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德国挑战能源转型-【zixun】

发布时间:2021-10-12 17:23:30 阅读: 来源:H型钢厂家

德国:挑战能源转型

德国将其正进行的改造该国能源经济,使之向可再生能源发展的努力称为能源转型。此举引发了广泛的国际关注。的确,如果用风能和太阳能代替化石燃料和核能的做法可以轻易实现,那么全世界都不必用诧异的眼光紧盯德国的能源转型了。

对其他国家来说,德国放弃化石燃料和核能的做法即使不是疯狂,也极不寻常。毕竟目前主流的看法是,只有化石燃料才能以最廉价和有效的方式满足长期的能源需求。但可悲的是,化石燃料是一种有限的资源,并对气候有破坏作用。福岛核事故也暴露了核电的风险。因而,人们对煤炭和铀的发电依赖显然是不可持续的。

基于以上原因,德国政府决心进行能源经济转型。淘汰核能、发展可再生能源的决定最早是德国2000年提出的,当时引发广泛争议,但福岛核事故后,德国联邦议院达成共识,主要政党都致力于实现能源转型。

福岛核事故已过去两年,对灾难的恐惧已转为对德国能源状况的理性思考,能源转型的成本也一直是各方辩论的主题,因为代价的确不菲。

风能和太阳能

德国人口稠密,以可再生能源为基础建电力供应系统不容易。地热能源几乎没什么潜力,水电虽可作为候选,却没有合适位置建水电厂,生物质能在德国的发展前景也不乐观,只有风能和太阳能可满足德国的电力需求。可以肯定地说,德国向可再生能源的转型成功与否要取决于风能和太阳能的发展情况。

而这两种能源有其自身的特点:第一,发电情况取决于天气,很难根据需求或电力批发价的变化进行调节;第二,电力生产有波动性;第三,风电场和太阳能电厂是资本集中型的投资,随后运行成本会很低。也就是说,初始投资后,接下来20~30年,成本几乎可被忽略。

中午是太阳能发电最活跃的时候,以可再生能源为基础的发电系统在午间会达到峰值。但在冬季,可再生能源发电显然会沉寂不少。因而,能源转型首先要解决一个同步的问题,即怎样能将波动的可再生能源发电与消费者的需求有机结合?

根据需求生产电力

为弥补可再生能源发电波动性的欠缺,应使生产和消费的关系更灵活。如热电厂和沼气发电厂应改变现有的发电模式,根据用户需求发电。同时,一些工业和商业客户也应根据电网负荷情况选择开启或关闭大功率用电设备,而这种灵活的安排则需立法和财政激励措施的跟进。

电网的扩张也是决定能源转型成功与否的关键。通过高压网络连接的区域越大,就越易抵消可再生能源发电波动的影响。

有大型网络后,当风能和太阳能发电过剩时,就可将过剩电力售往附近国家。据估计,到2020年,德国电力过剩将周期性地达到2.2万兆瓦。在风能和太阳能发电占大比率的电力系统中,偶尔的电力盈余是常见现象。但建电力储存设施则非常昂贵。其实只需利用新的存储技术,就可充分利用过剩电力。

另一个比较经济的解决方案是,促进供热部门和电网的整合,根据电力需求而非热量需求运行热电厂。热量可用保温水箱等方法方便且廉价地储存,而热电厂可吸收电网中过剩的电量,并以热量的方式进行储存。

2022年,德国最大的核电站将按计划关闭。目前,较低的批发电价成为投资可再生能源发电备用产能的瓶颈。更糟的是,从经济角度来说,现在经营电厂无利可图。可以预见的是,大量常规电厂可能会退出市场。

如果仅靠市场来保证供应安全而不进行干预,那么可控电力产能将不复存在,停电随时可能发生,这也会让人怀疑,是否应淘汰核能。

一个可应对的措施就是制定法规,禁止系统相关电厂退役。当然,政府也需对运营商做出补偿。还有一种方法是通过驾驭自由市场的创新性发展容量市场,政府需为防止停电而设置必要的可控电力容量,同时对最具成本效益的解决方案进行招标。

德国可再生能源法案是促进能源转型的主要工具,该法案还有待进一步细化。现行法律导致电厂在未来的电力市场中无法收回成本,原因是风电场和太阳能电厂有着近乎为零的边际成本。因而,在基于边际成本而建立的现货市场上,这些电厂可能会遭遇价格崩盘,而风电场和太阳能电厂的数量越多,情况就越明显。当阳光灿烂、风袭阵阵时,由于批发价格极低,电厂无法获利;而当阴云蔽日、寂静无风之时,电厂却无电量可售。

这并不是说政府补贴应继续下去,但正如需为常规电厂提供保证可控电力供应的安全,也需为可再生能源提供附加收入。否则,转型将失败。

上面提及的措施较易实施,如果能与邻国密切合作,将更符合成本效益,国际合作也是能源转型成功的关键。

最强电力供应系统

尽管任务还很艰巨,但毕竟有成功的先例。回顾德国电力系统的发展,可清楚看到,不同时代有相应的变革出现。让电力系统适应条件和需求的变化一直是不断要解决的问题。

为将莱茵-威斯特伐利亚煤矿附近的电厂与阿尔卑斯山的水电厂连接起来,德国首次建立跨地区高压网络,这也是德国向未知领域探索的一步。

1977~1989年,电网扩张程度规模空前,德国铺设了超过1万公里的高压线。而另一个主要变化则是电力和市场的自由化。在此期间,政府提出市场调节的构思,制定市场规则,电力交易也应运而生。在不断变化的需求面前,没什么能阻止不断变化的市场。

回顾历史,所有挑战都被成功超越。实际上,德国的电力供应系统是全世界最安全可靠的,能源转型也一定能成功。

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