2011年3月11日,日本宮城縣外海發(fā)生了規(guī)模9.0級地震并引起海嘯,造成福島核電站一系列堆芯熔毀、輻射釋放等災(zāi)害事件,成為1986年切爾諾貝利核電站事故以來最嚴(yán)重的核事故。這次事故造成的最大的后果之一是,德國在兩個月后宣布2022年前關(guān)閉德國境內(nèi)所有核電站。連日本也沒有敢下決心做的事情,德國人做了。
如果德國的核電只是一點(diǎn)點(diǎn),那么這樣做可能并不會有多困難,可現(xiàn)實(shí)卻是,經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展,核電已經(jīng)是德國的能源支柱之一。截至2011年5月,德國一共建造了36座核反應(yīng)堆(含實(shí)驗堆),其中正在運(yùn)行的有17座,核能發(fā)電比例占全國總發(fā)電量的22.4%。
德國宣布棄核之初,就有巨大的爭議,很多人認(rèn)為德國不可能做到完全棄核,因為這樣巨大的能源缺口難以短時間彌補(bǔ)。
但棄核并不是德國的權(quán)宜之計,而是德國更宏大的能源戰(zhàn)略計劃的一部分,當(dāng)各國還在討論可再生能源的競爭力時,德國就開始思考40年后的事——怎樣才能讓德國的能源系統(tǒng)更加清潔、安全和經(jīng)濟(jì)。
德國政府隨后系統(tǒng)提出了“能源轉(zhuǎn)型”戰(zhàn)略,根據(jù)這一戰(zhàn)略,不僅2022年前德國將關(guān)閉所有核電站,而且設(shè)立了硬性指標(biāo):到2050年可再生能源占到德國能源比例的80%,到2020年實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排40%的目標(biāo)。
不要認(rèn)為這是一個模糊的遠(yuǎn)景概念,德國根據(jù)這一遠(yuǎn)景目標(biāo)分解制定了每一個階段的具體目標(biāo)和任務(wù),并且具有法律約束力。這也就意味著,隨著這一目標(biāo)的逐步實(shí)現(xiàn),不僅是核電,煤炭、石油等化石能源都將逐步退出歷史舞臺,除去少量的天然氣,化石能源的時代屆時將在德國宣布結(jié)束。
這談何容易呢?可再生能源的主力軍是風(fēng)電和太陽能,還有少量的生物質(zhì)能和地?zé)?,在我們的概念里,這些能源的規(guī)模與大型煤電站和核電站根本不可比擬。我們一個大型電站的規(guī)模動輒上百萬千瓦,意味著1500千瓦的風(fēng)機(jī),需要大約700個,加上發(fā)電小時數(shù)的不足,要實(shí)現(xiàn)一個常規(guī)百萬千瓦電站的發(fā)電量,差不多需要2000臺這樣的風(fēng)機(jī)。
不過話又說回來,如果說大型電站是極少數(shù)大公司的精英領(lǐng)地,那么小型的可再生能源就是人民群眾的汪洋大海,在德國,一根風(fēng)機(jī)立在后院里,你的能源公司就可以宣告成立了。德國用事實(shí)證明,積沙成塔,可再生能源一樣可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化。截至目前,約3萬架風(fēng)機(jī)和150多萬個太陽能系統(tǒng)在德國運(yùn)行,即使扣除水電,可再生能源裝機(jī)也已經(jīng)超過了8500萬千瓦。這樣的規(guī)模,早已遠(yuǎn)超核電頂峰時的全部裝機(jī)??稍偕茉窗l(fā)電比例在2000年僅占德國的約6%,目前在柏林地區(qū)的供電網(wǎng),可再生能源的比例已經(jīng)達(dá)到了40%以上。今年7月25日,德國可再生能源的上網(wǎng)電量單日突破70%,創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
大家可能會瞪大眼睛,70%?這怎么可能,我們的電力專家不是告訴我們10%以上不穩(wěn)定的可再生能源并入電網(wǎng)后就會導(dǎo)致電網(wǎng)的崩潰嗎?可再生能源的不穩(wěn)定性不是很可怕的嗎?
