三、超導(dǎo)電網(wǎng)和智能電網(wǎng)再造美國能源產(chǎn)業(yè)革命的透視

　　1、今天可以將美國送達到世界經(jīng)濟制高點的產(chǎn)業(yè)就是能源產(chǎn)業(yè)

　　目前，能源流動至少有四個流程：開采、運輸、加工、銷售和使用；電力產(chǎn)業(yè)也包括四個流程，即：發(fā)電、輸電、供電、用電和服務(wù)，整合這個集合的過程就是改造人類能源體系的過程。我認為，從發(fā)電而言就是人類用技術(shù)將太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、石油、天然氣、核能、煤炭、氫能和生物質(zhì)能等重新整合的問題；從輸電而言就是人類將用新材料和智能電網(wǎng)改進輸電損耗的問題，如果美國電網(wǎng)每年輸電損耗近千億美元，營造一個新電網(wǎng)需要一萬億美元，相當(dāng)于用美國十年的損耗就解決了電網(wǎng)營建問題，那么美國肯定就會選擇營建這個新網(wǎng)絡(luò)；從供電、用電而言就是如何解決分布式能源管理和智能電網(wǎng)管理效益最大化的問題。這些問題奧巴馬政府解決了，美國將跨入新的歷史，解決了部分也將為美國創(chuàng)造新的發(fā)展機會，倘若不去解決美國就必須面對持久的危機。

　　我一直強調(diào)說，如果說IT是上下游產(chǎn)業(yè)鏈巨大的產(chǎn)業(yè)，那么比它產(chǎn)業(yè)鏈還大的產(chǎn)業(yè)就是能源；如果說IT產(chǎn)業(yè)昨天曾經(jīng)將美國送達全球力量的頂峰，那么今天可以將美國送達到世界經(jīng)濟制高點的產(chǎn)業(yè)就是能源產(chǎn)業(yè)；如果說美國要以全球化的手段制造當(dāng)代世界價值最大化的產(chǎn)業(yè)，可以說昨天是IT產(chǎn)業(yè)，今天就是能源產(chǎn)業(yè)，或者更準確地說是智能能源產(chǎn)業(yè)。肩負危機重建的歷史使命，開闔美國百年來的創(chuàng)造夢想，奧巴馬政府能源變革的本質(zhì)注定了是一場跨產(chǎn)業(yè)、跨越式的經(jīng)濟、技術(shù)、環(huán)境和社會的總體革命。

　　美國能源革命的歷史突破口很多，但是需要使用一個基因或本體將世界能源和商品都聯(lián)結(jié)起來，希望使用這種天使，抑或魔鬼般的力量運轉(zhuǎn)世界，創(chuàng)新出奇跡。每天我們都可能碰到它，但是我們可能不認識它，對美國而言，這個通達周身經(jīng)絡(luò)的就是統(tǒng)一電網(wǎng)的體系性改造、節(jié)能汽車和替代性能源的聯(lián)動轉(zhuǎn)型，替代性能源需要改造美國電網(wǎng)，統(tǒng)一電網(wǎng)又能夠為節(jié)能汽車提供新動力，這是一個珠聯(lián)璧合的整體，缺一不可。它將使人類過渡到新的物質(zhì)世界，并與金融業(yè)和互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)造的虛擬世界相得益彰，定義這個體系的基因和本體也就成為對人類智慧的深刻挑戰(zhàn)。解決這個問題目前有兩個途徑，其一就是智能電網(wǎng)，其二就是建立超導(dǎo)電網(wǎng)。

　　2、智能電網(wǎng)再造美國電網(wǎng)體系的戰(zhàn)略前瞻

　　目前全球大約有15億臺電表，近20萬公里的電纜線路，其潛力開發(fā)無窮。智能電網(wǎng)的本質(zhì)就是能源替代和兼容利用，它需要在創(chuàng)建開放的系統(tǒng)和建立共享的信息模式的基礎(chǔ)上，整合系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，優(yōu)化電網(wǎng)的運行和管理。它主要是通過終端傳感器將用戶之間、用戶和電網(wǎng)公司之間形成即時連接的網(wǎng)絡(luò)互動，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的實時（real-time）、高速（high-speed）、雙向（two-way）的效果，整體性地提高電網(wǎng)的綜合效率。

