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      德國能源轉(zhuǎn)型的進(jìn)展及其對中國的啟示

      2014-04-26 06:19:14中德可再生能源合作中心陶光遠(yuǎn)
      電器工業(yè) 2014年4期
      關(guān)鍵詞:輸電網(wǎng)風(fēng)電能耗

      /中德可再生能源合作中心 陶光遠(yuǎn)/

      德國能源轉(zhuǎn)型是從2000年開始的,現(xiàn)在大家認(rèn)為1.0版已經(jīng)走到頭了,在德國能效大會(huì)上,正式提出了所謂德國能源轉(zhuǎn)型的2.0版。

      一、中德可再生能源合作中心

      中德可再生能源中心是由德國能源署和中國可再生能源協(xié)會(huì)聯(lián)合成立的,中方主任是原科技部秘書長、國務(wù)院參事、中國可再生能源協(xié)會(huì)理事長石定寰教授;德方由德國能源署總裁科勒先生擔(dān)任。德國能源署是和由德國政府及德國四個(gè)最大金融機(jī)構(gòu)聯(lián)合成立的,在2000年正式成立。2000年德國正式?jīng)Q定用半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間告別化石能源和核能時(shí)代,進(jìn)入可再生能源時(shí)代,成為世界上第一個(gè)進(jìn)入可再生能源時(shí)代的工業(yè)大國。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)任務(wù),成立了德國能源署。德國能源署的工作范圍實(shí)際上是所有跟二氧化碳減排有關(guān)的事宜,包括工業(yè)節(jié)能、建筑節(jié)能、交通運(yùn)輸節(jié)能,包括了所有的可再生能源的發(fā)展。現(xiàn)在的重點(diǎn)是可再生能源發(fā)電并網(wǎng),這也是德國能源轉(zhuǎn)型2.0版要解決的核心問題,甚至有人說是全部問題。德國能源署從事的工作包括制定標(biāo)準(zhǔn)、市場激勵(lì)、研究、規(guī)范、德國建筑的能耗證書開發(fā)。

      二、德國政府能源政策目標(biāo)

      人們常說的12個(gè)指標(biāo):第一,溫室氣體排放,到2050年相對于1990年減少80%,到2020年減少40%,這里不是按單位GDP,是按絕對量的減少,不是所謂排放強(qiáng)度的減少。德國經(jīng)濟(jì)還在持續(xù)的發(fā)展,每年百分之幾的量,雖然沒有中國那么快,但是還是在發(fā)展中,每年增速大約在2%、3%左右。第二,初級能源的消耗要減少,在節(jié)能上要下很大功夫,在能源的效率方面,要得到極大的提高,每年大概提高2%左右,建筑物的熱需求要大規(guī)模減少,德國的建筑能耗在國家整個(gè)能耗中大概占1/3左右,減少建筑采暖能耗非常重要,比如:中國第一個(gè)被動(dòng)房,在秦皇島建成的在水一方,這個(gè)房子不用暖氣,最冷稍微有一點(diǎn)空調(diào)就可以,建筑能耗大概減少了85%,大部分時(shí)間連空調(diào)都不用開,這部分工作量非常非常大,基本上每年對德國2%的建筑進(jìn)行節(jié)能改造。電力消耗要減少,電力消耗絕對量現(xiàn)在是減少的,同時(shí),可再生能源的發(fā)電量在總能耗中要增加,到2020年達(dá)到35%。眾所周知,德國是水電比較少的國家,只有百分之幾,大部分可再生能源主要是依賴于所謂風(fēng)光電,到2050年將達(dá)到80%。

      2013年德國可再生能源的增加量減少了,同時(shí)速度放慢了,有一個(gè)非常大的趨勢,即燃?xì)獍l(fā)電比例在降低。過去大家以為燃?xì)獗壤龝?huì)上升,現(xiàn)在大家發(fā)現(xiàn)還是燃煤電站的效益好,而且調(diào)峰能力也很強(qiáng),天然氣在總比例中下降,當(dāng)然,也因?yàn)槊禾績r(jià)格的降低,總的來說,可再生能源發(fā)展最快。

