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让电网与绿色连接起来

电网运营商处于气候变化的前线,然而这一点经常被忽视。就在德国提出宏伟的可再生能源扩充计划之际,莱沙•托尼分析了这一转型所面临的矛盾。

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德国刚刚提出的摒弃核能、发展可再生能源的最新计划,着实给可再生能源业打了一针兴奋剂。加州已经作出了类似的决定,计划到2020年将其可再生能源的比重提升到33%。中国则一再重申其宏伟的风能目标,并正朝着2015年装机容量9000万千瓦的目标迈进。

但是,大规模的可再生电力,特别是太阳能和风力发电,都严重依赖电网。电网就是把电力从发电者输送给消费者的通道。煤炭可以被运输到一个城市然后在其附近的电厂燃烧发电,但可再生电力只能在那些太阳能和风能丰富的地方生产,然后再通过电网输送。特别是在中美两国,这些可再生能源产地通常都离大城市非常遥远。因此,可再生能源也通常要在电网上“长途跋涉”才能到达消费者那里。
 
但是,可再生能源丰富的农村地区的电网通常都很脆弱,因此要它吸收全部可利用的可再生电力非常困难,或者说根本就不可能。美国各地的农村的风电热潮面对着电网超载的压力,使电力无法输送到东西海岸的大城市。全球风能理事会、中国资源综合利用协会可再生能源专业委员会和绿色和平组织(中国)联和发布的《中国风电发展报告2010》指出,中国快速扩张的风电事业面临着同样的挑战。
 
太阳能和风能发电的另外一个巨大问题是其间歇性:阳光并不是总有,风不是总在吹。对此,电网的运营商——负责电力在电网上输送的技术人员用来应对间歇性问题的办法屈指可数。首先是在一个较大范围内收集可再生能源,这样总会有有风的地方吧。其次是对用户需求进行统筹,在较多用户不用电的时候可以将其切断几个小时。再次是用水力发电和天然气发电等可控的手段作为备用方式。电网运营商经常把上述三种方法综合起来,但第一种方法尤其需要有一个联系紧密的强大电网把各地区整合在一起。
 
中国目前正在大力投资建设这样一个联系紧密的强大电网,以便把可再生电力从西部和北部输送到沿海大城市。但是,一个国家要真正大规模提高可再生能源的比重,电网建设只是一个开端。要让电网运营商把间歇性的可再生电力充分利用起来,还需要有大量的支持性政策、程序和技术。
 
比如,精确的天气预报至关重要,特别是24小时之内的。高质量的天气预报能够让电网运营商规划出满足客户预期需求的可再生能源最小额度,这样就不需要过多的燃煤或者其他电力来作为备用,从而减少污染并节省燃料。
 
可再生能源的发电成本通常要比煤炭和天然气更高一些,部分原因在于化石燃料经常会得到直接或间接的补贴,还有部分原因在于可再生能源技术还不像化石燃料技术那样成熟。电网运营商的“标准流程”是先用最便宜的电力。这样一来,政府就必须强制电网运营商们购买可再生能源电力,尽管它们可能并不是最便宜的。要做到这一点,可以通过多种途径,包括可再生能源投资组合标准或者所谓的优先调度要求,但这些都会改变电网运营商对发电者的选择方式。
 
电网运营商的一个关键责任就是通过发电和用电的全天候良好平衡,保持电网的稳定。一个稳定的电网需要多个支持性服务,即业界所说的“辅助服务”,包括备用发电等。备用发电必须要在电厂突发故障时在几分钟甚至几秒钟之内进行补位。备用发电当然也是应对间歇性可再生能源的方法之一。但是,很多对煤电高度依赖的(比如中国内的)地区,可能没有能够很快并网的备用发电方式。因为要把煤电作为备用发电方式,电厂必须不断烧煤才能保持锅炉的热度,以备不时之需。这样一来,用煤电作为可再生能源的备用发电方式就意味着可再生能源的环境效益被抵消殆尽,因为燃煤电厂还是在运行的。为了真正实现可再生能源的效益,电网运营商必须找到更清洁的 “辅助服务”方式。
 
