中國儲能網(wǎng)訊：近日，德國社會各界熱議有關(guān)加速核能退出和大力發(fā)展可再生能源的話題。從目前的輿論來看，日本核泄漏事故后暫時從德國電網(wǎng)中退出的8個核反應(yīng)堆很有可能將就此“永久退出”。由此帶來的電力缺口目前暫時通過進(jìn)口部分電力、提高傳統(tǒng)電廠生產(chǎn)能力等方式解決，將來則希望通過大力發(fā)展風(fēng)電等可再生能源予以替代。德國政府和業(yè)界為此呼吁，德國應(yīng)大力改擴(kuò)建能夠充分利用可再生能源的智能電網(wǎng)，并加強(qiáng)能源存儲技術(shù)和電網(wǎng)技術(shù)的研究。
可再生能源需要智能電網(wǎng)
眾所周知，風(fēng)力的大小始終處于一個變化過程，太陽光也只會在白天照射，風(fēng)電、太陽能發(fā)電等相應(yīng)具有不穩(wěn)定的波動性，因此，不同于可穩(wěn)定地向電網(wǎng)輸送電力的傳統(tǒng)發(fā)電廠，可再生能源發(fā)電聯(lián)入電網(wǎng)后會帶來很大的波動。此外，傳統(tǒng)發(fā)電廠多位于消費中心附近，可集中通過電力干線傳輸，而可再生能源發(fā)電受到自然環(huán)境限制，還要考慮占用耕地等影響，因而更多位于沿海地區(qū)或邊遠(yuǎn)地區(qū)，要充分利用這些分布式的電能就必須建設(shè)智能輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并不斷改進(jìn)電力存儲技術(shù)。
為了把大量的綠色能源，特別是風(fēng)力發(fā)電從海上安全并低損耗地傳輸?shù)絻?nèi)陸使用，德國也需要進(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)有輸電網(wǎng)絡(luò)，并創(chuàng)新輸電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如可以使電力低損耗長距離傳輸?shù)乃^“電力高速公路”。為了確定今后的輸電線路需要，德國政府準(zhǔn)備在今年擬定“目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)2050”草案，其主要任務(wù)是連接離岸海上風(fēng)力發(fā)電場，并將電力傳輸?shù)降聡胁亢湍喜康南M中心，改建通往鄰國的連接線路等。
整合完全不同來源的電力，并且低損耗的進(jìn)行能源傳輸和存儲絕非易事，只有加強(qiáng)基礎(chǔ)研究以及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)研究，才能使新技術(shù)市場化并且供人們使用。德國政府為此將于2011年制定一個面向2020年的全面能源研究計劃，重點是可再生能源、能源效率、能源存儲技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及整合能源供應(yīng)中的可再生能源。
智能網(wǎng)絡(luò)提高能源使用效率
一直以來，主要的電力供應(yīng)商都根據(jù)電力消耗來決定電力生產(chǎn)。盡管有時會出現(xiàn)暫時的電力負(fù)荷高峰，但傳統(tǒng)的發(fā)電廠能夠為電力網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)出足夠的電力。而未來，當(dāng)電力越來越多地依靠不穩(wěn)定的可再生能源產(chǎn)生時，人們對電力生產(chǎn)的調(diào)控能力將受到嚴(yán)重制約。因此，未來的能源需求必須更加靈活地適應(yīng)供給。換句話說，“以電力生產(chǎn)決定消耗”也是解決問題的一個辦法。例如，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制，沒有必要在特定時間使用的設(shè)備就可以選擇在更有利的時間使用電力。人們?yōu)榇诵枰氖乾F(xiàn)代化、智能化的網(wǎng)絡(luò)和適當(dāng)?shù)碾娰M激勵措施。
現(xiàn)代通信和信息技術(shù)可將未來所有能源系統(tǒng)的組成部分，即電力生產(chǎn)者、存儲者、消費者和電網(wǎng)智能地相互連接在一起，構(gòu)成所謂的“能源互聯(lián)網(wǎng)”。智能電表是這個網(wǎng)絡(luò)中重要的一部分，消費者可以通過它更好地適應(yīng)波動的可再生能源電力。在今年德國漢諾威工業(yè)博覽會上，多個廠商展示了這類智能儀表。通過集中和分散的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制，人們可以讓電力消耗終端設(shè)備在電力充沛和最具成本效益的時候使用。
2008年12月以來，德國投資1.4億歐元實施“E-Energy”計劃，在6個試點地區(qū)開發(fā)和測試智能電網(wǎng)的核心要素。例如，在庫克斯港（Cuxhaven）的“E-Energy市場”，風(fēng)電充足時將冷庫冷卻到比平時更低的溫度，短期內(nèi)如果電力供應(yīng)趨緊，冷庫就可以使用這種低溫儲備而不需要電力。巴登符騰堡州示范區(qū)的“E-Energy模型屋”則通過屋頂?shù)奶柲馨l(fā)電或地下室的微型熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生能量。家電通過網(wǎng)絡(luò)智能控制電力消耗，車庫里的電動車還可以存儲微電廠產(chǎn)生的多余電力。
擴(kuò)大能量存儲也是重要一步
電力隨時按需生產(chǎn)，供求時刻小心平衡，以免停電或電網(wǎng)超載，這樣的要求對常規(guī)電廠而言已經(jīng)很不容易，對于來自于風(fēng)和太陽的波動能源就更加困難。因此，除了改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施外，擴(kuò)大能量存儲也是很重要的一步。人們可以把多余的電力存儲起來，需要時再釋放到電網(wǎng)中。
到目前為止，最常見的是抽水蓄能電廠，用過剩的電能將水提升到高處的水庫中，在電力供應(yīng)緊張時再把水放出來驅(qū)動渦輪機(jī)發(fā)電。易存儲的生物沼氣也適合于為風(fēng)電和太陽發(fā)電的波動提供補(bǔ)償，它可以在強(qiáng)風(fēng)期間暫停，在電力供應(yīng)低迷時啟用。德國政府的新法規(guī)中加強(qiáng)了對沼氣進(jìn)行財政鼓勵的措施。
此外，德國政府還加強(qiáng)了對新的能量存儲技術(shù)的研究，許多存儲技術(shù)在理論上已經(jīng)可行，但還不適合日常使用，德國希望更快地將它們推向市場，例如壓縮空氣存儲、氫存儲、用甲烷生產(chǎn)氫氣和電動汽車電池等等。
