以史為鑒 從德國經(jīng)驗分析中國光伏發(fā)展之路

【中玻網(wǎng)】德國能源轉型的任務就像中國古代建造長城一樣，十分艱巨。2010年，德國相關部門制定了本國到2050年的氣候保護和能源發(fā)展的目標，提出在二氧化碳減排的同時，保證能源安全性、經(jīng)濟性。2011年，德國相關部門對這一目標進行了修訂，增加了一條“將在2022年時全部退出核電”。這些目標指明了德國能源轉型的方向：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也開展大量節(jié)能工作。可更新能源到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，已形成一個非常穩(wěn)定的電力系統(tǒng)，可更新能源的快速發(fā)展，對原有電力系統(tǒng)提出了很多新的挑戰(zhàn)。
　　
　　經(jīng)統(tǒng)計，目前德國可更新能源發(fā)電的約97%都接入了配電網(wǎng)。如果不對電網(wǎng)進行大規(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)會帶來以下挑戰(zhàn)：一、過去電流都是從高等電網(wǎng)向低級電網(wǎng)配送，但現(xiàn)在，如果低級電網(wǎng)無法把本級別的電能消耗完，電流就會傳遞給高等電網(wǎng)。也就是說，高等別電網(wǎng)中將產(chǎn)生雙向負荷流，如果電流過大，就會產(chǎn)生安全隱患。二、在電源供應方面，隨著可更新能源發(fā)電的比例加大，當出現(xiàn)太陽落山、沒有風等情況，就需要有巨大的后備電源作為保障。其次，太陽能、風能等可更新能源發(fā)電的出力情況以及負荷狀態(tài)變化劇烈，這要求現(xiàn)有電源具備快速調節(jié)功率的能力。三、可更新能源波動性大、負荷變化梯度大，為適應它們接入電網(wǎng)，傳統(tǒng)發(fā)電廠需要進行改造，增強靈活性。這需要通過不斷擴建電網(wǎng)和加強儲能技術來實現(xiàn)。
　　
　　為此，德國能源署進行了大量的研究工作，主要包括以下幾個核心問題：可更新能源發(fā)展相關法律法規(guī)的修訂；目前促進可更新能源發(fā)展作用機制的有效性；未來遇到挑戰(zhàn)和問題時的解決辦法。希望這些成果能對中國產(chǎn)生借鑒作用。
　　
　　對德國可更新能源發(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：怎樣促進可更新能源發(fā)展，怎樣從財政政策上加以激勵；可更新能源大量進入電網(wǎng)后，系統(tǒng)穩(wěn)定性如何維持；促進可更新能源發(fā)展所產(chǎn)生的成本由誰負擔。隨著可更新能源的發(fā)展，德國相關部門對《可更新能源法》不斷進行修訂，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。
　　
　　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量控制在一個固定范圍內(nèi)；其次，新的可更新能源發(fā)電設備投運后，所發(fā)的電不能再享有固定電價，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，同樣也要承擔可更新能源附加費。
　　
　　在德國發(fā)展可更新能源的過程中，有個十分深刻的教訓。過去，我們懷著雄心壯志，大力發(fā)展的同時卻忽視了可更新能源并網(wǎng)對電網(wǎng)其他部分產(chǎn)生的巨大沖擊，從而花費了巨大代價解決問題。
　　
　　從2009年至今的5年內(nèi)，德國光伏發(fā)電裝機量從不足10吉瓦增加到37吉瓦。德國全境處于同一個時區(qū)內(nèi)，東西時差只有30多分鐘。德國目前有上百萬個光伏電站，中午尖峰時，光伏發(fā)電出力會同時達到尖峰，必要時只能通過“棄光”，保障電網(wǎng)安全�，F(xiàn)在，我們十分注重靈活性的變化，針對可更新能源并網(wǎng)采取了大量技術措施，保障整個系統(tǒng)的安全。我們對可更新能源發(fā)電設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，雖然主要靠市場調節(jié)，但還是把光伏裝機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到25%，很多傳統(tǒng)發(fā)電站的發(fā)電小時數(shù)和年發(fā)電量已受到影響。但為了保證整個電網(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)保持待機狀態(tài)，出力很小，但要比以前承擔更為復雜艱巨的任務。據(jù)測算，2050年，德國傳統(tǒng)電站要應對1小時內(nèi)整個系統(tǒng)40%的電力波動，這要求發(fā)電機組能快速啟動。這需要大量技術創(chuàng)新，如地區(qū)配電網(wǎng)中可調節(jié)的變壓器、相關通信技術等新技術的支持。
　　
　　以上經(jīng)歷表明，能源轉型要對未來有前瞻性，不能出現(xiàn)問題再解決，應盡早研究和規(guī)劃，把耗費的成本降到較好低。比如，為適應可更新能源大規(guī)模發(fā)展的需求，電網(wǎng)規(guī)劃應具有至少提前十年的前瞻性