第三次工業(yè)革命首先應(yīng)是能源的變革。歷次工業(yè)革命無(wú)不與動(dòng)力的變革息息相關(guān)。正是由于煤炭替代了薪柴，才有了第一次工業(yè)革命。此后電力特別是三相交流電力的出現(xiàn)，以及與之相關(guān)的石油、天然氣對(duì)煤炭的替代，促成了第二次工業(yè)革命。而即將到來(lái)的第三次工業(yè)革命，將是能源的第三次大規(guī)模替代，這次主角輪到了可再生能源。
可再生能源的利用和替代，除了個(gè)別場(chǎng)合，最主要的實(shí)現(xiàn)形式就是電力。換句話說(shuō)，可再生能源轉(zhuǎn)化成電力，通過(guò)一個(gè)新型的網(wǎng)絡(luò)讓這些電力與使用者互通有無(wú)。由此，第三次工業(yè)革命將首先在電力產(chǎn)業(yè)中興起。此次，電力產(chǎn)業(yè)革命的表現(xiàn)主要在哪里?一是能源替代，二是電網(wǎng)理念變革。
能源替代
能源替代是時(shí)代的要求。當(dāng)前世界大量燃燒煤炭，產(chǎn)生了過(guò)多的二氧化碳，且污染了空氣。對(duì)于中國(guó)而言，目前能夠看到的大規(guī)模能源替代包括兩個(gè)方面。
天然氣對(duì)煤炭的替代。中國(guó)應(yīng)當(dāng)有一個(gè)“氣時(shí)代”，即大規(guī)模開(kāi)發(fā)應(yīng)用天然氣的時(shí)代，來(lái)補(bǔ)上工業(yè)化的這一課。對(duì)電力而言就是增加天然氣發(fā)電裝機(jī)，目前我國(guó)天然氣發(fā)電裝機(jī)比例很低，僅4%，而發(fā)電量更低，約2.3%，未來(lái)發(fā)展空間很廣闊。
可再生能源對(duì)煤電的替代，其實(shí)質(zhì)仍然是對(duì)煤的替代。這個(gè)替代的意義已無(wú)異議，現(xiàn)在需要解決的是，替代過(guò)程中面臨 的問(wèn)題。需解決的問(wèn)題主要有兩個(gè)：一個(gè)是日負(fù)荷特性中風(fēng)電和光伏電的供給特性與負(fù)荷需求特性不配合問(wèn)題，需要另外的電源作為補(bǔ)充，以保障因供給特性的隨機(jī)性而不能滿足需求的那一部分電力。另一個(gè)問(wèn)題是年負(fù)荷特性中有一段風(fēng)電、光伏電不發(fā)電或少發(fā)電而導(dǎo)致的電力缺口，這或者需要一系列的補(bǔ)充電源，或者侵占系統(tǒng)檢修容量。于中國(guó)而言，還要研究大規(guī)模開(kāi)發(fā)北方風(fēng)電資源遠(yuǎn)距離輸送的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。
能源替代還有一個(gè)現(xiàn)在正在進(jìn)行的工作，那就是新技術(shù)替代。這是一個(gè)經(jīng)常性的過(guò)程，因?yàn)樾录夹g(shù)會(huì)帶來(lái)高效率、低消耗、低排放，只不過(guò)在第三次工業(yè)革命中技術(shù)替代更具創(chuàng)新性。
電網(wǎng)理念變革
電網(wǎng)的形成是由電力的規(guī)模化集中開(kāi)發(fā)與用戶的分散布局所致。傳統(tǒng)電網(wǎng)實(shí)行廣域聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，從中獲得多項(xiàng)好處，這在傳統(tǒng)電網(wǎng)理論中都有明確的結(jié)論。然而可再生能源發(fā)電入網(wǎng)，分布式電源入網(wǎng)，特別是未來(lái)龐大的建筑體工廠企業(yè)廠房、居民小區(qū)廣泛裝設(shè)應(yīng)用的分散小型電源接入電網(wǎng)，對(duì)既有的電網(wǎng)理論是一個(gè)顛覆，也是一個(gè)補(bǔ)充，或者說(shuō)電網(wǎng)格局需要重構(gòu)。
“十二五”規(guī)劃綱要提出加快現(xiàn)代電網(wǎng)體系建設(shè)任務(wù)，可以說(shuō)在第三次工業(yè)革命中建設(shè)我國(guó)的現(xiàn)代電網(wǎng)體系應(yīng)當(dāng)是題中應(yīng)有之義，那么現(xiàn)代電網(wǎng)體系有何特征? 首先，現(xiàn)代電網(wǎng)應(yīng)當(dāng)是集納第三次工業(yè)革命成果，將原先單獨(dú)存在的電力系統(tǒng)(EPS)，信息通信系統(tǒng)(ICS)和電網(wǎng)監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)系統(tǒng)(MCS)融合發(fā)展成的EPS/ICS/MCS廣域復(fù)雜電力系統(tǒng)。
其次，現(xiàn)代電網(wǎng)體系應(yīng)當(dāng)是開(kāi)放的、信息共享的，通過(guò)電子終端將電網(wǎng)和電源、客戶連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)“即插即用”和“互聯(lián)互通”的實(shí)時(shí)高速、雙向互動(dòng)的電力網(wǎng)絡(luò)。它在完成電力能量的傳輸配送過(guò)程之中向各種客戶提供增值服務(wù)。
再次，傳統(tǒng)的集中式經(jīng)營(yíng)將被分散經(jīng)營(yíng)方式取代，傳統(tǒng)的等級(jí)化權(quán)力結(jié)構(gòu)將讓位于以節(jié)點(diǎn)組織為特征的扁平化權(quán)力結(jié)構(gòu);傳統(tǒng)的一些電網(wǎng)建設(shè)理念，也將被證明不適應(yīng)第三次工業(yè)革命所引發(fā)的電力各項(xiàng)變革。
最后，建設(shè)現(xiàn)代電網(wǎng)需要加快前沿技術(shù)的開(kāi)發(fā)。我國(guó)實(shí)現(xiàn)第三次工業(yè)革命的目標(biāo)很多，建設(shè)現(xiàn)代電網(wǎng)體系，所需要的前沿技術(shù)將包括超導(dǎo)電力技術(shù)、直流電力技術(shù)、電力電子技術(shù)、燃料電池儲(chǔ)能技術(shù)、微電網(wǎng)技術(shù)等。前沿技術(shù)的研發(fā)，在很大程度上決定了中國(guó)電力在第三次工業(yè)革命中的作為，而前沿技術(shù)的研發(fā)運(yùn)用又是眾多部門(mén)單位的聯(lián)合行動(dòng)，未來(lái)這方面需要主管部門(mén)的強(qiáng)力領(lǐng)導(dǎo)與協(xié)調(diào)。(作者系中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì)專(zhuān)職顧問(wèn)，文章原載于《電力決策與輿情參考》，有刪節(jié))
