北极星智能电网在线讯:去年9月,石油工业出版社翻译出版了丹尼尔•耶金著的《能源重塑世界》一书。书中第17章“美轮美奂,电力让生活更好”里,讲到爱迪生和交直流之争,讲了“能源大亨之死”。该章引言说:“爱迪生发明了电灯,开创了美国电力应用先河。然而他推崇的直流输电方式却没有得到社会的认可,反而是西屋公司的交流输电方式使得电力的应用得到进一步普及。除了技术障碍,电力工业发展还面临着商业模式的阻碍,而电表的问世和公用事业法案的出台恰恰为电力的进一步发展扫清了道路”。
其实当年的交直流之争,并不是交直流输电方式之争,而是从发电、输电、配电到用电整个电力工业是用交流电还是直流电之争,最后确立了交流电一直发展到现在。可惜的是《能源重塑世界》只讲了1890年前后电力工业早期的交流电、直流电之争,没有讲这130年里二者共融共荣的发展过程,也没有讲当前二者发展的形势和状况,未来电力工业的发展中二者的关系。
这一段文字引起了中国电力界的兴趣,多家媒体以刊发署名文章形式,参与了相关话题的讨论。有观点认为,电力工业将会出现一场与130年前交流发电、输电、配电、用电替代直流发电、输电、配电、用电同样的变化,要用后者去替代前者,被称为直流电“复仇”。那么,究竟应该如何看待交直流之争和直流电“复仇”呢?
一、19世纪末交流电替代直流电是必要的、成功的
在19世纪末交流电成功替代直流电,从而结束了技术标准和技术系统的争议,发电—配电系统随之成为当地的公共服务设施。随着低成本长距离输电技术的发展及电厂单机容量的提高,一些区域性或国家级控股公司在第二次世界大战前逐步建立了发—输—配电系统,以获取大系统生产率的实质性提高。经过一段时间区域间的垄断式竞争之后,这些系统在连贯性、灵活性的管理基础上,最终由国家或地方政府所控制。电力工业的发展出现了“工业生产模式”。交流电和电力系统为世界工业的发展和居民生活电气化提供了现代能源,具有不可磨灭的贡献。
据主张直流电回归者说,直流电回归缘于三个方面:一是新能源,二是高科技,三是节能。所谓新能源是指“在分布式电网中,太阳能光伏发电将得到最为普遍的应用,而光伏发电产生的电力为直流”。高科技是指广泛使用电动汽车、互联网通信技术,用电负荷对直流电源的需求快速增长。专家预测在20年内,电力总负荷中直流电消费比重将由目前的20%增长到50%。对于节能,专家估计使用直流电比传统的交流电配置节约15%的能耗;ABB集团预计在建筑楼宇中使用直流电而非交流电可节省成本约10%至20%;还有专家这样对比:“传统的交流供电系统,从配电到用电设备需要经过三次的交流和直流电的转换,即使每次转换效率都达到90%,三次转换后电解的利用率也只有73%。如果导入直流供电的供电系统,从配电到用电设备仅仅需要经过一次交流—直流的转换,电能的利用率会达到90%以上。”