在全球許多地區(qū)(如德國(guó))，智能電表(smart meter)是新建筑物的強(qiáng)制性配備——智能電表是智能電網(wǎng)(smart grid)的重要部份，能夠讓能源供貨商配合能源的產(chǎn)生與消耗實(shí)施差別電價(jià)，而且也有助于用戶優(yōu)化能耗配置。

 

不過，德國(guó)不來(lái)梅大學(xué)(Bremen University)的科學(xué)家質(zhì)疑這一途徑能否順利進(jìn)行。他們認(rèn)為，廣泛部署智能電表，將會(huì)造成電網(wǎng)反應(yīng)混亂，從而導(dǎo)致更嚴(yán)重的停電。

 

智能電網(wǎng)的基本概念是因應(yīng)發(fā)電量調(diào)整電力消耗。可再生能源是電網(wǎng)中的主要因素，發(fā)電量將根據(jù)不同的情況而異，例如陽(yáng)光產(chǎn)生的太陽(yáng)能，以及風(fēng)力則來(lái)自風(fēng)力渦輪機(jī)。相較于陽(yáng)光較弱或未起風(fēng)的時(shí)間，在有較多能源產(chǎn)生時(shí)的電費(fèi)將會(huì)變得較便宜。用戶可自行設(shè)定家中洗衣機(jī)等各種電器，在發(fā)電量高而電價(jià)低的時(shí)候啟動(dòng)電器作業(yè)。然而，來(lái)自不來(lái)梅大學(xué)理論物理研究所(Institute of Theoretical Physics)的一群科學(xué)家們指出，這個(gè)概念可能過于短視，最終將會(huì)失敗。

 

由該校教授Stefan Bornholdt主導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)模擬了大量導(dǎo)入智能電表應(yīng)用的市場(chǎng)情況。他們的研究結(jié)果十分令人驚訝：智能電表的使用將會(huì)造成易于泡沫化的人為能源市場(chǎng)，甚至導(dǎo)致像金融或房地產(chǎn)市場(chǎng)崩盤的情況。

 

Bornholdt觀察，電力能源向來(lái)無(wú)法被均勻地饋入電網(wǎng)中，總是隨著時(shí)間而起變化。而風(fēng)能與太陽(yáng)能由于存在陽(yáng)光與風(fēng)力強(qiáng)度等自然參數(shù)，更顯著地增加這些變化。強(qiáng)制規(guī)定建置智能電表的想法在于根據(jù)能源供需調(diào)整不同的電價(jià)，從而抑制電量波動(dòng)。例如，用戶在操作洗衣機(jī)以前，可先行設(shè)定機(jī)器，使其只在電價(jià)降低到某一默認(rèn)價(jià)格點(diǎn)時(shí)才啟動(dòng)。Bornholdt表示，這個(gè)基本概念來(lái)自于根據(jù)市場(chǎng)供需調(diào)整價(jià)格的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論。然而，這個(gè)理論并不完整，尤其是大量消費(fèi)者爭(zhēng)相利用最佳價(jià)格點(diǎn)之際。因?yàn)椋總€(gè)人都想在價(jià)格最低點(diǎn)時(shí)洗衣服。

個(gè)別電表的動(dòng)態(tài)模式：隨著用電時(shí)間增加，可接受的最高價(jià)格點(diǎn)逐漸降低（來(lái)源：American Physical Society）

 

然而，這個(gè)模式可能無(wú)法正常運(yùn)作：根據(jù)研究人員的仿真顯示，在一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的環(huán)境下，市場(chǎng)行為將會(huì)失控、不穩(wěn)定且混亂。例如，如果能源供應(yīng)低而價(jià)格高時(shí)，大部份的用戶將傾向于延遲用電。Bornholdt解釋，但他們也無(wú)法永遠(yuǎn)這么做。當(dāng)越多的機(jī)器等待啟動(dòng)，潛在的需求就越高：泡沫因焉形成。等到最近一次的價(jià)格微幅下滑時(shí)，這個(gè)泡沫就破滅了。因?yàn)橛性S多消費(fèi)者延遲了洗衣時(shí)間，導(dǎo)致無(wú)數(shù)臺(tái)洗衣機(jī)都在同時(shí)間忽然開始洗衣。Bornholdt強(qiáng)調(diào)，這將引發(fā)極度用電的集體崩潰機(jī)制，更可能導(dǎo)致嚴(yán)重的大停電。

連續(xù)一段時(shí)間的價(jià)格密度；平均價(jià)格以帶多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差(點(diǎn)線)的直線表示（來(lái)源：American Physical Society）

 

根據(jù)研究團(tuán)隊(duì)的結(jié)論，大規(guī)模部署智能電表其實(shí)是未經(jīng)全盤考慮的急就章。根據(jù)該研究的運(yùn)算模式，研究人員們利用人們?cè)诖饲闆r下實(shí)際采取的行動(dòng)作為變量重新加以建構(gòu)。在這些情況下，個(gè)別用戶并不知道自己的動(dòng)作在成倍增加后所造成的結(jié)果。遺憾的是，那些提供能源的單位也并不知情。

 

不來(lái)梅大學(xué)科學(xué)家的這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表于美國(guó)物理學(xué)會(huì)的《物理評(píng)論》(Physical Review)中。