《北大互联网法律通讯 》(三)智能电网:网络经济与信息安全之间的平衡 - 何娴博士专访
欧洲智能电网专家:何娴博士 (EUI 佛罗伦萨监管学院)
翁岳暄(采访)
欧洲大学研究院法律系
专访对象: 何娴博士,欧洲大学研究院-佛罗伦萨监管学院(Florence School of Regulation)高级研究员,欧盟委员会(European Commission)智囊项目组成员。在正式加入EUI佛罗伦萨监管学院负责能源政策咨询与研究之前,何博士在欧洲大型能源机构已有3年以上的实务经验,并且于2011年获得法国巴黎十一大经济管理学博士学位。2012年7月何博士代表佛罗伦萨监管学院参加欧盟委员会框架性项目(FP7)2013年竞标开启会,作为FP7中唯一关于能源监管政策的竞标项目代表。何博士参与过多项欧盟能源政策制定过程,她对于欧洲智能电网的未来发展和挑战也有自己的一番独到见解。
时间: 2012年8月23日上午10点
地点: 佛罗伦萨
语言: 中文
1. 何博士你好,很荣幸能邀请你接受本通讯的专访。 首先,请问智能电网(Smart Grid)是什么样的概念呢?
谢谢你岳暄,我非常高兴能和你探讨智能电网这个有趣的话题。其实到目前为止,对智能电网尚未有一个统一的定义。电网智能化可以说是我们对未来的电网的一种展望,会给我们带来一种生活方式的改变。在现有的电网结构下,我们大部分人都是纯粹的电力消费者,电是我们一打开开关就输送到电器上的能源,我们并不知晓有可能远方的一处发电厂因此而开动了。但以后随着小型可再生能源在用电端的铺开,电力储蓄技术的成熟,电动汽车的推广,人人都有可能是电力生产者和调度者。我们可以像远程购物一样,在工作的地方,或者堵车的时候用手机预设或者调节家里的电力使用,获得更经济,更舒适的生活。
2. 为何要在目前电网的架构下推动 Smart Grid 或 Energy Internet 呢?
你这个问题提得很好,我们不能为了智能而智能。智能电网的概念是在当今电力生产和消费所面临的前所未有的挑战下浮出水面的。这个挑战就是低碳经济,在能源生产领域的诠释就是绿色能源的大规模使用。绿色能源让我们享受能源带来的便利的同时避免对环境的破坏,空气的污染。战略上来看,它让一个国家的能源供给更有独立性和可持续性。因此很多国家,包括中国,都制定了很有前瞻性的可再生能源发展计划。但是可再生能源嵌入到能源供给中会面临一个问题,就是它很难准确的预测和控制。有阳光则有电,天空飘过一片云就没电了。这样看似诗意的情境却给电网的安全运行和可靠的电力供给带来了很大的问题。我们知道,目前电力不可能大规模储蓄,电力的消费和生产必须保持实时平衡,否则就会导致大规模的断电或事故。传统的电网都是靠调节电力生产来跟进电力消费。但如果电力生产与消费一样难以预料和控制,要保证稳定的电力供给是很难的。这就是绿色能源给我们带来很多好处的同时出的一个难题。智能电网的概念应时而生,以通讯和信息技术为媒介促成电力的供给和消费侧的双向沟通,互相协调,从而实现可再生能源的大规模嵌入,保证能源的有效调度,和电网的安全运营。
3. 看来智能电网将给我们全新的能源生产和消费模式。那么电力系统的产业结构也有变化吗?
是的,对电力系统产业结构的影响是一定的。电力系统形成之初,根本就不成系统,就是分散性型的,大概就是工厂或者居民楼附近搭一个发电厂,电力生产者和消费者是邻居。后来有了输电线,才形成了电力系统和大型电力生产,比如煤电啊,水电和核电。所以结构上从分散型转化到了集中型,自上而下单向传输电力。现在低碳目标的驱动下,要大规模取代消耗性能源的发电,必须发展绿色能源。这些绿色能源也有大型和分散性之分。大型的集中绿色能源好比海上的风力发电厂,小型的分散绿色能源好比屋顶的太阳能。他们不仅产量喜怒无常,而且分散型绿色能源会打破以前高压至低压的输电模式,产生与上级电网的双向交换。所以我们从分散型(电力系统发展之初)到了集中型(电力系统成熟),现在又在低碳目标的趋使下又发展分散型。但是这次的分散型与刚开始的分散型又不一样,因为点与点之间不是隔离的,而是互联的, 可以实现跨时段(峰时谷时),跨地域的互通有无,互相支持。这就是智能电网的对分散型资源进行的智能调度。
4. 非常有趣! 电网与跟计算资源发展的路径是相反的, 云计算之前1960年代计算资源主要是集中在IBM的大型主机(Mainframe)里面, 1980年代在个人计算机的产业革命下开始解放, 计算资源由少数集中分散至一般平民家中并且造就PC产业的荣景, 但是这几年由于在更有效率地应用计算资源的考虑下, 云计算逐渐开始受到重视。曾经有学者指出云计算的概念就是电力公司的概念,只要简单可以上网的终端, 就可以使用计算能力(电力)。看来智能电网的概念又在此基础上进了一步!
