在全球許多地區(qū)(如德國)，智能電表(smart meter)是新建筑物的強制性配備——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)生與消耗實施差別電價，而且也有助于用戶優(yōu)化能耗配置。

 

不過，德國不來梅大學(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，例如陽光產(chǎn)生的太陽能，以及風(fēng)力則來自風(fēng)力渦輪機。相較于陽光較弱或未起風(fēng)的時間，在有較多能源產(chǎn)生時的電費將會變得較便宜。用戶可自行設(shè)定家中洗衣機等各種電器，在發(fā)電量高而電價低的時候啟動電器作業(yè)。然而，來自不來梅大學(xué)理論物理研究所(Institute of Theoretical Physics)的一群科學(xué)家們指出，這個概念可能過于短視，最終將會失敗。

 

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

 

Bornholdt觀察，電力能源向來無法被均勻地饋入電網(wǎng)中，總是隨著時間而起變化。而風(fēng)能與太陽能由于存在陽光與風(fēng)力強度等自然參數(shù)，更顯著地增加這些變化。強制規(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，從而抑制電量波動。例如，用戶在操作洗衣機以前，可先行設(shè)定機器，使其只在電價降低到某一默認(rèn)價格點時才啟動。Bornholdt表示，這個基本概念來自于根據(jù)市場供需調(diào)整價格的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論。然而，這個理論并不完整，尤其是大量消費者爭相利用最佳價格點之際。因為，每個人都想在價格最低點時洗衣服。

個別電表的動態(tài)模式：隨著用電時間增加，可接受的最高價格點逐漸降低（來源：American Physical Society）

 

然而，這個模式可能無法正常運作：根據(jù)研究人員的仿真顯示，在一個競爭的環(huán)境下，市場行為將會失控、不穩(wěn)定且混亂。例如，如果能源供應(yīng)低而價格高時，大部份的用戶將傾向于延遲用電。Bornholdt解釋，但他們也無法永遠(yuǎn)這么做。當(dāng)越多的機器等待啟動，潛在的需求就越高：泡沫因焉形成。等到最近一次的價格微幅下滑時，這個泡沫就破滅了。因為有許多消費者延遲了洗衣時間，導(dǎo)致無數(shù)臺洗衣機都在同時間忽然開始洗衣。Bornholdt強調(diào)，這將引發(fā)極度用電的集體崩潰機制，更可能導(dǎo)致嚴(yán)重的大停電。

連續(xù)一段時間的價格密度；平均價格以帶多個標(biāo)準(zhǔn)偏差(點線)的直線表示（來源：American Physical Society）

 

根據(jù)研究團(tuán)隊的結(jié)論，大規(guī)模部署智能電表其實是未經(jīng)全盤考慮的急就章。根據(jù)該研究的運算模式，研究人員們利用人們在此情況下實際采取的行動作為變量重新加以建構(gòu)。在這些情況下，個別用戶并不知道自己的動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。

 

不來梅大學(xué)科學(xué)家的這項研究已經(jīng)發(fā)表于美國物理學(xué)會的《物理評論》(Physical Review)中。