中國儲能網(wǎng)訊:在紐倫堡以北20千米處的埃朗根城,坐落著安保嚴密的工業(yè)建筑群,能源巨頭西門子的實驗室和工廠就位于這里。西門子正是參與Energiwende的承包商之一。其中的一座建筑如字面上一樣充滿“能量”(30兆瓦的電能)地嗡嗡作響。在建筑里面是一個用鋼鐵與銅制成,用來大規(guī)模地把交流電轉(zhuǎn)換為直流電的巨型機器。這樣的機器預(yù)定要裝在離岸平臺上,這些平臺必須要承受幾十年強勁的北海風暴。
德國需要這種技術(shù),因為它正在尋求所能找到的最穩(wěn)定的風能來源。而這只有在遠離岸邊的海上才能找到——距離太遠以至于標準的交流輸電線路不能勝任輸電工作。到目前為止,德國只建造了裝機總?cè)萘看蠹s500兆瓦的離岸風力發(fā)電設(shè)施,都在距離陸地90千米的范圍內(nèi),水深則在40米內(nèi)?,F(xiàn)在能源公司正計劃建造10000兆瓦的風電設(shè)施,到岸邊距離遠至160千米,水深達到70米。數(shù)個10000到20000噸的離岸變電站會把數(shù)十億瓦的交流電轉(zhuǎn)換為直流電,直流電在跨越這樣的長距離進行傳輸時能量損失很小。負責德國北海大規(guī)模建設(shè)部分工程的荷蘭電網(wǎng)公司Tennet的企業(yè)發(fā)展總監(jiān)萊克斯•哈德曼(Lex Hartman)說:“世界上沒有任何一個地方這樣做過——以這樣的方式和這樣的規(guī)模建設(shè)離岸電網(wǎng)和輸電線路。”
當然,這一切僅僅是將電能傳輸?shù)胶0渡?,電力還需要穿越德國送抵國家南部的主要工業(yè)中心。這需要大約3800千米的新輸電線路,但由于不情愿的土地所有者和地方政治家拖延了進展并制造阻礙,已經(jīng)建成的只有約200千米。進度的拖延以及對新技術(shù)的采用使得的德國的離岸風電項目本身成為了一場豪賭。“沒有人真正知道Energiwende到底要花費多少,”慕尼黑大學的能源經(jīng)濟學家卡倫•皮特爾(Karen Pittel)說,“尤其是那些風電場,它們大致上就是些試點項目。”
不確定性還不僅于此,即使是現(xiàn)在的風電利用水平,在大風的日子,電網(wǎng)管理者也必須關(guān)閉風機,因為無處容納這些電能。而在另外某個晴天,當云層蔓延過南部德國時,這些區(qū)域的光伏電池板發(fā)電能力可能會下降幾兆瓦。其影響相當于關(guān)閉了一座中等規(guī)模的燃煤發(fā)電站,增加了停電的危險。
沒有了廉價可靠的能源來支持高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和交通系統(tǒng),德國經(jīng)濟,以及整個歐洲的經(jīng)濟都會陷入困境。已經(jīng)有一些德國公司開始在其他地方建設(shè)新生產(chǎn)設(shè)施,例如,去年化工制造商瓦克化學公司決定在田納西州建一座多晶硅工廠,部分原因就是德國能源成本太高了。威爾說;“能源供應(yīng)的質(zhì)量只要下降一點,對高科技產(chǎn)業(yè)就會帶來嚴重的影響。即使沒有停電,這些行業(yè)也越發(fā)緊張了。”
為了避免災(zāi)難發(fā)生,德國必須開始更大規(guī)模地運用儲能技術(shù)以及負載平衡策略。現(xiàn)在,整個國家有31座抽水蓄能電站。這種電站可以在夜間把水抽到高處,然后讓向下的水流推動水輪機發(fā)電。它們總共可以存儲38兆千瓦時的電能,這聽起來好像很多,但還不到德國風電場以峰值功率在90分鐘內(nèi)輸出的電能。
電池或許能幫上忙,但目前它們成本太高,難以承擔大任。在埃朗根的另一座建筑里,西門子正基于三種不同的鋰離子技術(shù)來制造拖車大小的電池。每個電池可以為40個德國家庭供電一天,但是這些電池作為備用電源來說就太貴了。取而代之的是,高科技企業(yè)可能利用它們平安度過供電不穩(wěn)定之時,例如持續(xù)15分鐘,8兆瓦的波動,這樣的話那些特殊設(shè)備就無需經(jīng)歷耗時漫長的重啟過程。鋰離子電池價格至少還需要下降一半,才能為風機在數(shù)小時內(nèi)輸出的額外電能提供一種經(jīng)濟的存儲方法。
其他存儲技術(shù)也正處在開發(fā)中,不過即使它們最終可以投入實用,也還是要等很多年。例如,西門子正在研究的一項新技術(shù),是利用過量的電能分解水來制取氫。不過這是實驗性質(zhì)的技術(shù),而且在目前這個階段價格很昂貴。
不可避免的,當承受著巨大壓力的電力系統(tǒng)把歐洲拖入泥淖之時,7月最炎熱的幾周卻即將到來,當被烈日炙烤的德國人向空調(diào)求救時,風力渦輪機卻都停在那里。直到有大規(guī)模且價格低廉的儲能技術(shù)可用之前,可以迅速且高效地啟動的天然氣發(fā)電站會是用來協(xié)調(diào)這種狀況的最為實用的方法。但人們沒有充足的動機來建造這種電站。天然氣發(fā)電站要滿足高峰期電力需求,已經(jīng)不能再每次運行固定的幾個小時了。因為電力需求變化也不再是可以預(yù)測的了,曾經(jīng)在工作日下午固定下降的需求,現(xiàn)在則是隨著太陽和風變動。波茨坦氣候影響研究院的首席經(jīng)濟學家,奧特瑪·埃登霍費爾(Ottmar Edenhofer)說:“電力市場的設(shè)計將會發(fā)生根本性的變化。需求是浮動的,與此同時供應(yīng)也是浮動的。這兩個維度的聯(lián)系和互動已經(jīng)成為熱門的研究課題。會出現(xiàn)新的和正在形成中的市場失效情況。