放棄核能加速能源轉(zhuǎn)變
2011年5月30日，受日本核泄漏事故影響，德國(guó)總理默克爾領(lǐng)導(dǎo)的執(zhí)政聯(lián)盟艱難地做出決定：2022年前關(guān)閉德國(guó)全部核反應(yīng)堆。此前暫停運(yùn)營(yíng)的八個(gè)核反應(yīng)堆則永久性關(guān)閉。放棄核能迫使德國(guó)加速能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。德國(guó)核電份額從2010年的22.4%驟降到了2011的17.5%。與此同時(shí)，可再生能源占德國(guó)發(fā)電量則從2010年的16.4%增長(zhǎng)到2011年的19.9%，預(yù)計(jì)到2020年這一比例將上升到35%。
可再生能源的迅速發(fā)展給電網(wǎng)造成了壓力。為了接納更多的風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等波動(dòng)性大的綠色能源，德國(guó)希望能通過(guò)技術(shù)革新來(lái)滿足未來(lái)分布式能源供應(yīng)的需求。其中，僅2011年8月通過(guò)的德國(guó)第六能源研究計(jì)劃就將撥款34億歐元，重點(diǎn)資助那些對(duì)加快德國(guó)能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐十分重要的戰(zhàn)略優(yōu)先領(lǐng)域，包括可再生能源、能源效率、能源儲(chǔ)存系統(tǒng)、電網(wǎng)技術(shù)以及可再生能源在能源供應(yīng)中的整合等。
羅斯勒：“為了未來(lái)的能源供應(yīng)，我們需要可持續(xù)的能源網(wǎng)絡(luò)。能源供應(yīng)的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致分散和更加依賴天氣的電力生產(chǎn)。為了確保在這些情況下德國(guó)的經(jīng)濟(jì)有一個(gè)可靠的電力供應(yīng)，我們必須智能地平衡電力消耗和能源生產(chǎn)。電力生產(chǎn)、管線運(yùn)營(yíng)商和客戶未來(lái)必須被更好地互相連接起來(lái)。而解決問(wèn)題的關(guān)鍵是現(xiàn)代信息和通信技術(shù)。”
羅斯勒說(shuō)：“智能能源網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展是能源政策成功實(shí)施不可缺少的組成部分。在E-Energy燈塔項(xiàng)目的六個(gè)模型地區(qū)我們已經(jīng)研發(fā)和測(cè)試了基于新的信息和通信技術(shù)的智能電網(wǎng)的程序、基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備和概念框架。我們還支持了德國(guó)工程院進(jìn)行“未來(lái)能源網(wǎng)格”的研究，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度分析直到2030年的智能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的成功因素。將來(lái)的關(guān)鍵是我們?nèi)绾螀f(xié)調(diào)所有智能能源系統(tǒng)改造的利益相關(guān)者。”
通過(guò)信息化能源打造能源互聯(lián)網(wǎng)
E-Energy是2008年德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部與環(huán)境部在智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)上推出的一個(gè)為期4年的技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)計(jì)劃。它提出打造新型能源網(wǎng)絡(luò)，在整個(gè)能源供應(yīng)體系中實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)字化互聯(lián)以及計(jì)算機(jī)控制和監(jiān)測(cè)的目標(biāo)。E-Energy同時(shí)也是德國(guó)綠色I(xiàn)T先鋒行動(dòng)計(jì)劃的組成部分。綠色I(xiàn)T先鋒行動(dòng)計(jì)劃總共投資1.4億歐元，包括智能發(fā)電、智能電網(wǎng)、智能消費(fèi)和智能儲(chǔ)能四個(gè)方面。為了分別開(kāi)發(fā)和測(cè)試智能電網(wǎng)不同的核心要素，德國(guó)聯(lián)邦經(jīng)濟(jì)技術(shù)部通過(guò)技術(shù)競(jìng)賽選擇了6個(gè)試點(diǎn)地區(qū)團(tuán)體。
E-Energy充分利用信息和通信技術(shù)開(kāi)發(fā)新的解決方案，以滿足未來(lái)以分布式能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)的電力系統(tǒng)的需求。它將實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與家用電器之間的相互通信和協(xié)調(diào)，進(jìn)一步提高電網(wǎng)的智能化程度。換句話說(shuō)，其目標(biāo)不僅是通過(guò)供電系統(tǒng)的數(shù)字聯(lián)網(wǎng)保證穩(wěn)定高效供電，還要通過(guò)現(xiàn)代信息和通信技術(shù)優(yōu)化能源供應(yīng)系統(tǒng)。默克爾專門針對(duì)E-Energy表示：“應(yīng)該為能量生產(chǎn)和消費(fèi)提供智能IT支持，包括從電站中的發(fā)電機(jī)到客戶的各個(gè)環(huán)節(jié)。”