　　它至少有如下功效，其一智能電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)雙向互動的智能傳輸數(shù)據(jù)，實行動態(tài)的浮動電價制度。

　　其二、它可以利用傳感器對發(fā)電、輸電、配電、供電等關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)整合，遇到電力供應(yīng)的高峰期之時，能夠在不同區(qū)域間進行及時調(diào)度，平衡電力供應(yīng)缺口，從而達到對整個電力系統(tǒng)運行的優(yōu)化管理。

　　其三、智能電網(wǎng)能夠?qū)⑿滦涂商娲茉唇尤腚娋W(wǎng)，比如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?，實現(xiàn)分布式能源管理。

　　其四、智能電表也可以作為互聯(lián)網(wǎng)路由器，推動電力部門以其終端用戶為基礎(chǔ)，進行通信、運行寬帶業(yè)務(wù)或傳播電視信號，GE更安排了智能電網(wǎng)為終端用戶提供無線即時寬帶和視訊服務(wù)的計劃和實驗，IT產(chǎn)業(yè)的深度革命和能源革命將成為孿生兄弟，智能電網(wǎng)改革將推動美國能源革命的深度裂變。

　　目前美國科羅拉多州的波爾得（Boulder）已經(jīng)成為了全美第一個智能電網(wǎng)城市，美國多個州已經(jīng)開始設(shè)計智能電網(wǎng)系統(tǒng)，GE、IBM、西門子、Google、Intel等信息產(chǎn)業(yè)龍頭都已經(jīng)投入智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)，其中Google已宣布了一個與太平洋煤氣和電力公司（Pacific Gas & Electric (PG&E)）的測試合作。目前美國大約有1.3億塊電表，倘若包括計算機、傳感器和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的投資在內(nèi)，實現(xiàn)市場轉(zhuǎn)型，這項改革將拉動超過萬億美元以上的投資，這對美國的信息產(chǎn)業(yè)是一個巨大的機會。

　　根據(jù)美國能源部的統(tǒng)計，通過對美國電網(wǎng)的智能化改造，預(yù)計未來20年內(nèi)可節(jié)省近千億美元的投資。智能電網(wǎng)技術(shù)革新打開了電信、電網(wǎng)、電視網(wǎng)等整合的通道，為全球電力、電信產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)、電視媒體等改革提供了獨特機遇。

　　但是，布什政府在對外進行反恐戰(zhàn)爭，對內(nèi)進行大宗資源產(chǎn)品的炒作，這就為奧巴馬政府留下了重要的機會，奧巴馬政府幾乎只需要選擇是啟動智能電網(wǎng)的有利時機了。我判斷奧巴馬團隊經(jīng)濟振興計劃中，特別提出進行大規(guī)模地改造聯(lián)邦政府辦公設(shè)施，提高其節(jié)能水平；大規(guī)模地投資公路、橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；以及在美國各地推廣普及先進的寬帶，這三項計劃都必然與智能電網(wǎng)相聯(lián)系，推進智能電網(wǎng)計劃應(yīng)該是奧巴馬任內(nèi)的重要改革舉措。

　　但是，與美國現(xiàn)在危機重建行動相比，奧巴馬團隊可能會感覺智能電網(wǎng)項目的經(jīng)濟體量還不夠大，如只停留在對現(xiàn)有電網(wǎng)的技術(shù)改造其整合效益也還不夠高。因此，奧巴馬團隊?wèi)?yīng)該會在通過對整個美國電網(wǎng)的改革計劃之后，才會最終確定智能電網(wǎng)的實施水平和推進強度，以求得這個改革的最大收益，并實現(xiàn)美國變革的要求。

　　3、超導(dǎo)電網(wǎng)再造美國能源體系的戰(zhàn)略透視

　　荷蘭萊頓大學(xué)的卡茂林-昂尼斯教授1911年通過試驗發(fā)現(xiàn)汞冷-268.98°C時，汞和許多金屬和合金的都具有失去電阻的特性，根據(jù)這種特殊的導(dǎo)電性能，卡茂林將其定義為超導(dǎo)態(tài)，據(jù)此也使卡茂林獲得了1913年諾貝爾獎。此后，人們開始將處于超導(dǎo)狀態(tài)的導(dǎo)體稱之為超導(dǎo)體。這是我們今天討論超導(dǎo)電網(wǎng)的基礎(chǔ)。