      德國曾經(jīng)做了很多研究,可再生能源比例還是要不斷增長的,特別是可再生能源發(fā)電,雖然發(fā)電量還沒有超過傳統(tǒng)能源,但是裝機(jī)量超過了,風(fēng)電和光伏發(fā)電小時(shí)數(shù)比傳統(tǒng)能源少的多。

      三、德國現(xiàn)存問題

      德國現(xiàn)在的主要問題是波動(dòng)問題,根據(jù)德國2013年1月的實(shí)際情況,風(fēng)電在發(fā)電量很大的情況下對傳統(tǒng)能源的壓縮很厲害,要大量的停機(jī),沒風(fēng)的時(shí)候碰到用電高峰,要求傳統(tǒng)能源全力開機(jī)。德國能源署分析了未來的情況,認(rèn)為未來的情況更糟糕,到2020年中午的時(shí)候,光伏發(fā)電超過全球用電總需求,情況更加惡劣,包括風(fēng)電也會(huì)發(fā)現(xiàn)這種情況。2050年德國大概40%的時(shí)間是電力過剩,在這40%的時(shí)間里,把全國發(fā)電站都關(guān)了也沒用,光伏和風(fēng)電仍然超過總需求。今天德國認(rèn)為可再生能源發(fā)展的價(jià)格不是問題,價(jià)格總會(huì)降下來,而且價(jià)格下降速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人們的預(yù)估,他們認(rèn)為主要是電網(wǎng)問題,國內(nèi)現(xiàn)在還沒有注意到這個(gè)問題,實(shí)際上可再生能源發(fā)展的重?fù)?dān)95%以上落在電網(wǎng)身上,當(dāng)然,主要是消納問題。從全年小時(shí)數(shù)來看,可再生能源發(fā)完電以后,給傳統(tǒng)能源發(fā)電留了多少負(fù)荷呢?有很少的小時(shí)數(shù),大概在2020年就會(huì)出現(xiàn)負(fù)需求,現(xiàn)在還沒有出現(xiàn),馬上要出現(xiàn)負(fù)需求,從2020年開始,不但電用不完了,而且還有富余,到2030年更多,到2050年時(shí)候40%時(shí)間都是電力過剩。怎么解決這個(gè)問題呢?包括擴(kuò)建輸電網(wǎng)和輸電網(wǎng),包括南北輸電網(wǎng),另外是內(nèi)部電網(wǎng),特別是要在需求側(cè)做很多工作。

      德國可再生能源的附加費(fèi)中很大一筆錢是給電網(wǎng)的,我們認(rèn)為電網(wǎng)要大力建設(shè),我認(rèn)為特高壓是可再生能源發(fā)電必不可少的,不用特高壓也可以把煤運(yùn)過來,治霧霾也沒問題,煤電不見得污染。德國總理府附近有一個(gè)燃煤電站,14萬千瓦電功率,24萬kW的熱功率,運(yùn)行了一百多年,還在照常運(yùn)行,沒看到對柏林空氣有多大污染。但是可再生能源輸送問題離不開特高壓,很多人沒有注意到,中國有利用光伏優(yōu)勢,東西之間有4小時(shí)的時(shí)差,通過東西方向特高壓電網(wǎng),能夠把峰消下去,使之變得平緩,光伏電沒有大發(fā)展時(shí)候還沒注意到,大發(fā)展以后高峰就會(huì)出來,到中午12點(diǎn),各個(gè)電場開始關(guān)機(jī)。所以能源輸送的問題必須要解決。

