德國能源轉型的進展及其對中國的啟示
德國現在的主要問題是什么呢?主要是波動問題,藍色線代表負荷情況,紅色線反映了風電的情況,這是德國2013年1月的實際情況,風電在發電量很大的情況下對傳統能源的壓縮很厲害,要大量的停機,沒風的時候,碰到用電高峰時候,要求傳統能源全力開機。德國能源署又分析了未來的情況,認為未來的情況更糟糕,左圖是以光伏發電為例,給出了十幾天數,到2020年怎么辦?到2030年怎么辦?到2040年怎么辦?到2050年怎么辦?灰色代表負荷情況,紅色曲線代表已經發了多少電,下邊部分叫剩余負荷需求,到2020年中午時候,光伏發的電超過全球用電總需求,情況更加惡劣,包括風電,右圖是風電的情況,也會發現這種情況,2050年德國大概40%的時間是電力過剩,在這40%時間里,把全國發電站都關了也沒用,光伏和風電仍然超過總需求,今天德國任務可再生能源發展的價格不是問題,價格總會降下來,而且價格下降速度遠遠超過人們的預估,主要是電網問題,國內現在還沒有注意到這個問題,實際上可再生能源發展的重擔95%以上落在電網身上,當然,主要是消納問題。從全年小時數來看,可再生能源發完電以后,給傳統能源發電留了多少負荷呢?有很少的小時數,大概在2020年就會出現負需求,現在還沒有出現,馬上要出現負需求,從2020年開始,不但電用不完了,而且還多余了,到2030年更多,到2050年時候40%時間都是電力過剩。怎么解決這個問題呢?包括擴建輸電網和輸電網,包括南北輸電網,另外是內部電網,特別是要在需求側做很多工作。
德國可再生能源的附加費中很大一筆錢是給電網的,中國電網說沒拿到這個錢,電網同志也應該積極地做這個事,我們和國家電網正在開展合作,大比例可再生能源并網所產生的技術和經濟問題,我們認為電網要大力建設,前段時間我寫了一篇文章,特高壓是可再生能源發電必不可少的,不用特高壓也可以把煤運過來,治霧霾也沒問題,燒煤電不見得污染,離德國總理府有一個燃煤電站,14萬千瓦電功率,24萬千萬的熱功率,運行了一百多年,還在照常運行,沒看到對柏林空氣有多大污染,但是可再生能源輸送問題解決不了,這個離不開特高壓,很多人沒有注意到,中國有利用光伏優勢,東西之間有4小時的時差,通過東西方向特高壓電網,能夠把峰消下去,使之變得平緩,光伏電沒有大發展時候還沒注意到,大發展以后峰就會出來,到中午12點,各個電場開始關機吧。
德國對未來電網的要求出現一個問題,發電量很大,到晚上7點用電高峰時候告訴你沒風、沒太陽,所有傳統發電機都要開動,這就出現了一個問題,傳統發電能力要保持很大,發電小時數急劇減少,使得成本發電成本、固定資產成本大幅度提高,所以,就出現了兩個成本,一個是電網成本,一個是傳統電站的成本,包括裝智能電表,德國比較大的電場都安裝了用電側管理系統,比如我是啤酒廠,有冷藏發酵時間,因為很長,儲存幾千段,甚至有些大廠儲存上萬噸的啤酒,啤酒有一定的熱容量,+-0.5度,一般-1.5度低溫發酵,-1度到-2度之間,制冷機停十幾個小時都沒問題,便宜的時候拼命開所有制冷機,缺電時候把全部制冷機關掉,當然,各行各業都有很多可以節約用電的地方。德國能源署進行了大量的研究工作,包括對輸電網、配電網到2050年德國可再生能源以及電力系統和服務都提出了一系列要求。
電力供應轉型,有各種各樣的挑戰,包括供應方面的,保證電網安全的,保足需求的,同時又要保證可再生能源上網,不能說要保持電網穩定就不走這條路了,可再生能源這條路要走,同時,要保證安全。我們開玩笑說:“既要馬兒不吃草,又要馬兒跑。”另外,要提高能源系統的靈活性,有時候講起來發現時間非常不夠,也沒辦法展開講。
總而言之,整個電力系統的轉型不是就是使用轉型,是從生產到使用的轉型,包括電力市場結構包括供電商、用戶都要有新的結構,當然,電力系統也需要有某種形式的改革,不一定是行政的,但是至少是運行方面的。
德國能源轉型對中國有什么啟示呢?我想有這樣一些啟示:第一,中國發展可再生能源時候,風電和光伏電的波動性對中國未來的發展是最
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