中國儲能網(wǎng)訊:歐洲積極發(fā)展綠能,使得能源儲存需求大增,在眾多電池技術(shù)與新創(chuàng)事業(yè)積極搶食未來市場的同時,也有許多人直接想到人類當(dāng)前最成熟、價廉的能源儲存技術(shù)之一:抽蓄水力發(fā)電。挪威因?yàn)橄忍斓匦蝺?yōu)勢,擁有 937 座水壩,成為“歐洲電池”的候選人。
目前德國、丹麥大力發(fā)展風(fēng)能,丹麥已經(jīng)連年出現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電最高峰時,甚至?xí)^全國用電量,因此必然要出口電力,很不幸的當(dāng)?shù)滐L(fēng)力發(fā)電過剩時,北德的風(fēng)力發(fā)電也一樣過剩,大家一起過剩,電該往哪里去?于是挪威學(xué)者專家自告奮勇,認(rèn)為挪威可以擔(dān)任容納多余電力的要角。
挪威科技大學(xué)學(xué)者卡斯帕·維爾萊德(Kaspar Vereide)以及挪威可再生能源環(huán)境設(shè)計(jì)中心(Centre for Environmental Design of Renewable Energy,CEDREN)均認(rèn)為,挪威的大量水壩有機(jī)會成為“歐洲電池”。
卡斯帕·維爾萊德于 2015 年提出,只要改裝 20 座水壩都為抽蓄水力發(fā)電設(shè)施,每座提供高達(dá) 1 吉瓦(Gigawatt)的儲電容量,總計(jì) 20 吉瓦,水壩改裝本身將要價 3 億歐元,同時還得興建歐洲各國連接到挪威的高壓輸電線路,以及相對應(yīng)的所有系統(tǒng),與水壩改建經(jīng)費(fèi)全數(shù)加總,總價約 60 億歐元。
事實(shí)上挪威國家電網(wǎng)(Statnett)早已開始進(jìn)行“虛擬能源儲存”。挪威現(xiàn)有 6 條高壓直流(HVDC)跨國輸電線路,其中 4 條連往丹麥,總計(jì) 1.7 吉瓦容量,其他 2 條連往荷蘭,總計(jì) 700 百萬瓦(Megawatt)容量。興建中的有一條 1.4 吉瓦高壓直流跨國輸電線路 NordLink 連往德國,以及同為 1.4 吉瓦的北海電網(wǎng)連結(jié)(North Sea Network ,NSN) 連往英國,兩者都由 ABB 承包。
當(dāng)?shù)滐L(fēng)能過剩時,透過跨國輸電線路把多余能源輸往挪威,挪威就先使用丹麥的廉價過剩電力,讓水庫先慢慢儲蓄融雪水、雨水,等到丹麥需要電力時,挪威再用先前省下的水來發(fā)電,回輸給丹麥。雖然并沒有用上抽蓄水電,但這種做法形同是在幫丹麥儲存電力,所以稱之為“虛擬能源儲存”。
也就是說,挪威事實(shí)上早已開始擔(dān)任歐洲電池的角色,只是規(guī)模沒那么大。卡斯帕·維爾萊德認(rèn)為,20 吉瓦的目標(biāo)太過宏大,需要大幅擴(kuò)建跨國輸電線路,需要較長時間才能達(dá)成,但短中期內(nèi),達(dá)成 5 吉瓦的目標(biāo)則并不會太困難。
隨著德國發(fā)展綠能的腳步加速,挪威“歐洲電池”的角色越來越受到德國的重視,因?yàn)槔碚撋?,若德國完全由風(fēng)能與太陽能供電時,挪威的水電儲能資源,可以完全滿足德國的能源儲存需求。然而,這也引起了一場對于“歐洲電池”概念的大辯論。
德國:高低鋒期相同、抽蓄設(shè)施不足
德國能源投資家與研究者比楊·彼得斯(Bj?rn Peters),于 2017 年 3 月時,對挪威“歐洲電池”概念提出了質(zhì)疑,他的主張是,挪威目前水壩要在夏季豐水期儲水,供應(yīng)冬天枯水期的用電,而冬季是北歐暖房用電高峰,為此每年得儲存相當(dāng)于 440 億度電力的水,比楊·彼得斯認(rèn)為挪威人自己的用電需求就會占用大多數(shù)水庫的儲能空間。