是呀,这个类比真的很有意思,其实电力和计算机都可以称作网络经济(Network Economy),因为它们所提供的服务都需要强大的基础设施为载体。不过在电网智能化的趋势下,也许你们这样类比的时候需要在电力公司前加上“传统”二字呢!
5. 以计算机领域的经验来看,产业结构变化常常伴随着商业模式的变化。你对智能电网的商业模式发展有何看法?
是的。在智能电网的支持下有可能会诞生新的市场主体和商业模式。比如说,生产者和消费者的区分日益模糊,欧洲出现了“prosumer”这样一个合成词,来指代拥有一定电力生产能力的消费者。这样的消费者,已经不是电价的被动接受者,而是可以根据电价和自己的需求来决定自己生产和消费的量与时间,更主动地参加电力的买卖。为了方便这样的prosumer参加电力市场,更出现了aggregator这样的市场主体,将这些分散的资源整合成更具规模的产品,在各种电力市场中博利。值得注意的是,在智能电网的框架下,不仅“电”有价值,以智能的方式调控电的生产和消费也有价值。从智能手机的繁荣我们不难预见,智能电网也可能成为各种电器提供创新平台,比如说家用电器的智能化控制。要实现智能电网和电器的契合亟待标准的建立,需要电网与各电器产业的紧密合作。在欧洲,手机可以是免费,付费的是以手机为载体的通讯和各种应用;机票可以非常廉价,但挣钱的是以航班为载体的各种增值服务。未来在各种终端用电器与智能电网的紧密契合之后,又会出现什么样的商业模式呢?我们可以把想象带来的享受留给读者。
6. 如果跳脱科技的范畴把巨型, 复杂的智能电网视为一种“有机的社会系统”的话请问需要什么样的前提条件呢?
是的,要将智能电网这个梦想照进现实,我们需要铺设必要的前提条件。前提条件有技术和非技术方面。前者包括实时数据读取、远程操控和储能技术、电网互动运转等技术,覆盖通讯、计算机、配电网、材料、传感器等多个产业。这些技术,包括技术之间的兼容标准,可以理解为智能电网的硬件条件。同时,智能电网的实现还需要两个软性条件,一个是电力市场,一个是法律规范,这两者是一个技术是否能在实际中为市场主体所用的关键,也是技术创新所必须的土壤和游戏规则。
7. 你刚才提到电力市场化是智能电网的基础。可是作为消费者,电价对我来说一直都是不随时间浮动的单价。你能说说电价管制与智能电网的发展有什么关系呢?
是的,电力长久以来与水资源一样,被视为基本消费品,价格一直是被政府补贴和管制的。管制电价在某种程度下适应以前集中生产,供给跟进需求的模式。但是这种单一的管制电价掩盖了在不同时段发电成本不同的事实,没有给消费者传达实际的经济信号。试想,如果电价如果任何时刻,任何地方都是统一的,大家还有必要去智能化自己的电力消费或生产吗?在欧洲,智能电表的铺开和电力零售市场自由化是基本同步的。没有有效的经济信号,即使技术上能实现电力数据的双向实时读取,也并不能引发所期待的需求侧的主动调节。智能电网互通有无互相支持的终极目标是为了降低使用电力的成本,因此将发电的成本与电力零售价格挂钩是智能电网发展的基本推动力。
8. 你之前提到欧洲有一个很有意思的角色出现,叫 “prosumer”, 是consumer和producer的合并。可以预料当用户的角色由Consumer转换为Prosumer时,透过智能电表用户个人数据与配电厂之间的数据双向传输将不可避免。在欧洲,智能电网是否出现个人数据的相关法律争议?