      德國對未來電網(wǎng)的要求提出一個(gè)問題。發(fā)電量很大,到晚上7點(diǎn)用電高峰的時(shí)候沒風(fēng)、沒太陽,所有傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)都要開動(dòng),這就出現(xiàn)了一個(gè)問題,傳統(tǒng)發(fā)電能力要保持很大,發(fā)電小時(shí)數(shù)急劇減少,使得發(fā)電成本、固定資產(chǎn)成本大幅度提高,所以,就出現(xiàn)了兩個(gè)成本,一個(gè)是電網(wǎng)成本,一個(gè)是傳統(tǒng)電站的成本,包括裝智能電表,德國比較大的電場都安裝了用電側(cè)管理系統(tǒng),比如啤酒廠,有冷藏發(fā)酵時(shí)間,因?yàn)楹荛L,儲(chǔ)存幾千噸,甚至有些大廠儲(chǔ)存上萬噸的啤酒,啤酒有一定的熱容量,±0.5度,一般-1.5度低溫發(fā)酵,-1度到-2度之間,制冷機(jī)停十幾個(gè)小時(shí)都沒問題,便宜的時(shí)候拼命開所有制冷機(jī),缺電時(shí)候把全部制冷機(jī)關(guān)掉,當(dāng)然,各行各業(yè)都有很多可以節(jié)約用電的地方。德國能源署進(jìn)行了大量的研究工作,包括對輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)到2050年德國可再生能源以及電力系統(tǒng)和服務(wù)都提出了一系列要求。

      電力供應(yīng)轉(zhuǎn)型,有各種各樣的挑戰(zhàn),包括供應(yīng)方面,保證電網(wǎng)安全,保證需求的,同時(shí)又要保證可再生能源上網(wǎng),但不能說要保持電網(wǎng)穩(wěn)定就不走這條路了,可再生能源這條路要走,同時(shí),要保證安全?!凹纫R兒不吃草,又要馬兒跑”是不現(xiàn)實(shí)的。另外,要提高能源系統(tǒng)的靈活性。

      總而言之,整個(gè)電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型不只是使用轉(zhuǎn)型,是從生產(chǎn)到使用的轉(zhuǎn)型,包括電力市場結(jié)構(gòu)包括供電商、用戶都要有新的結(jié)構(gòu),當(dāng)然,電力系統(tǒng)也需要有某種形式的改革,不一定是行政的,但是至少是運(yùn)行方面的。

      四、德國能源轉(zhuǎn)型對中國的啟示

      第一,中國發(fā)展可再生能源的進(jìn)程中,風(fēng)電和光伏電的波動(dòng)性是中國未來的發(fā)展是最大的瓶頸,我國棄風(fēng)達(dá)15%左右,一年將近100億人民幣浪費(fèi)了,德國現(xiàn)在風(fēng)電占到接近全國發(fā)電量的10%,南北電網(wǎng)還沒建成,南北電網(wǎng)建成以后,升到百分之十幾都可以,甚至將近20%都不會(huì)出現(xiàn)棄風(fēng),德國現(xiàn)在的棄風(fēng)是千分之三,相當(dāng)于中國1/50的水平,中國的問題已經(jīng)很嚴(yán)重了。

      第二,風(fēng)電和光伏發(fā)電的發(fā)展,要求遠(yuǎn)距離高電壓輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)的大規(guī)模發(fā)展,需要及早研究和規(guī)劃。

      第三,需要建立合理的可再生能源并網(wǎng)電價(jià)體系和電力銷售價(jià)格體系,大家也知道,德國有電力市場,電最便宜的時(shí)候是負(fù)的,誰把電拿走,就給誰錢。

      德國是在歐洲唯一的一個(gè)工業(yè)大國,德國今天的工業(yè)還保持30%以上的GDP,法國、英國、意大利只有20%左右,德國保持了完整的鋼鐵工業(yè)、水泥工業(yè)、玻璃工業(yè)。所以,他山之石可以攻玉,德國的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是值得借鑒的。

      (文章根據(jù)作者在2014中國清潔電力峰會(huì)智能電網(wǎng)論壇的演講整理,未經(jīng)作者審核。)

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