無限“風光”在未來

　　最近讀到《德國能源轉型的十二個見解》，文中表達了關于德國在2050年完成能源轉型的十二個頗有見地的觀點，指出堅定不移地發展以風能和太陽能為主的可再生能源是德國能源轉型的無可替代的選擇。現實中，我們也看到，德國為實現可再生能源發展目標制定了清晰的路徑，堅定不移地將之付諸實施。2011年6 月，德國議會通過了關于能源轉型目標的提案，在接下來的40年里其電力行業將從依賴核能和煤炭全面轉向可再生能源，核電站將在2022年底之前逐步關停。 2011年，德國可再生能源電力占整個電力消費的20%左右，按照德國設定的目標，未來每十年比例就將提高15個百分點，2020年這一比例要達到35% 以上，2030年達到50%以上，2040年超過65%，到2050年，可再生能源電力占比將達80%以上。而在可再生能源電力中，風能和太陽能光伏發電，作為最經濟、最成熟的可再生能源發電技術，將奠定德國能源轉型的基礎。德國有關部門測算，到2022年，風能和太陽能光伏發電將占可再生能源發電的 70%，其后這一比例將繼續攀升，直至達到90%以上。按照該篇文章作者的說法，未來“風能和太陽能決定一切”。

　　在文章描繪的未來情景中，為建立風能和太陽能光伏為基礎的電力供應體系，必須徹底改變未來電力系統結構，使電力系統中其他部分都圍繞風能和太陽能進行優化，淘汰后剩余的傳統化石燃料電廠將主要作為備用容量存在，在沒有陽光和不刮風時才運行，所謂的“基本負荷”電廠將成為歷史。 當然，這一情景也面臨著全新的挑戰，即系統如何增加足夠的靈活性以適應可再生能源發電出力的波動特性。針對這一點，作者指出，當前提供足夠靈活性的技術解決方案已經具備，問題的關鍵不是技術問題，而在于用合適的激勵機制創造公平的競爭環境，確保成本效益最佳的技術方案得到優先使用。系統的靈活性，可通過供應側和需求側雙方向的各種靈活性方案以及電網擴容和儲能來實現，而目前來看，提高火電廠的靈活性是除電網擴容之外最有效的方式之一。通過技術改造和優化組織結構，白煤和褐煤發電廠的最小負荷可以分別從目前占裝機容量的40%和60%降到20%和40%，一個百萬千瓦規模的火電廠，5分鐘內的最大負荷變化可以從目前的幾萬千瓦提升到20萬-30萬千瓦，冷啟動的時間可以從目前的10分鐘降低到4分鐘和6分鐘。火力發電機組具有提升靈活性的巨大潛力。

　　在增加系統靈活性的方式選擇上，作者認為，在未來相當長一段時間內，與新的儲能技術相比，通過擴容電網將可再生能源電力并入電力系統的成本更低。目前新的儲能技術造價高昂，且在中期內將居高不下，加之利用率偏低，從系統成本控制的角度看，其經濟性較差，所以應該優先使用其他經濟性更好的辦法。按照文章的測算，只有當可再生能源電力占比超過70%時，新的儲能技術才會對德國電力系統的成本控制起到正向作用。儲能技術可以是研發的重要領域，但并不一定是當務之急。擴大電網的連接和調度范圍，不僅可以充分利用可再生能源的區域資源差異，緩釋可再生能源電力的波動性，也能將電網作為“間接儲能系統”，通過市場調節使電力在發電成本高低不同的區域之間自由買賣。

　　此外，該文還提出，將電力與供熱相結合，將大幅提升系統的靈活性。與電能相比，熱能更易于存儲，損耗也更低。在冬季風電大發的季節，也是熱能需求的高峰，這是兩者天然有利的聯系。根據電能和熱能兩方面的需求對現有發電設施進行升級改造并不是什么難題，德國很多電力公司已經在安裝“電轉熱”和儲熱系統。

　　德國能源轉型戰略的目標和實施策略是具有啟發意義的。能源行業決策的實施需要幾十年的時間，今天的行動需要諾干年后才能初見效果，所以，我們必須從國家戰略的高度規劃我國可再生能源發展的具體路徑，及早決策，及早實施。如果還是按照既定思維去規劃未來的發展，將來轉型的代價將更大，我們要以時不我待的精神去推動各項工作，唯有如此，才不會錯失我國能源轉型的歷史機遇。