靠性,或者說安全性。假設你建立一個微網,你能利用可再生能源,有儲能設備,可以建立熱電聯產中心,即使周圍連接電網都斷電時,還可以向它繼續提供電能服務。
問:杜克能源在全生命周期成本分析上是怎么做的?
Rogers:我們預測到2015年,我們的能源結構將是1/3的煤,1/3的氣和可再生能源,1/3的核能。這種能源的混合結構在監管業務之中都已經投建,所以我們要看的是,未來的計劃是否會做全生命周期成本分析。我們在20年之內不會再計劃建燃煤電廠,在2020年之前不會再新建核電廠,核電廠將會被取代。我們擁有美國第二大和第三大核電廠。我們擁有和中國相等容量的核電廠,這樣你就知道我們擁有多少核電了,要知道中國所有的核電建設計劃都完成的時候,中國的核電相當可觀。我們未來會投建燃氣電廠,我認為從全生命周期的角度來看,這是好的替代選擇。我們認為,將來需求的增長是相當有限的。我得說,我們出售了很多新能源效用率給其他公司,因為他們受州政府委托來購買新能源。因此我們不僅僅是賣家,我們還是買家——從我們自己客戶進行購買。因為我們認為新能源的價格會下降,同時我們也在強調這種能力。
低電價可以為新的電廠、新的設備制造以及新業務領域吸引重要的投資,這些業務將提高政府的計稅基數。稅收來自這些新業務和我們的電廠,可以用來幫助學校提高教育水平等。因此保持低電價將促使人們生產更多設備,使我們能夠吸引投資以及保持各領域人手充足。