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电网和储能,应该是并存的两个系统。他们就像一场音乐会中不同的乐器,共同演奏出美妙的乐曲。
——Heiko M.Stutzinger(文内称H)
电源结构变化要求电网的更多灵活性
《亮报》:今年2月,德国的两大电网公司宣布,计划从北往南新建一条输电线路,以将德国北部的风电输送给南部工业城市,从而满足德国摈弃核电、向新能源转型后的用电需求。您认为在新的能源决策背景下,电力系统面临什么样的挑战?
H:过去传统的电力系统是由火电厂等常规电源,直接传输到各个家庭。现在的新状况是,既有火电这样的传统常规电源,也有风电、光伏等不同的电源解决方案。也可以说,过去的发电方式集约单一,而现在则趋向于分布式、多元化。在德国,这已成为共识。
我们由集约单一的发电方式转向分布式、多元化时,就需要有更强灵活性的电力系统。构成“灵活性”的多重因素,一是输配电网,二是储能系统,三是需求侧、用户侧的管理。举例来说,现有的一些户用光伏夜间并不能高效运转:白天阳光充沛,太阳能被自动消耗,而如果日照不充足,很可能用户家里的洗衣机就不能工作。这就需要更智能的用电管理模式。
这其实是我们常常会遇到的问题。我们的电源很多,但用户需求曲线和能源生产曲线并不是完全契合的。可能有这样的情况:没有风也没有日照,用户仍然有较高的用能需求,而风能、太阳能等能源的供应却较少。这种情况就需要移峰填谷。这要求电力系统更具灵活性。
《亮报》:也就是说可再生能源的使用对电力系统提出了更高要求。那么怎样来提高电力系统的灵活性?
H:在德国,电网是构成灵活性的一个因素,但同时储能、用户侧管理等也是灵活性的重要因素。德国的两大电网公司计划建设远距离输电线路,从北向南把风电高能效地跨区送出,但这不是短期内能够完成的。而对于大量的太阳能来说,储能的优点得以体现:你可以使用储能装置来帮助维持有功功率平衡。
实际上,德国人的观点是电网和储能等并存,实现多样化发展,因为我们现在需要这些保障电力系统灵活性的措施。输电线路的建设关乎国家能源安全,相对于个人的需求,这更需要国家层面的支持。但现在仍有争论,而上述对灵活性高需求的问题已经存在,所以我们需要一些应对举措。储能在这时能提供帮助,你不需要等待很长时间,现在就可以使用抽水蓄能、压缩空气储能以及蓄电池储能等方式来提高灵活性。
我觉得,电网和储能,应该是并存的两个系统。他们就像一场音乐会中不同的乐器,共同演奏出美妙的乐曲。
储能有助于电网调峰调频
《亮报》:中国国家能源局此前发布了2013年风电发展情况,去年平均弃风率同比降低。您认为建设电网以及使用储能装置对于减少弃风能起到什么作用?
H:其实在德国,我们也一样曾面对弃风的问题,并曾因此不得不减少风电,因为我们已经有太多并网的电源。
这是个大问题。对此我们进行了广泛的讨论,但答案是最终解决方案并未找到,这些事情需要具体问题具体分析——风电的发出、利用与消纳,与风电场的地理位置、临近省份的用能情况等相关。
具体到储能来说,储能的优势在于现在有多种已证实的技术,例如抽水蓄能、压缩空气储能以及不同种类的电池等可供选择。根据具体的情况,因地制宜,你可以评估采取什么方式储能可以达到更好的效果,然后做出决定。
《亮报》:在提升电力系统的灵活性中,储能扮演什么角色?
H:储能可以帮助增强电网的灵活性。
在美国加利福尼亚,研究人员论证了储能对于电网的32种益处,解释了储能可以做什么。举例来说,其中一个好处是,储能可以帮助实现我们提到的移峰填谷。若你使用储能方式,在能源富余时,你可以把他们存储在储能装置中,这样当电源供能不足时,储能装置可以将能源反馈给你。另一个好处是可以均衡负荷,我们知道超负荷运行、系统频率过高或过低都可能引起电网崩溃,而采用储能的话,能更好地保障系统频率的常规稳定。
可再生能源,例如风能和太阳能,本身具有不确定性和不可控性,很难满足稳定、连续、可调的供电,这些能源的大规模使用和并网,对于电网来说意味着冲击。储能可以帮助更好地控制这种输出功率不断变化引起的冲击所带来的影响。
当然,从发电侧来说,你还可以通过制定计划减少生产。但如果有了储能系统,我们可以有更多控制可再生能源的方法,能源的浪费也会更少——因为这些被储存起来的能源可以反复利用。
储能系统就像是电网的“智能手机”
《亮报》:电网需要怎样适应用户对电力系统灵活性的更高要求?
H:如果你们有可再生能源发展计划,那么你将没法按照过去旧有的传统的方式来运行电网。这是不可能的。在德国也是一样,我们对此已经有深切的感受:按照传统的模式运行电网早已十分困难。
或许有些人喜欢沿袭过去的习惯,打个比方说,假如在你的办公桌旁有一个垃圾篓,有一天它被不小心挪动了位置,你会发现自己仍然多次尝试在原来的位置扔垃圾。但作为电网运营者,原有模式一定会有一天将变得不再可行。因为会有太多太多的可再生能源进入实用阶段,而负荷也会让人抓狂。实际上,在德国,我们已经遇到了这个问题。
这一问题困扰着人们:如果不改变现有的运行模式,就会造成断电以及极大的问题。所以电力系统的运行在德国显得十分关键。合理运用储能方式,是可以帮助平衡、稳定电网运行,但这当然仍需要一些改变。
这就像是智能手机的风靡。它改变了我的生活方式吗?是的。我喜欢它吗?当然。我希望回到旧时光吗?那可不会。我觉得储能对于电网来说,就像是智能手机之于我们,会带来很大的帮助。