2000年美國加州供電嚴重不足,引發了“電力危機”。當地政府實施了輪流停電,但卻并非按計劃停電,而是經常突然性的停電。
大規模電力不足主要是因為:①1996年實施了電力自由化政策,結果形成了一項限制電費漲價的制度,遏制了電力公司的設備投資,造成了發電能力的下降;②天然氣價格上漲;③互聯網泡沫帶動經濟過熱,用電需求增大;④酷暑;⑤安然公司等德州能源聯盟進行市場操縱等原因。
實際上美國有3000多家電力公司(除了2000多家企業外,還有地方經營的電力公司以及電力行業聯盟等)。
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工作。目前“東部”、“西部”、“德州”三大區域已經能夠互聯。
美國輸電頻率都是60 Hz,但是只有在互聯區域內,交流的頻率才可以同步,區域外則無法實現互聯。盡管有互聯設備,能夠在轉為直流后,還能按照其它區域的需求再次轉換為交流,但是效率較差,只能轉換2 GW。為此,從德州向加州輸電幾乎是不可能的。
德州有大量風力發電,亞利桑那有大量太陽能發電,替代能源發電的中心地區大多位于美國西部地區。而電力的最大需求地區則是匯集了紐約、華盛頓特區等大城市的美國東北部。為了實現從亞利桑那向東北部的輸電,互聯問題以及遠途大量傳輸效率問題一直難以解決。
解決互聯問題的一個方法是推進在與3個地區相交的新墨西哥州地下建設超級變電站計劃。被稱為“Tres Amigas”的這一超導超級變電站花費了6億美元的建設費用,從2012年開始建設,計劃在2014年開始投入使用。據稱,使用最初容量為5 GW,未來容量可達30 GW。
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。
繼發電、輸電之后,“智能電網”是用電上的一大技術創新。
美國政府的扶持主要體現在2009年制定的《美國復蘇與再投資法案》(ARRA),該法案包含了許多將能源與通信基礎設施現代化、降低能源海外依賴度等一系列經濟刺激計劃。對象涉及范圍較廣,但是能源領域最大一項是建設“智能電網”的補貼,總預算額約35億美元。
智能電能表是建設智能電網的第一歩。在家庭與辦公場所設置智能電能表能夠自動讀取電能表數據并無線發送出去,從而進行自動抄表,讓電力公司實現實時的網絡監控。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空調的溫度設置。
目前在美國已經廣泛推進著智能電能表的安裝工作。例如:美國PG&E公司的智能電能表系統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,但是未來雙向實時用電量數據的用途比將出現許多擴展。
電力公司保證一定利潤的同時,有義務保障電力穩定供給與推進可再生能源發展。對電力公司來說,在發電量難以增加的現狀下,有效調整電量供給,充分利用可再生能源或許更為有利。
每次節電總是號召家庭或企業自主節電,效果極為有限。辦公場所也經常會有一些措施,例如:少開燈、設置空調溫度上限的節電措施。而長途的交通通勤、較長的工作時間沒有什么改變,如果采取遠程在家辦公與電視電話會議等通過IT技術改變工作方式的做法,或許會有更大的節電效果。
為解決高峰期的電力不足,需要按照“短期節電、中期輸電、長期發電”的順序實施組合方法,其中政府的作用相對于懲罰性管制或讓企業分擔,更應該靈活運用激勵性措施,形成讓企業自發進行節電的有效機制。
此外,在中、長期的電力政策方面,也可以參考美國的做法,加以研究和改進。