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以史為鑒 從德國經(jīng)驗(yàn)分析中國光伏發(fā)展之路

來源:太陽能光伏網(wǎng) 2014/8/14 15:40:18

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中玻網(wǎng)】德國能源轉(zhuǎn)型的任務(wù)就像中國古代建造長城一樣,十分艱巨。2010年,德國相關(guān)部制定了本國到2050年的氣候保護(hù)和能源發(fā)展的目標(biāo),提出在二氧化碳減排的同時(shí),保證能源安全性、經(jīng)濟(jì)性。2011年,德國相關(guān)部門對(duì)這一目標(biāo)進(jìn)行了修訂,增加了一條“將在2022年時(shí)全部退出核電”。這些目標(biāo)指明了德國能源轉(zhuǎn)型的方向:到2050年,二氧化碳排放量與1990年相比至少減少80%,一次能源需求相比2008年減少50%,在發(fā)展可更新能源的同時(shí)也開展大量節(jié)能工作?筛履茉吹2050年將占全部能源消耗的60%以上,占發(fā)電能源的80%以上。
  
  德國的電網(wǎng)規(guī)模沒有中國的電網(wǎng)大,而且德國的電網(wǎng)發(fā)展日趨穩(wěn)定,已形成一個(gè)非常穩(wěn)定的電力系統(tǒng),可更新能源的快速發(fā)展,對(duì)原有電力系統(tǒng)提出了很多新的挑戰(zhàn)。
  
  經(jīng)統(tǒng)計(jì),目前德國可更新能源發(fā)電的約97%都接入了配電網(wǎng)。如果不對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模的改造,電網(wǎng)將無法滿足電力發(fā)展的需求。具體而言,可更新能源在配電層面的大功率并網(wǎng)會(huì)帶來以下挑戰(zhàn):一、過去電流都是從高等電網(wǎng)向低級(jí)電網(wǎng)配送,但現(xiàn)在,如果低級(jí)電網(wǎng)無法把本級(jí)別的電能消耗完,電流就會(huì)傳遞給高等電網(wǎng)。也就是說,高等別電網(wǎng)中將產(chǎn)生雙向負(fù)荷流,如果電流過大,就會(huì)產(chǎn)生安全隱患。二、在電源供應(yīng)方面,隨著可更新能源發(fā)電的比例加大,當(dāng)出現(xiàn)太陽落山、沒有風(fēng)等情況,就需要有巨大的后備電源作為保障。其次,太陽能、風(fēng)能等可更新能源發(fā)電的出力情況以及負(fù)荷狀態(tài)變化劇烈,這要求現(xiàn)有電源具備快速調(diào)節(jié)功率的能力。三、可更新能源波動(dòng)性大、負(fù)荷變化梯度大,為適應(yīng)它們接入電網(wǎng),傳統(tǒng)發(fā)電廠需要進(jìn)行改造,增強(qiáng)靈活性。這需要通過不斷擴(kuò)建電網(wǎng)和加強(qiáng)儲(chǔ)能技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。
  
  為此,德國能源署進(jìn)行了大量的研究工作,主要包括以下幾個(gè)核心問題:可更新能源發(fā)展相關(guān)法律法規(guī)的修訂;目前促進(jìn)可更新能源發(fā)展作用機(jī)制的有效性;未來遇到挑戰(zhàn)和問題時(shí)的解決辦法。希望這些成果能對(duì)中國產(chǎn)生借鑒作用。
  
  對(duì)德國可更新能源發(fā)展影響較好大的就是德國《可更新能源法》。它主要由三部分組成:怎樣促進(jìn)可更新能源發(fā)展,怎樣從財(cái)政政策上加以激勵(lì);可更新能源大量進(jìn)入電網(wǎng)后,系統(tǒng)穩(wěn)定性如何維持;促進(jìn)可更新能源發(fā)展所產(chǎn)生的成本由誰負(fù)擔(dān)。隨著可更新能源的發(fā)展,德國相關(guān)部門對(duì)《可更新能源法》不斷進(jìn)行修訂,2001年出了第1版,2004年、2009年以及2012年都陸續(xù)出過修訂版。每一次修訂都是可更新能源發(fā)展的拐點(diǎn)。
  
  德國《可更新能源法》2014年修訂版將在今年10月開始生效,相對(duì)于以前有了很大修改。首先,法案規(guī)定,要把每年的光伏裝機(jī)量控制在一個(gè)固定范圍內(nèi);其次,新的可更新能源發(fā)電設(shè)備投運(yùn)后,所發(fā)的電不能再享有固定電價(jià),必須像傳統(tǒng)能源發(fā)電一樣在電力市場上銷售。再次,自發(fā)自用可更新能源的用戶,同樣也要承擔(dān)可更新能源附加費(fèi)。
  
  在德國發(fā)展可更新能源的過程中,有個(gè)十分深刻的教訓(xùn)。過去,我們懷著雄心壯志,大力發(fā)展的同時(shí)卻忽視了可更新能源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)其他部分產(chǎn)生的巨大沖擊,從而花費(fèi)了巨大代價(jià)解決問題。
  
  從2009年至今的5年內(nèi),德國光伏發(fā)電裝機(jī)量從不足10吉瓦增加到37吉瓦。德國全境處于同一個(gè)時(shí)區(qū)內(nèi),東西時(shí)差只有30多分鐘。德國目前有上百萬個(gè)光伏電站,中午尖峰時(shí),光伏發(fā)電出力會(huì)同時(shí)達(dá)到尖峰,必要時(shí)只能通過“棄光”,保障電網(wǎng)安全,F(xiàn)在,我們十分注重靈活性的變化,針對(duì)可更新能源并網(wǎng)采取了大量技術(shù)措施,保障整個(gè)系統(tǒng)的安全。我們對(duì)可更新能源發(fā)電設(shè)備加了很多控制裝置,讓30千瓦以上的光伏電站發(fā)電量都可測量和可控。另外,雖然主要靠市場調(diào)節(jié),但還是把光伏裝機(jī)量控制在一定范圍內(nèi)。
  
  目前,可更新能源在德國的發(fā)電能源中的比例已達(dá)到25%,很多傳統(tǒng)發(fā)電站的發(fā)電小時(shí)數(shù)和年發(fā)電量已受到影響。但為了保證整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全,傳統(tǒng)發(fā)電站必須存在,F(xiàn)在它們多數(shù)保持待機(jī)狀態(tài),出力很小,但要比以前承擔(dān)更為復(fù)雜艱巨的任務(wù)。據(jù)測算,2050年,德國傳統(tǒng)電站要應(yīng)對(duì)1小時(shí)內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)40%的電力波動(dòng),這要求發(fā)電機(jī)組能快速啟動(dòng)。這需要大量技術(shù)創(chuàng)新,如地區(qū)配電網(wǎng)中可調(diào)節(jié)的變壓器、相關(guān)通信技術(shù)等新技術(shù)的支持。
  
  以上經(jīng)歷表明,能源轉(zhuǎn)型要對(duì)未來有前瞻性,不能出現(xiàn)問題再解決,應(yīng)盡早研究和規(guī)劃,把耗費(fèi)的成本降到較好低。比如,為適應(yīng)可更新能源大規(guī)模發(fā)展的需求,電網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)具有至少提前十年的前瞻性

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