比楊·彼得斯又認(rèn)為,由于挪威的用電高峰與德國的用電高峰相同,都在冬季,而太陽能發(fā)電高峰卻是在夏季,同時,挪威水庫的水源來自春季融雪以及夏季雨水,水位高峰也是在夏季,兩者有電時一起有電,缺電時一起缺電,無法互補(bǔ)。比楊·彼得斯還認(rèn)為由于挪威正在全力推動全面電動車化,產(chǎn)生額外電力需求,使得挪威更不容易擔(dān)任“歐洲電池”。
比楊·彼得斯也指出,挪威現(xiàn)在少有抽蓄水力發(fā)電設(shè)施,需要大幅興建;此外,將必須大幅擴(kuò)建跨國輸電線路,挪威國內(nèi)的輸電網(wǎng)絡(luò)容量也得同時大為擴(kuò)增,以應(yīng)付將電力輸送到各地水庫儲存的負(fù)載。
針對德國人的質(zhì)疑,卡斯帕·維爾萊德與 4 位挪威學(xué)者立即提出反駁,指出比楊·彼得斯的想法有部分犯下基本錯誤。
挪威:丹麥、德國過剩風(fēng)能恰補(bǔ)挪威抽蓄水電
挪威學(xué)者們指出,電網(wǎng)能源儲存需求,主要是供電與需求要時時平衡,并非看每年的用電度數(shù),例如當(dāng)?shù)滐L(fēng)力發(fā)電于夜間過剩時,挪威即使尚未大力興建抽蓄水電,光是以“虛擬能源儲存”的方式,就可以吸收過剩電去化,省下發(fā)電用水,因而讓水庫儲得更飽,在白天用電尖峰時發(fā)電,這種每日,或是以周為單位的彈性調(diào)節(jié)平衡,和每季或每年巨觀上來看從夏季儲水到冬季的需求是兩回事,并不互相干擾。
卡斯帕·維爾萊德也指出比楊·彼得斯對德國與北歐國家當(dāng)前可再生能源發(fā)展?fàn)顩r有基本誤解,受限于緯度,北德與北歐國家主要的可再生能源是風(fēng)力發(fā)電,而非太陽能,而風(fēng)力發(fā)電是冬季會過剩,也就是說,事實(shí)上,德國風(fēng)能過剩時,剛好挪威的水庫都在低水位、潛在儲存容量最大時,剛好互補(bǔ),與比楊·彼得斯誤以為的情況恰恰相反。
卡斯帕·維爾萊德更進(jìn)一步說明,當(dāng)前挪威因?yàn)樯儆谐樾钏?,因此在入冬前,水庫都必須蓄積到滿水位,以因應(yīng)冬季的發(fā)電需求,此時能源儲存能力的確會大減,不過,若是照卡斯帕·維爾萊德的計(jì)劃,大力興建抽蓄水電設(shè)施,就不再有此必要,冬季可發(fā)完電后利用丹麥、德國的多余電力,把水抽回水庫。
另一方面,挪威本身也正在積極興建風(fēng)力發(fā)電,一一完工上線后,也將使冬季的水力發(fā)電需求相對大減。
而針對電動車需求,挪威學(xué)者也強(qiáng)力反擊,指出挪威把全數(shù)汽車換為電動車,每年增加用電約 80 億度,不過是增加年用電量的 6%,對能源平衡毫無影響。
挪威學(xué)者也有同意比楊·彼得斯之處,那就是當(dāng)前挪威的確抽蓄水電設(shè)施太少。由于過去沒有需求,目前挪威只有 12 座抽蓄水力發(fā)電設(shè)施,但是,挪威學(xué)者們指出,要把現(xiàn)有水壩新安裝抽蓄水力發(fā)電設(shè)施并不困難,而且,因?yàn)椴⒎切陆ㄋ畨危⒉粫协h(huán)保爭議問題。
挪威學(xué)者們認(rèn)為,挪威的確有“歐洲電池”的潛力,只不過要實(shí)現(xiàn)這樣的潛力,需要政治上大力支持。
對于挪威學(xué)者們的“華山論劍”,比楊·彼得斯表示同意他們的部分論點(diǎn),也認(rèn)為要把挪威現(xiàn)有水壩改裝為抽蓄水力發(fā)電設(shè)施是有可能的,只是站在德國的立場,比楊·彼得斯有多一層憂慮。他擔(dān)心,不論挪威提供儲能服務(wù)與否,挪威本身用電永遠(yuǎn)可以滿足,但對仰賴挪威當(dāng)“歐洲電池”的國家來說,萬一挪威的儲能容量到頂了,該怎么辦呢?
或許比楊·彼得斯的憂慮有點(diǎn)杞人憂天,因?yàn)闆]有任何國家會把雞蛋全放在一個籃子,必定會建置自有的能源儲存容量,或是建立其他各種虛擬能源儲存與調(diào)配方式,而非全數(shù)仰賴“歐洲電池”。
無論如何,“歐洲電池”能否實(shí)現(xiàn),還得仰賴挪威政府政策,是否只想自掃門前雪,或是愿意在能源領(lǐng)域扮演更積極的國際角色,并為國家開創(chuàng)全新財(cái)源?這就要看挪威政治人物的決心了。