德國下一代智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢

時(shí)間:2011-12-31

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:在歐洲,德國是最積極導(dǎo)入再生能源的國家。同時(shí)也是歐洲第一個(gè)讓電力公司以高于一般電價(jià)收購太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電

  在歐洲,德國是最積極導(dǎo)入再生能源的國家。同時(shí)也是歐洲第一個(gè)讓電力公司以高于一般電價(jià)收購太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電,導(dǎo)入“FIT”制度的國家。事實(shí)上,和莫斯科與薩哈林同屬高緯度的柏林,隨處可見太陽能電池板安裝在住宅屋頂。若是搭乘電車,也沿途可見風(fēng)力發(fā)電用大型風(fēng)車成排林立的景象。

  制定高標(biāo)準(zhǔn)之減碳目標(biāo)

  2008年12月,歐盟(EU)通過一項(xiàng)法案,內(nèi)容包括溫室氣體排放量較1990年減少20%、再生能源用量提高至整體電力20%以上等。此項(xiàng)法案亦由德國所主導(dǎo)。而德國也制定目標(biāo),希望在2020年以前,將生質(zhì)酒精發(fā)電等再生能源之發(fā)電量比率,提升至整體的30%,且溫室氣體排放量也必須較1990年減少40%。與日本訂立“較1990年減少25%”的目標(biāo)差距甚大。但德國在2008年前后已多次向媒體表示,“德國目前已達(dá)到削減18%~19%的目標(biāo)。距離40%的目標(biāo)還差21%~22%,達(dá)成目標(biāo)的可能很高?!?/p>

  然而,德國也是在最近10年才開始有所轉(zhuǎn)變。德國SiemensAG日本法人SiemensHeadofEnergySector,JapanEnergySector的AlfonsFrank表示,“風(fēng)力發(fā)電與太陽能發(fā)電雖然從10年前開始增加,實(shí)際上較具規(guī)模的建置是在最近5年左右。”

  過去德國的主要發(fā)電來源為燃燒石炭的火力發(fā)電。即使是目前與其它歐洲國家相較,使用再生能源的比例上也并不突出。不過,由于過去電力自由化政策與東西德統(tǒng)一造成的效應(yīng),活化了大規(guī)模的電力交易,讓德國成為歐洲國家當(dāng)中,電力結(jié)構(gòu)與電力網(wǎng)變化速度最為急遽的國家之一。

  受到2009年金融風(fēng)暴造成景氣低迷影響,加上西班牙在建置太陽能發(fā)電的數(shù)量上大幅低于2008年,因此一般預(yù)期太陽能電池市場將大幅衰退。然而,德國目前仍持續(xù)建置太陽能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電。于慕尼黑設(shè)立銷售據(jù)點(diǎn)的三洋電機(jī)表示,“德國Q-CellsSE或SHARP等生產(chǎn)大規(guī)模發(fā)電用薄膜太陽能電池廠商受到的影響較為嚴(yán)重。反倒是重視能源效率的住宅用太陽能電池市場影響較小,甚至變得更為活絡(luò)?!?/p>

  德國積極建構(gòu)下一代電網(wǎng)

  現(xiàn)在,德國正式開始因應(yīng)下一代電網(wǎng)架構(gòu),對(duì)過去的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改革。隨著分散型電源的增加,大規(guī)模地重新建構(gòu)電網(wǎng)。

  具體而言,德國新型電網(wǎng)的架構(gòu)包括(1)將各種火力發(fā)電廠設(shè)置于市區(qū)中,或是盡可能配置于就近的區(qū)域,其中包括采用天然氣或生質(zhì)酒精的火力發(fā)電廠;(2)實(shí)時(shí)(RealTtime)掌握電力使用者的需求,依據(jù)需求調(diào)整電力供應(yīng)量;(3)采用汽電共生(Cogeneration)方式發(fā)電,發(fā)電的同時(shí)也供應(yīng)熱能,以提高燃料的使用效率;(4)積極的運(yùn)用電動(dòng)車(EV)充電池與太陽能發(fā)電電力,對(duì)電網(wǎng)中架構(gòu)“電力回流”等。

  首先,電力來源盡可能布建于當(dāng)?shù)兀扇 暗禺a(chǎn)地銷”的概念,將電力留在該區(qū)域使用。有別于以往從距離都市甚遠(yuǎn)的大規(guī)模發(fā)電廠,以長距離單方向供應(yīng)的電力網(wǎng),這項(xiàng)改革有助于減少電力因長距離傳輸而損耗。

  當(dāng)然,德國未來在北海進(jìn)行大規(guī)模的海洋風(fēng)力發(fā)電設(shè)置計(jì)劃,以及在北非等區(qū)域則與Siemens公司和DESERTECFoundation公司建置100W規(guī)模之太陽能發(fā)電廠等,以輸送高電壓直流電(HVDC)的送電網(wǎng)為例外。