當(dāng)帶著這樣的疑問到德國訪問時,德國最大輸電公司之一50Hertz的首席執(zhí)行官BorisSchucht熱情接待了我們。訪問那天是周六,他特意穿了條暗紅色的純棉休閑褲,配上深藍(lán)色的西裝,一看就是很潮的樣子。搞新能源,可能確實(shí)更需要年輕人的朝氣。
他饒有興趣地給我們講了個故事,今年3月的日全食在天文愛好者們眼里是個激動人心的事件,可以在歐洲觀測這次百年不遇的天象。不過德國的電力系統(tǒng)卻非常緊張,因為隨著太陽被月亮全部擋住后,太陽能光伏發(fā)電將會受到很大的影響,這部分減少的電力如何補(bǔ)充將是一個挑戰(zhàn)。這個數(shù)字說出來嚇我們一跳,當(dāng)日全食來臨的時候,整個德國的電力損失最多達(dá)到了600萬千瓦,一下子相當(dāng)于停掉了十來個常規(guī)的大規(guī)模電廠,電網(wǎng)供電安全能保證嗎?
Boris和他們的同事對此早有預(yù)測,對日全食的電力波動提前就有充分的預(yù)測及情況發(fā)布,由于德國已經(jīng)建立了十分發(fā)達(dá)的電力交易市場,用電方和供電方也提前在交易系統(tǒng)中達(dá)成了臨時的供電方案,在日全食來臨時,電力供應(yīng)完全正常,并沒有發(fā)生大家擔(dān)心的電網(wǎng)崩潰等問題。而且讓Boris這些電網(wǎng)企業(yè)感到長出一口氣的是,這次他們?nèi)匀皇菬o為而治,并沒有采取任何強(qiáng)制調(diào)度的措施,通過市場化的行為,供電方和購電方自己就解決了問題。
Boris告訴我們,20年前當(dāng)他作為年輕的畢業(yè)生剛到電網(wǎng)公司上班的時候,行業(yè)內(nèi)的老專家告訴他,如果波動性較強(qiáng)的可再生能源接入電網(wǎng)達(dá)到5%以上的比例,電網(wǎng)就有崩潰的危險。今年夏天,在50Hertz的供電區(qū)平均可再生能源的上網(wǎng)電量已經(jīng)達(dá)到了44%,比去年又提高了2個百分點(diǎn),當(dāng)初擔(dān)心的問題并沒有發(fā)生。50Hertz的情況具有代表性,因為它為整個德國差不多三分之一的面積供電。
在Boris給我們的演示中,他強(qiáng)調(diào)了供電曲線的變化幅度與可再生能源所占比例關(guān)系并不大,尤其是在40%比例以內(nèi)的時候,供電負(fù)荷仍然是最主要的決定因素。與我們想象的不同,這樣新能源大規(guī)模的使用也并沒有帶來多大調(diào)峰調(diào)度的壓力,德國的自由電力交易市場解決了絕大部分的調(diào)峰問題,德國政府也專門制定了政策,有10%容量的電廠專門作為備用應(yīng)急電站運(yùn)行。Boris認(rèn)為,我們國內(nèi)熱議的儲能技術(shù)對可再生能源的用處有限,在他看來即使可再生能源比例達(dá)到70%,也并不需要儲能。
當(dāng)然挑戰(zhàn)還是有的,居于首位的就是預(yù)測技術(shù),不僅包括對天氣的預(yù)測,也包括了對用戶用電變化的預(yù)測,大數(shù)據(jù)會大有用武之地。在西門子公司訪問的時候,年輕的能源管理公司總裁Robert就系統(tǒng)展示了將能源系統(tǒng)數(shù)字化的構(gòu)想,在這樣一個系統(tǒng)里,能源將具備智慧,它會不斷學(xué)習(xí)客戶的需要及可以利用的資源,最優(yōu)化匹配供需的關(guān)系。
不過談到急需增加的輸電線路建設(shè),Boris表達(dá)了對我們的無比羨慕。為了滿足德國北電南送的需要,大概要新建1000多公里高壓輸電線路,可是德國的老百姓實(shí)在太不喜歡輸電架塔矗立在自己后院,征地是最大的難題。德國政府不得不苦口婆心勸導(dǎo)民眾,希望大家做出些犧牲來支持國家的能源發(fā)展。新建一條輸電線路,從論證到建成,差不多要十年時間。這樣的事情在中國就不至于這么困難?,F(xiàn)在德國已經(jīng)在論證采取地下電纜的方式輸電,盡管這樣會大大提高成本。這讓我想起我們常說的一句話:“把人民的利益永遠(yuǎn)放在第一位。”
在德國的幾天都是藍(lán)天白云,沿途總是讓人感受到寧靜祥和的氣氛。我覺得,這些應(yīng)該感謝德國的能源轉(zhuǎn)型實(shí)踐,他們正在以先驅(qū)的精神開創(chuàng)一個范例,憑借體制創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步的力量,年輕的Boris和Robert們正在創(chuàng)造一個新的時代。
責(zé)任編輯: 李穎