把信息通信技術(shù)和能源這兩個(gè)領(lǐng)域綜合起來(lái)是E-Energy項(xiàng)目的重點(diǎn)，在解決核心技術(shù)之后，德國(guó)準(zhǔn)備從配電到循環(huán)電網(wǎng)打造一個(gè)全新的能源互聯(lián)網(wǎng)。在不到十年的時(shí)間，“智能電網(wǎng)”概念已從最初的輸配電過(guò)程中的自動(dòng)化技術(shù)，擴(kuò)展到電力產(chǎn)業(yè)全流程實(shí)現(xiàn)智能化、信息化、分級(jí)化互動(dòng)管理。而現(xiàn)在來(lái)看，電網(wǎng)正充分利用現(xiàn)代通信和信息技術(shù)成果，向著智能化的方向發(fā)展，所謂的“智能能源網(wǎng)絡(luò)”呼之欲出。
兼顧技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)
從E-Energy的項(xiàng)目來(lái)看，有幾點(diǎn)值得關(guān)注。首先是能源生產(chǎn)和消費(fèi)的新模式。E-Energy試圖在“面向耗電的發(fā)電”基礎(chǔ)上加上“面向發(fā)電的耗電”。換句話說(shuō)，就是改變以前按需生產(chǎn)的模式，通過(guò)E-Energy協(xié)調(diào)用戶實(shí)現(xiàn)按照生產(chǎn)情況來(lái)進(jìn)行消費(fèi)。實(shí)踐中則是通過(guò)將可轉(zhuǎn)移負(fù)荷轉(zhuǎn)移到非峰值時(shí)間，從而減少峰值負(fù)荷。該理論模式影響深遠(yuǎn)，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行“平峰填谷”不僅可以節(jié)約大量的能源，提高電網(wǎng)效率，還可以抑制不斷攀升的峰值負(fù)荷。
其次是綜合考慮可再生能源和電動(dòng)汽車的影響和應(yīng)用。E-Energy計(jì)劃不僅涵蓋了各種可再生能源的并網(wǎng)應(yīng)用，還充分考慮了將來(lái)電動(dòng)汽車的大量應(yīng)用可能對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響。根據(jù)該計(jì)劃的安排，2009年至2012年除了進(jìn)行智能電網(wǎng)實(shí)證實(shí)驗(yàn)以外，同時(shí)還將進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電和電動(dòng)汽車等的實(shí)證實(shí)驗(yàn)，并對(duì)互聯(lián)網(wǎng)管理電力消費(fèi)進(jìn)行檢測(cè)。其中包括合理調(diào)控電動(dòng)汽車的充電，避免分支電網(wǎng)出現(xiàn)電力負(fù)荷。此外，通過(guò)智能調(diào)控系統(tǒng)，還可以把電動(dòng)汽車用作備用電源和移動(dòng)存儲(chǔ)器，在用電較少的時(shí)段進(jìn)行充電，在用電高峰時(shí)將電力反哺到電網(wǎng)，從而起到削峰填谷的作用。這樣的綜合考慮和試驗(yàn)，可以為電動(dòng)車與電力系統(tǒng)的一體化提供必要的技術(shù)，把將來(lái)電動(dòng)汽車對(duì)電網(wǎng)的影響降到最低，并且實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電的分散性與電動(dòng)汽車的集成性之間的互補(bǔ)。
最后是高度重視新式智能電網(wǎng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。從資金投入和試驗(yàn)范圍來(lái)看，E-Energy只是一個(gè)技術(shù)研發(fā)和綜合驗(yàn)證項(xiàng)目，參加試驗(yàn)的范圍并不大，多的不過(guò)就1000名用戶，有的示范模型中分散的小型發(fā)電廠也只是20個(gè)微型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，似乎無(wú)法與投資巨大的電網(wǎng)改建項(xiàng)目相提并論。不過(guò)如果換一個(gè)角度來(lái)看，在目前智能電網(wǎng)技術(shù)尚未成熟，標(biāo)準(zhǔn)正在逐步制定的時(shí)候，德國(guó)通過(guò)E-Energy計(jì)劃不僅推進(jìn)了自己的技術(shù)研發(fā)，驗(yàn)證了相關(guān)的平臺(tái)系統(tǒng)，綜合了不同用戶的反饋，更重要的是進(jìn)一步制定出德國(guó)甚至歐盟的智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。這將為德國(guó)繼續(xù)建設(shè)自己的智能能源網(wǎng)絡(luò)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也將為其進(jìn)軍世界智能電網(wǎng)市場(chǎng)備足“糧草彈藥”。
