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何继江解读德国能源转型的十二个见解:没有风光的时段怎么办?

2016-07-14 了解更多→ 何继江

《关于德国能源转型的十二个见解》的第五个见解是:确保峰值负荷时段供应成本低廉。要回答的问题是没有风光的时段怎么办?


未来光伏风电装机量不断扩大,白天足以满足几乎全部的用电需求,这个情景在德国已经可以预期了,今年5月8日13点的时候,已经发生了可再生能源电量占德国用电负荷88%的情况,此外,德国可再生能源电力占比86%以上的时段至少有三个小时。但是太阳会下山,光伏就发不了电了,傍晚6点到9点,大家做晚饭、看电视,特别是夏天,还要开空调,正是负荷高峰值,这个时段如何保障电力供应?在每天傍晚的负荷高峰中,极端性的负荷一年中大约会有200小时,如何保障便宜的电力供应?


《关于德国能源转型的十二个见解》提出两种方案来应对这种情况,“既可在供应侧由发电厂提供,也可在需求端由可控负荷实现”。


首先是供应侧的方案。


1、由常规燃煤电厂提供。


本报告说“不需要”,因为太昂贵。


2、燃气轮机提供。


“成本节约型的开路(开式)循环燃气轮机(OCGT) 作为每年仅在若干小时内满足峰值负荷的一个办法, 代表了一个高成本效益的选择,它能够在10分钟内达到全容量状态。”


3、扩大电网


电网扩大了,可以把数百公里外的风电调剂过来,在中国,可以把张家口、东北、蒙古地区的风电与北京的负荷进行协同。这个距离在欧洲,很可能就需要跨国调配了。德国人很看重这个方案,“因为各国的负荷曲线存在巨大差异”,“通过在全欧洲开展合作降低成本,可简化峰值负荷时段对供应的保障,通过与其他欧洲国家共同集中管理可控容量,峰值负荷时段的供应保障成本可进一步降低”。


4、远方的风力发电或光伏提供电力。


这是报告中还没有分析的。举例来分析,北京晚上7点的时候,哈萨克斯坦尚在下午4点,光伏发电还在不错的状态,可以把哈萨克斯坦的光伏电送到北京来。当然也可以从中东甚至北非把光伏送到北京来,这就是国家电网刘振亚所说的全球能源互联网的概念,不过,这大约得一万公里的特高压,一段时间内还实现不了。也可以把俄罗斯北部靠近喀拉海的风电经哈萨克斯坦送到北京来,这大约需要六七千公里的特高压。这个奇妙的创意,德国人还没有想象过呢。当然,这个方案的技术可行性和成本效益分析还有很多事情要做。


5、抽水蓄能。这份报告没有提到抽水蓄能,可能是考虑这类极端负荷一年只有200小时,抽水蓄能可能也不合适。不过,我觉得,应该在电力系统中更加强调抽水蓄能的作用。中国多山的地形造成了抽水蓄能的巨大潜力,可以多多挖掘,而且小微抽水蓄能也有前景。


需求侧的方案


1、需求侧响应。


"需求侧可起到的作用很巨大且成本低廉——例如, 通过工业中的可控负荷来实现。美国的经验证明这种可控容量已被证明是成本效益非常高的办法"。按照德国的测算,尖峰的容量缺品大约是15-25吉瓦,大约是总负荷的四分之一。换句话说,如果需求响应能够提供25%的灵活性资源的话,风光电作为主体能源所产生的最大的麻烦就基本解决了。


2、电化学储能及电动汽车。


这份报告没有提到这一点,但我认为有必要考虑。按照去年发布的“An electricity market for Germany’s energy transition”白皮书,晚上6-9点的电价会不断高企,最高会在2023年达到基准电价的2.6倍,在这种峰谷电价差价下,储能就可以赚钱了,电动汽车也可以参与。以北京为例,如果三十年后,北京总计有500万辆电动汽车,平均每车存储有20度电,那总量就是一亿度电,对于解决傍晚的负荷高峰问题,电动汽车有可能会起到我们现在难以想象的重要作用。



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