德国最近建成的风力电场采用的技术可以让他们采取其他辅助服务的方式,如无功电力。这是把可再生能源融入电网的重要一步,但它仍然无法完全解决备用发电的具体问题。为了充分利用可再生能源,电网运营商和决策者必须对辅助服务的所有技术和程序方式进行深入透彻的考虑。
 
IPCC五月份发布了一份关于可再生能源潜力的特别报告,断言说在今天的技术条件下,风能、水能、太阳能和生物质能完全可以满足全世界的能源需求。但是,要充分利用这些能源还面临着众多障碍。电网的建设和强化只是其中一个方面,电网经营的政策、程序和技术也同样重要。这些都要通过适应和发展,实现与可再生能源的无缝对接。要通过可再生能源发电实现温室气体排放的最小化,电网运营商的作用尤其关键。他们在保护气候的工作中扮演者至关重要的角色。
 
 

作者简介:莱沙·托尼,世界资源研究所高级研究员。

首页图片来自绿色和平

 

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gaidee

电老虎:屁股碰不得?

电网扮演着一个特别的角色,这篇文章指出了这一点,很欣慰。

我们天天都在用电,可是很多人对电这个玩意还是一知半解,也实在是件遗憾的事情。电有两个基本特征,一是以光速运行,所以时刻需要保持生产和需求的平衡,二是电网的潮流很复杂,你不能确定你使用的电来自哪个发电机,不管是风电还是太阳能(很遗憾)。还有呢,就是电力行业高度垄断,在中国尤甚,运行不透明,信息部对称,监管不到位,老百姓完全就是“被服务”。再者,电力也是个高危行业,但是也属于经济之命脉,不让普通物质的老百姓触碰,主次种种,造成目前之电网和低碳、节能乃至环保的脱节,特别是在发展中国家尤甚,发达国家也好不到哪里去。自爱迪生1882年9月4日在纽约曼哈顿开启首个大型变电所以来的130年,实际上电力行业的变迁甚少,问题的源头是在这个伟大的发明家,也在美国。IPCC也好,还是其他人也罢,整天在唠叨着可再生能源这样好那样好,不把电网公司搞定,再好的东西也不能大面积铺开,这也是全球面临的大问题,中国尤其如此,搞过可再生能源的诸君心里面清楚地很呢。

The power industry: is it untouchable?

The power grid plays a special role which I am pleased to see this article points out.

We use electricity everyday but many people have very little knowledge with regards to electricity which is unfortunate. Electricity has two basic characteristics, one is that it moves at the speed of light, so the balance between production and demand needs to be constantly maintained, the second is that the use of the grid is very complex, you do not know for sure whether you are using electricity from generators regardless of wind or solar power (very regrettable). Also, there is a high degree of monopolisation in the power industry, particularly in China, where it is run non-transparently, the owners have sole power over information, there is no regulation and the ordinary people are only ever customers. In addition, power is also a high-risk industry but is part of the lifeblood of the economy. It cannot be influenced by the ordinary people in various ways, resulting in the present state of power grids and low-carbon, energy-saving and environmental protection being out of their influence, particularly in developing countries while developed countries are not much better. Since Edison turned on Manhattan’s first large-scale substation on September 4, 1882, in the 130 years past, little has changed in the power industry, the source of the problem is in the great inventor, but also in the United States. The IPCC also, or just other people worth mentioning with all the nagging of renewable energy, “this type is good, that type is good”, it is not sorted out by the energy companies, no matter how good things are there cannot be a large-scale roll out. Those who have engaged in the renewable energy industry know clearly that this is not only a serious problem faced by China, but also the world.

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anumakonda

要利用可再生能源必须对供电能力进行评估

好文章。是啊,对电网供电能力的评估是更广泛使用可再生能源的前提。很多国家都面临这个问题。

Dr. A. Jagadeesh Nellore (AP),印度
风能专家
电子邮件:[email protected]

Evacuation of power must for Renewable Energy power

Good article. Yes. Evacuation of power through grid is a prerequisite for wider installation of Renewable Energy. This problem is faced in many countries.

Dr.A.Jagadeesh Nellore(AP),India
Wind Energy Expert
E-mail: [email protected]