3年前的一天早上，通用電氣（歐洲）能源管理公司德語區(qū)總裁凱文·皮耶齊被頂頭上司請進了辦公室。對方遞給他一張餐巾紙，上面用圓珠筆潦潦草草畫了幾筆示意圖：“昨晚和朋友喝酒，說到德國的能源轉(zhuǎn)型，我們覺得現(xiàn)有的電力管理體系肯定會過時。未來一定要有一套智能化管理系統(tǒng)，以及電力儲存系統(tǒng)來配套。這是我們創(chuàng)造一個示范性太陽能和燃氣混合發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)想，你看啥時候能完成？”皮耶齊立即召集工程師們開會，一圈審議程序走下來，大家表示難度不小，卻都躍躍欲試。
近日，記者來到通用電氣（歐洲）能源管理公司參觀。皮耶齊說，這個“餐巾紙上的構(gòu)思”今年5月已變成現(xiàn)實。不僅工廠用電自給自足，而且能出售給公共電網(wǎng)。尤為關(guān)鍵的是，“我們這套系統(tǒng)演示了可再生能源與傳統(tǒng)能源并存同步，在技術(shù)上是可行的，在商業(yè)模式上也能盈利”。據(jù)介紹，這套系統(tǒng)內(nèi)含600千瓦屋頂太陽能發(fā)電系統(tǒng)、400千瓦燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和200千瓦電池儲電系統(tǒng)。
德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署專家托比亞斯·羅特哈徹指出，儲電系統(tǒng)是通用電氣混合發(fā)電系統(tǒng)的核心。事實上，儲電系統(tǒng)也是德國能源轉(zhuǎn)型突破瓶頸的中期解決方案。2011年，德國政府宣布了能源轉(zhuǎn)型計劃，決定到2022年徹底放棄核電，到2050年使可再生能源占發(fā)電比例達80%以上。如今德國各地已安裝了130多套可再生能源系統(tǒng)。2014年，可再生能源在德國共發(fā)電1606億千瓦時，占總消耗電量的27.8%，超過硬煤、褐煤及核能，首次成為德國頭號發(fā)電大戶。與此同時，能源轉(zhuǎn)型面臨的一塊硬骨頭也越來越難啃：可再生能源靠天吃飯，在沒有風的陰天，如何保證8000萬人的生產(chǎn)生活用電？電網(wǎng)的運營需要穩(wěn)定頻率，風能和太陽能每天大起大落，如何防止波動引發(fā)停電事故？目前的權(quán)宜之計是維持傳統(tǒng)電廠運轉(zhuǎn)，在滿足基本負荷的同時充當“備胎”，但它與能源轉(zhuǎn)型的大目標相悖。而且，傳統(tǒng)電廠必須維持70%以上的產(chǎn)能才可具備電力調(diào)節(jié)的靈活性，否則將影響電網(wǎng)穩(wěn)定。
反復(fù)研討之后，德國各界把“突圍”的重擔壓在了電力儲存系統(tǒng)上。中短期目標是讓電池儲電系統(tǒng)充當電網(wǎng)“穩(wěn)壓器”，當可再生發(fā)電能力超過用電需求時，把多余的電力儲存起來；晚上風力不足或沒有太陽的時候，釋放儲存的電力。羅特哈徹表示，由于光伏組件系統(tǒng)和電池價格不斷下降，到2016年初，搭建屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)和儲電系統(tǒng)的成本將實現(xiàn)電網(wǎng)平價。也就是說，今后用戶安裝了屋頂太陽能發(fā)電系統(tǒng)，不僅可以自用，在扣除補貼的情況下，賣給公共電網(wǎng)還能賺錢。目前德國有超過20%的新光伏設(shè)備銷售之初就安裝了太陽能蓄電池。今后幾年，蓄電池將成所有新裝光伏發(fā)電設(shè)備的標準配置。
電池系統(tǒng)的另一個應(yīng)用是建造電池發(fā)電廠，直接參與電網(wǎng)管理。德國梅前州去年建成歐洲最大的一個商用電池發(fā)電廠項目，使用了2.5萬塊電池，占地約一個學校體育館大小，裝機容量5000千瓦。今年3月德國發(fā)生日食，電池廠以不到200毫秒的反應(yīng)速度向公共電網(wǎng)輸電，比普通電廠電力平衡系統(tǒng)要快3000倍，驗證了它在穩(wěn)定電網(wǎng)、應(yīng)對停電事故方面的能力。承建該電廠的德國尤尼科斯公司新聞發(fā)言人菲利普·菲爾門澤對記者表示，他們的優(yōu)勢在于設(shè)計智能高效的儲電管理系統(tǒng)，變壓器之間通過電網(wǎng)頻率就能直接“相互對話”。
記者參觀了尤尼科斯公司在柏林西郊建造的技術(shù)中心，這里集成了1000千瓦到6000千瓦的高能鈉硫電池系統(tǒng)、200千瓦的高效鋰電池系統(tǒng)、兆瓦級智能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、太陽能和風能模擬系統(tǒng)，以及1000千瓦的儲能電池柴油發(fā)電機系統(tǒng)，用于研發(fā)和測試電池儲存管理軟件。德國聯(lián)邦外貿(mào)與投資署專家安娜·布羅伊蒂加姆表示，把這么多的可再生能源系統(tǒng)都集納在同一個屋檐下測試，這樣的技術(shù)中心在世界上也是少見的。據(jù)介紹，尤尼科斯已在德美英等國建成了20多家電池發(fā)電廠。
羅特哈徹說，德國也在對長期的儲電方案進行研究。比如將水分解出氫氣儲存，需要時再用氫氣燃燒發(fā)電。去年德國100家地方電力公司聯(lián)手建造了一個試點工廠，在轉(zhuǎn)換過程中只有23%的能源損失。羅特哈徹認為，當前世界可再生能源格局中，美國和日本優(yōu)勢是在應(yīng)用，德國則在技術(shù)開發(fā)上有優(yōu)勢，中國擁有龐大市場和堅實的新能源制造業(yè)。德中兩國應(yīng)該攜手合作，優(yōu)勢互補，充當可再生能源發(fā)展的火車頭。<
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