是的,在欧洲,智能电表的确引发了隐私权和信息安全方面的担忧。传统的电表只显示累计用电量,并且采用人工抄录的方式采集用电总量。这样的数据记录方式不能反映消费者在不同时段,不同的电价下的用电量,因此消费者无从优化自己的电力消费,电网公司也无法更好的预计消费者的需求而优化电力的生产调度。与之相比,智能电表可以显示每小时甚至更短间隔的电力消费量,并且实现与电网系统数据的双向传输。在此基础上,智能电表还能实现一些智能操作,比如远程开启或关闭某些电器。如果消费者采用不同的用电合同,智能电表会自动调整相应的操作。
由此看来,智能电表不仅可以反映消费者的用电习惯,并且可以根据用电合同进行远程干涉。这种全新的用电方式自然会引起一系列的法律争议,主要有两点:一个是个人数据隐私保护, 由于电表数据可以详细记录到家户中各种电器制品并藉此反映出该户的用电习惯, 还有透过电表也能将个人身分与所在位置做出链接, 所以智能电表数据应属于个人数据保护的标的;另一个是信息采集安全,指的是防止智能电表读取的失灵或者被恶意入侵进行骇客操作,解决方法是技术上的。应对这些争议的相关法规包括欧盟95年通过的信息保护指令(Data Protection Directive) 以及“Privacy by Design”原则,主要是透过技术手段来确保隐私能够被有效的保护,目前在智能电网的建设上已被欧洲各成员国所采用。 美国在智能电网隐私方面的保护则可以参考NIST发布的PIA (Privacy Impact Assessment)。
当然,在细致思考和应对智能电表所带来的信息安全方面的隐患的同时,我们也不必一叶障目,低估了这项新技术会给我们的能源生产和消费模式以及成本带来的革命性变化。
9. 面向这些法律问题欧盟有统一的对策吗?
我认为这些对策的具体实施在欧洲会因国而异,因为信息安全和管理的问题与智能电表所处的市场环境密切有关。
在欧洲智能电表可以处于两种不同的市场环境:一个是管制市场,一个是自由竞争市场。欧洲电力市场自由化已经进行了16年,竞争领域(发电,卖电)和非竞争领域(输电,配电)分得很清楚。非竞争领域的公司处在监管者的管制之下,不以逐利为目的,旨在以最低成本,公平地向竞争领域的市场主体提供基础设施服务。在大多数欧洲国家,智能电表的所有权和使用权,包括智能电表的安装、维护、数据读取,和数据管理,都由非竞争领域的配电商所有。这也在一定程度上减少了信息泄露的动机和风险。在少数国家,如德国、荷兰和英国,智能电表处于自由竞争市场,可由消费者或者卖电商来决定智能电表的安装。智能电表的读取和管理可由第三方独立公司来进行。在这样开放的制度下,建立有效的数据保护的规范尤为重要。
在消费者隐私方面,欧洲电力天然气监管组织(ERGEG, European Regulators Group for Electricity and Gas )认可的最优原则是除了某些核心的,为提供基础设施服务所必需的数据以外,消费者应该选择他们的消费数据能否被使用以及被谁使用。这个选择需要权衡的是详尽的消费者资料所带来的更有效的能源消费管理和更大的信息安全隐患。在英国,如果卖电商或者电网公司要求获取更细致的电表数据,比如每半小时的用电量,他们需要向监管者为其必要性提供充分的证明,量化其带来的收益,并且提供对消费者的影响分析。一言以蔽之,消费者隐私保护的核心在于保护消费者的知情权和选择权。 特别是在智能电表处于自由竞争市场的环境下的时候,一个强有力的监管者非常必要。
10. 中国十二五规划的战略型新兴产业中新能源集成应用工程里面也提到"在风电、太阳能、海洋能发电等可再生能源电力开发集中区域,示范建设以智能电网为载体、发输用一体化、可再生能源为主的电力系统"。美国能源部DoE预计2030年部属完成全美的智能电网建设, 欧洲的日程大概是如何规划的呢?
欧盟的能源政策可以总结为“3个20”, 即在2020年之前减少20%的碳排放(与1990年水平相比),可再生能源在能源消费的比重达到20%,提高20%的能效。为了达到这个目标,欧盟于2009年发布了第三套能源指令,出台了一系列市场化和鼓励可再生能源和相关技术的措施,包括智能电网。该指令要求2020年之前80%的消费者配备智能电表,各成员国需保证智能电表系统的互操作性。目前欧洲的智能电表的铺设在世界上居于领先地位。各成员国的进度略有不同。瑞典、意大利,芬兰为先锋国家,法国、英国、西班牙,葡萄牙也在大规模换装,东欧国家的铺设相对较为缓慢。
此外,智能电网的其他技术也在积极研究开发中。欧盟智能电网技术平台(SmartGrids technology platform)制定了2035年之前的需要特别支持的优先技术,包括中小型分布式电力储蓄技术、实时能源使用测量(metering)和电力系统状态监测工具、可以设计和演示高压直流输电系统的电网模型,配电网的保护系统等。欧盟还给通过框架性项目(Framework Programme)致力于新技术的研究和开发,特别是跨成员国之间的合作。各成员国的各市场主体都可以通过公开投标申请该项目来得到欧盟的资金支持和其他的政策便利。值得一提的是欧盟即将要推出的一套能源基础设施法案,加强对被确定为优先项目的电网、 天然气网,电力储蓄以及智能电网项目在资金和行政手续方面的支持。我们作为欧盟委员会的官方智囊,参与了优先项目的选择方法的制定。该方法预计明年年初出台,希望能给决策者和消费者对包括智能电网在内的基础设施所带来的社会效益提供清晰和完善的解读。
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