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储能电站能否盘活德国能源转型?

发展商业电池储能电站可以快速促进德国可再生能源的发展,然而对可再生能源不利的法律和对煤炭的依赖亟需解决。

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一家位于德国北部什未林市的WEMAG拥有一家商业电池发电站 WEMAG拥有商业电池蓄能,该电站位于德国东部城市什未林。电站的主要功能是保持电网的供需平衡,但是需要有效的监管来促进其发展。(图片来源:WEMAG)

本月初,德国最大的商业电池蓄能电站的扩建工作正式启动。扩建完成后,该电站的蓄电能力将增加至原来的三倍。该电站所有方为使用可再生能源和天然气进行发电的市政公共事业企业WEMAG,电站的主要功能是保持电网的供需平衡。

该电站位于德国北部城市什未林,2014年投入使用时的蓄电能力为0.5万千瓦,是欧洲同类型项目中最大的一个。鉴于德国素来以技术能力闻名于世,且其在绿色能源供应转型方面也付出了大量努力,建设这样一个电站似乎也是顺理成章。

但德国国内电池蓄能行业的增长却落后于其他国家。投建什未林市这座电站的公司尤尼克斯(Younicos)就在英国和美国德克萨斯州等地看到了更大的商机。该公司表示,这些地方的规章制度设计更加合理,有利于蓄能设施的发展。

 “德国市场并不适合建电网级蓄电池项目,原因在于和其他国家不一样,德国的规章制度对蓄能设施相当不利,”尤尼克斯发言人Hiersemenzel表示。“蓄能设施能提升整个供电系统的调配速度、精确度和经济价值,但在德国却得不到应有的重视。”

电池蓄能取得进展

去年,可再生能源解决了德国约三分之一的电力消费。然而要将具有波动性的可再生能源电力并入仍以化石燃料发电为主的电网依旧任重道远,这也同时阻碍了电网向全面清洁高效的方向发展。

与传统火力发电厂不同,风能和太阳能装置发电不由需求决定,而是完全看天气。风大的时候,德国北部一些州府的风力发电厂生产的电能过多,以至于不得不切断与电网的联系,防止其负荷超载;风小的时候,风力发电完全不能满足用电需求,需要靠化石燃料发电填补缺口。

像什未林电站这样的电池蓄能电站或许提供了一种解决方案。他们可以向电力输配运营商出售变频调速服务,以保持电网的稳定。与扮演这一角色的传统电厂相比,他们的灵活性和准确性更高、反应时间也更短。

家庭蓄电系统的蓬勃发展也可以帮助解决这一问题。从德国出台高于市场价格的可再生能源上网电价补贴政策以来,数百万德国家庭在自家屋顶上安装了太阳能光伏板,并且有越来越多的家庭选择加装蓄电池。这些系统规模虽小,但整合在一起同样能够稳定电网。例如,电力公司LichtBlick就已经和特斯拉联手,将多个家庭系统连接在一起形成网络,建立能够变频调速的“虚拟电站”,或是在能源价格更高时批量出售电力。

高峰电价政策依旧不明朗

尽管如此,蓄能设施要想在电力批发市场上盈利,电能过剩(如遇到大风天气,或是艳阳天)形成的低峰电价和产能下降形成的高峰电价之间就必须有显著的差别。

今年,德国政府批准对电力市场进行改革,允许提高高峰电价。从长远角度看,这将提升蓄能设备的商业吸引力。但总部位于柏林的能源咨询机构Energy Brainpool的格斯表示,德国的传统发电能力较强,因此出现所谓高峰和低峰的情况并不多。

 “电网上还有很多传统发电站,它们还不够灵活,没法随着电力价格的变化而调整发电量。这就意味着目前德国不会长时间地经历高峰价格或是低峰价格。”他说。

但格斯也提到,一旦最后一批核电站全面脱网,大量基载电力抽离市场导致电价“暴涨”,这种情况可能就会有所改观,“那个时候蓄能设施就可以赚钱了。”

风能过剩 还是煤炭过剩?

即便德国履行自己的承诺,关闭所有核电站,其国内仍有不少传统发电站。2015年,煤炭发电占德国电力消费总量的40%以上。高层对这一问题辩论不休,绿色团体也不断施压,但德国目前仍没有具体落实逐步淘汰燃煤电站的方案。

支持者认为,燃煤电站能够提供稳定的电力供应,可以在可再生能源发电产能不足时保障人们的基本用电需求。但批评者认为,这些必须时刻保持运转的燃煤电站阻碍了电力系统朝着更加绿色、更加灵活的方向发展。

批评者还认为,电网负荷超载的原因并不是可再生能源过剩,而是因为褐煤发电比重过大。这些电厂缺乏灵活性,在可再生能源发电量上升时无法关闭。

 “传统电站不可能跟上这种非常快速的变化。因此,我们需要的是类型多样的蓄能组件,而不再是基载电站,”汉堡大学应用科学系的沃纳·贝巴说。

新技术呼唤新法规

贝巴正在进行一个试点项目,利用锂离子蓄电设施存储德国北部一风力发电厂生产的电能。该项目隶属于一个更大的研究项目,旨在探讨解决可再生能源发电系统面临的问题,同时帮助政府改善与此相关的法律。

贝巴解释说,除了蓄电池,他的团队还在试验其他的蓄能方法,例如将电转化为燃气,实现可再生能源更大规模、更长时间的存储。能够根据供需情况调节电力生产和存储的智能电网也正在测试中。

格斯表示,德国想要建立灵活性更高、更加集成化和智能化的能源系统,必须出台比目前的《可再生能源法案》更优化的规章制度。近年来,德国政府已经采取了一些积极的行动。例如,即将在明年生效的《可再生能源法案》修正案规定,特定类型的蓄能设施可免于支付跟上网电价补贴相关的费用。目前,欧盟法规禁止电力输配运营商直接投资蓄能设施,而德国的立法部门正在讨论对这项法规的司法解释进行修订。

但要走的路还很长。批评者指出,修订后的《可再生能源法》中存在一些不利于可再生能源发展的因素,例如要求采取措施限制可再生能源的增长以防止电网负荷超载。

贝巴认为,要想真的有所进展,德国就必须下定决心转变能源系统的基本结构,降低对传统发电方式的依赖。这就意味着对煤炭采取行动。“政府希望确保我们不会出现无电可用的情况,这可以理解,”他说。“但从另一个方面看,他们必须在这一问题上做出政治决定。”

翻译:金艳

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