 

  發(fā)電廠提供住宅用電與熱水

  德國建設(shè)中的下一代電網(wǎng),與美國“智能電網(wǎng)(SmartGrid)”概念相同。和美國一樣,德國為隨時(shí)掌握使用者的電力使用情況,正在積極布建可監(jiān)控家電產(chǎn)品耗電的“智能電表”。不過,和美國不同的是,德國下一代電網(wǎng)的架設(shè)目標(biāo)增加了“地產(chǎn)地銷”及“汽電共生(Cogeneration)”的概念,亦即由發(fā)電廠同時(shí)供應(yīng)電力與熱能。因?yàn)榈聡?002年推動(dòng)的汽電共生的“Kraft-W?;rme-Kopplung(KWK,共享電力與熱)”法案,結(jié)果促使電力公司與地方政府等開始建設(shè)100M~數(shù)百M(fèi)W規(guī)模之汽電共生式發(fā)電廠。據(jù)日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)總和開發(fā)機(jī)構(gòu)指出,“德國由于汽電共生發(fā)電成長遠(yuǎn)高于太陽能發(fā)電之,電網(wǎng)的容量已經(jīng)接近飽和狀態(tài)?!?/p>

  德國計(jì)劃總發(fā)電量30%將使用再生能源,且再生能源發(fā)電量的中1/3將采用生質(zhì)酒精。比例上,汽電共生發(fā)電與生質(zhì)酒精的組合在也有所增加。例如,位于德國東南方RWE公司汽電共生發(fā)電廠即為此類,發(fā)電可供應(yīng)數(shù)公里外公寓林立、約兩萬戶新興住宅區(qū)之用電和熱水,或同時(shí)供應(yīng)蒸汽。

  然而,汽電共生發(fā)電這也存在某些問題。要供應(yīng)熱水與蒸汽,發(fā)電廠就必須離住宅越近越好。不過Siemens的Frank指出,“居民并不是很歡迎街道上設(shè)置這類發(fā)電廠,并非所有地區(qū)皆可接受此汽電共生的發(fā)電設(shè)備。”實(shí)際上,如前述德國東南方RWE公司設(shè)立的汽電共生發(fā)電廠,在興建時(shí)也遭遇到反對(duì)運(yùn)動(dòng)。

  2020年電動(dòng)車普及發(fā)展

  對(duì)于下一代電網(wǎng)而言,另一個(gè)重要的構(gòu)成關(guān)鍵就是達(dá)到電動(dòng)車市場的普及發(fā)展。德國政府計(jì)劃在2020年以前,使電動(dòng)車或油電混和車(PHEV)進(jìn)入100萬輛以上的普及階段。順應(yīng)此趨勢,電力公司與車廠開始急速擴(kuò)置充電站。

  具體而言,RWE、Siemens、德國DaimlerAG、法國Renault以及挪威VattenfallAB和德國BMWAG等電力公司均積極參予充電基礎(chǔ)建設(shè)的建置。例如RWE便藉由“e-mobilityBerlin”之實(shí)證測試企劃,預(yù)計(jì)于2010年底,在柏林市內(nèi)設(shè)置500處充電站,目前已經(jīng)完成愈來60所,用于推廣之店面“EnergyShop”也已于2009年11月開幕。

  Daimler于2009年11月開始生產(chǎn)兩人乘坐汽車第二代“smart”系列電動(dòng)車,此款電動(dòng)車在德國頗受歡迎,2012年將供應(yīng)至一般市場。至于Siemens雖然沒有直接生產(chǎn)電動(dòng)車,但該公司表示,“EV/PHEV將于2020年累計(jì)銷售450萬輛”,此數(shù)據(jù)遠(yuǎn)超過德國政府的目標(biāo),目前該公司正積極進(jìn)行電動(dòng)車與電網(wǎng)結(jié)合的相關(guān)建置。Siemens的Frank表示“若電動(dòng)車數(shù)量持續(xù)增加,恐怕早晨將產(chǎn)生極大的電力需求并達(dá)到顛峰。因此必須及早準(zhǔn)備相關(guān)因應(yīng)之道?!背潆姇r(shí)是否供應(yīng)正確的電壓亦為實(shí)驗(yàn)主題之一。另一方面,Vatternffall則在柏林市內(nèi)設(shè)置了25所以上的充電站,特征為透過非接觸式IC卡進(jìn)行使用者認(rèn)證。

  在歐洲各國中,德國對(duì)電動(dòng)車用二次電池之開發(fā)最為積極。包括再生能源、電動(dòng)車、智慧電表等各種與下一代電力網(wǎng)相關(guān)的各種技術(shù),也全方位的進(jìn)行強(qiáng)化。

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