本期文章

下一代電力基礎建設:智慧電網

作者/伊恩.泰勒(Ian Taylor);譯者/高英哲    

在不久的將來,你插電的電動車會跟停在街上的其他車子交頭接耳,比較你跟鄰居各用掉多少能源。你的電冰箱會自己調節冷度,連問都不問。你的洗衣機則會跟電力公司討價還價,最後同意避開尖峰用電時間,改到午夜時分才洗你的髒衣服,好讓下個月的電費少一點。





你的家電跟車子也會這樣在你背後密謀,是因為它們都是所謂「智慧電網」(smart grid)的一部份。這將在未來二十年內逐步實現,使我們用電用得「更聰明」。





智慧電網以網際網路的型態運作,透過雙向的溝通連結,共享電力及其使用資訊。智慧電網結合一整套的新科技,支持者聲稱這將使電力供給更有效率、更加可靠;而且比起現有的電力設置,智慧電網更適合使用可再生能源,這對地球更是好處多多。





配電變聰明了



美國總統歐巴馬認為,智慧電網可以給經濟注入一劑亟需的強心針,因此在二○○九年的經濟刺激方案中撥款四十五億美元,投資智慧電網科技。其實歐巴馬在就職前,就已經在談把電力取得方式升級的可能性。他在二○○九年一月時表示:「新的智慧電網可以幫我們省錢,保護我們的電力來源,免受電力中斷或攻擊行動的



威脅,還可以將乾淨的替代能源送到全國的每個角落。」





到底什麼是「智慧電網」?我們現在用的電網又有多笨呢?現今的電網基本上是個老古董,從愛迪生的時代以來都沒有多少改變。當然啦,規模是變得龐大許多,但基本架構仍是一個樣,就是一種單向的交換:發電廠在一頭送電,我們全在另一頭用電。





「舊電網運作相當良好,紮實可靠,但沒有任何雙向溝通的設計。」智慧電網聯盟(GridWise Alliance)主席凱薩琳.漢彌爾頓(Katherine Hamilton)這



樣說。智慧電網聯盟位於美國華盛頓特區,宗旨是促進實施智慧電網。「在智慧電網中,不同部位會彼此溝通,讓整體運作更有彈性。這麼一來,每個人想要使用哪種能源、如何使用以變得更有能源效率,都能擁有更多選擇。」





到目前為止,平衡電網裡電力供需的龐大工作,是透過讓電力供給來源盡可能靠近最終用戶,或是在需要時把發電廠開開關關等諸如此類手段來達成目的。在二十一世紀採用這套做法會出現的問題是,這不太適合可再生能源使用。一天當中昂貴的用電尖峰時段依然存在,結果那些用電需求高漲的時段,就得倚賴碳排放量很大、49%來自燃煤電廠的發電機,以確保電力供應無虞。





以目前來說,是不可能光靠風力發電跟太陽能這些可再生能源,達到同樣的供電量。首先,風既不會一直吹,也還沒有有效的方式能儲存風力所產生的電能。再者,美國實在是太大了,無法把多風大平原產生的能源,有效輸送到兩邊海岸線上人口稠密的都市。





漢彌爾頓說:「我們得想出一套方法,把這些乾淨能源送到確實需要的地方,尤其是像太陽能跟風力這類時斷時續的能源,因為你可不是只有在陽光普照、風行大地的時候,才會正好需要用電。儲能科技將為再生能源開創新局,我們認為這是智慧電網能否成功的關鍵。」這些新興的儲能科技,基本上是為電網設計的大型電池,從先進的超級電容器,到概念已經有幾十年歷史的地下壓縮空氣系統等等,種類相當繁多。




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