　　超導(dǎo)電纜就是采用高溫超導(dǎo)材料制作的電纜，與傳統(tǒng)電纜相比，它具有輸電過程中的能量損耗低，輸送容量大，體積小，電磁污染少的四大優(yōu)點，在相同截面下，輸電能力是常規(guī)電纜的３-５倍。我認為它是目前人類能夠掌控的最具環(huán)保價值的纜線，也是提高電網(wǎng)安全性、可靠性、基本上杜絕火災(zāi)隱患的擇優(yōu)途徑，建設(shè)具有遠距離、大容量、低損耗輸電能力的超導(dǎo)電網(wǎng)是克服常規(guī)電纜遠距離輸電時對高壓電纜依賴的唯一途徑，是21世紀人類不可能不圓夢的電力生產(chǎn)方式，至少是21世紀前五十年解決一個國家或地區(qū)大容量、低損耗輸電的最佳途徑。尤其適應(yīng)中國、美國、俄羅斯和歐盟等幅員廣大的區(qū)域，從內(nèi)蒙到上海通過傳統(tǒng)輸電方式輸電至少需要５００千伏的電壓，但是，通過超導(dǎo)電纜可使用２２０伏的電壓輸送。因此，將國家電網(wǎng)革新提升為超導(dǎo)電網(wǎng)，是全球生產(chǎn)力面臨的最偉大的變革之一。

　　世界上超導(dǎo)電力技術(shù)研究的帶頭國家就是美國，1999年美國就開始推進了世界上最大規(guī)模的SPI（Superconductivity Partnership Initiative）研究計劃，該計劃的研究內(nèi)容包括超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)變壓器、超導(dǎo)電機、超導(dǎo)磁懸浮飛輪儲能、超導(dǎo)限流器等項目的研究。美國在"美國電網(wǎng)2030"規(guī)劃中，也提出了采用超導(dǎo)技術(shù)建設(shè)其骨干電網(wǎng)的建議。美國的能源法中也率先世界其他國家肯定了超導(dǎo)電纜電網(wǎng)的作用。

　　1993年美國能源部即開始投入2000萬美元，以推動企業(yè)實現(xiàn)超導(dǎo)電纜的應(yīng)用化，2001年小布什政府上任初始又向該計劃增資了3700萬美元。小布什總統(tǒng)也是以超導(dǎo)電纜革新美國電網(wǎng)的支持者，其內(nèi)任美國多次投巨資開展超導(dǎo)電力技術(shù)的革新。在此基礎(chǔ)上，美國超導(dǎo)體公司、底特律愛迪生電力公司和意大利皮熱里電纜系統(tǒng)公司通力合作，2001年5月終于實現(xiàn)了在底特律福瑞斯比變電站地下鋪設(shè)長360多米的超導(dǎo)電纜，這是世界上第一條實用的超導(dǎo)輸電線路。當(dāng)時令世界震撼的是這個線路使用了含有鉍、鍶、鈣、銅的氧化物超導(dǎo)陶瓷制造的123公斤重的超導(dǎo)導(dǎo)線取代了原有的9條8100公斤電纜中的的銅導(dǎo)線。

　　那個時侯美國超導(dǎo)體公司銷售的超導(dǎo)導(dǎo)線每米價格為200美元，彼時銅導(dǎo)線每米價格僅為25美元，超導(dǎo)纜線的價格高過銅導(dǎo)線，很難推廣。但是，隨后日本著名電纜企業(yè)古河電工等機構(gòu)很快開發(fā)出了超過銅質(zhì)電纜輸電能力100倍的高溫超導(dǎo)電纜，這個超導(dǎo)材料不在以銀為主要原材料，降低了成本，新材料當(dāng)時每米成本只有5日元，成本與銅質(zhì)電纜已經(jīng)相差無幾。目前古河電氣正聯(lián)合住友電氣在美國和橫濱市進一步實驗。美國超導(dǎo)體公司最新開發(fā)的超導(dǎo)纜線的成本，若大規(guī)模地使用目前也可以降低到銅導(dǎo)線之下了。