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“小城微网”之争(图)

放大字体  缩小字体 发布日期:2014-06-25   
      船小好调头。一座只有10余万人口的美国小城,正在发展新能源、节能减排的路上奔跑着,这不仅仅是一个新潮的话题,更是给居民生活和电力工业带来巨大变化的决定,他们遭遇到了哪些问题呢?
 
      大面积地安装太阳能智能逆变器和通讯网络设备是有代价的,数亿美元的费用被分摊在电费里,导致德国如今的电价比2002年贵了一倍,达到40美分一度,这几乎是美国伊利诺伊斯州电费价格的4倍。即便是这样,德国政府依旧觉得负担太重,在今年1月的一次德国政府会议上,能源部长加布里亚说:“去年花在用电户设备改造上的钱是325亿美元,太庞大了,政府必须在发展新能源和产业稳步发展之间寻找一个平衡点”,所以德国政府将太阳能补贴砍掉了25亿美元。
 
      新能源与电网冲击的矛盾
 
      不久前,拥有将近15万人口的美国科罗拉多州第四大城市福特科林斯市,成为了全美新能源发展历程中的又一个焦点,因为这里正在进行一场实验。
 
      这座人口不多的小城,多年被美国媒体评选为“最适宜居住城市”,现在,政府和市民决定让这种宜居的环境持续下去,首先从能源利用入手。根据已通过的计划,该市将通过用燃气发电替代老旧的燃煤机组、利用建筑屋顶光伏发电、建造太阳能花园、利用风力发电、发展储能技术、推行节能改造等途径,进行节能减排。预计到2030年,这座小城的碳排放将减少80%。
 
      但这个“看上去很美”的计划,却引发有关电网安全的争议。美国加州电力能源研究院(EPRI)专家克拉克˙盖林斯说:“每当你在自家屋顶安装一块太阳能电池板,每当你安装一个充电桩并给自己的电动汽车充一次电,每当风力发电机开始转动的时候,这些看起来都是小动作,但每家每户的加在一起,对于电网来说就是一个巨大的冲击,毕竟电网之前的设计构想,并没有包含抵御这些冲击的能力。”
 
      根据媒体调查,现今越来越多的美国家庭想要在屋顶上安装太阳能电池板,给自家供电,所以以上问题不仅仅是福特科林斯小城的困境,也是所有试图尝试新能源和微电网的地区的问题。
 
      美国家庭将现“退网潮”?
 
      “最直接的影响,如果有经济能力的家庭都脱离大电网,自己用太阳能、风电等方式供电的话,那么,大电网的建设成本,就只能由那些经济条件不好、租房子的、信用度差的底层家庭来承担了,他们的电费反而高了,这是不公平的。”美国落基山研究所詹姆斯˙曼德尔说。“而且那些自建家庭电站的人也会逐渐意识到,管理和运行一个家庭微网,并不是一件轻松的事情,费时费力费钱。如果到时候他们又想重新接入大电网,那怎么办?”
 
      但趋势的发展总是有点无法逆转。根据落基山研究所发布的报告预测,在2020年左右,在洛杉矶和纽约的曼彻斯特郡等5个经济条件较好、人口密集度不高的地区,将会出现大量的“退网家庭”,转而使用太阳能和储能技术来自己发供电。“还剩6年时间,电网也要有所转变,面对这个挑战。”研究人员说。“这些‘家庭微网’尽管很新潮,供电可靠性却不高,当然解决办法还是有的,比如德国模式。”
 
      德国是怎么做的?

      德国模式:新能源发电多,电价贵一倍
 
      德国近几年的新能源装机比例大增,据相关新闻资料显示,在一个阳光充足、多风的正午,德国全国的发电量有一半以上来自可再生能源,甚至最高时达75%。那么,德国人是如何化解如此大比例可再生能源装机对电网稳定的冲击呢?
 
      德国政府花费了数亿美元,给全国各地漫山遍野的太阳能光伏设备安装了智能逆变器和通讯网络装置。正常情况下,如果电网系统中发生大停电等不稳定因素时,系统就会自动关闭光伏发电设备的逆变器,切除不稳定的光伏发电,安装了智能逆变器和通讯网络后,在停电等状况下,光伏发电设备也不会被关停。
 
      但大面积的安装智能逆变器和通讯网络设备是有代价的,数亿美元的费用被分摊在电费里,导致德国如今的电价比2002年贵了一倍,达到40美分一度,这几乎是美国伊利诺伊斯州电费价格的4倍。即便是这样,德国政府依旧觉得负担太重,在今年1月的一次德国政府会议上,能源部长加布里亚说:“去年花在用电户设备改造上的钱是325亿美元,太庞大了,政府必须在发展新能源和产业稳步发展之间寻找一个平衡点”,所以德国政府将太阳能补贴砍掉了25亿美元。
 
      尽管如此,还是有很多国家在学习德国的模式,以便在维护电网稳定运行的前提下,让可再生能源发更多的电。
 
      这就引发了另一个实质性问题,针对新能源并网所进行的电网升级改造,这笔巨大的花费应当从何处出?
 
      分摊并网成本的争论
 
      今年1月,美国的德克萨斯州电网运营商计划投入数十亿美元改造电网以应对用电需求增长,改造中还有一部分,是为了将清洁的风电从遥远的山区送到城市。同时,康涅狄格、马塞诸塞等州预计在2017年,将关停部分燃煤电厂和核电厂,那里电网运营商也不得不进行电网投资改造,以应对新能源并网、需求增长、缺电等问题。
 
      用户想要清洁能源,但要符合他们的承受范围,同时电厂和电网也要维持运营和投资成本,电力监管部门和政府就不得不在两者之间找到一种平衡关系。
 
      比如在上文提到的福特科林斯小城所在的科罗拉多州,用太阳能自发电的家庭提出,要以10.5美分的电价计算他们回售给电网的剩余太阳能电量,他们希望自建家庭电站的成本,可以通过提高回售电价的方式赚回来,但电网企业认为自己为了迎接新能源并网和维持电网稳定也投入很多,必须抵消部分投资和维护成本,所以这个新能源的回售电价应该是4.6美分。双方争执不下,等待监管机构和相关部门的裁决。
 
      电厂何去何从?
 
      当福特科林斯小城朝着减排80%的目标前进时,整个变革中的关键角色——当地电力公司在做什么,他们该何去何从呢?
 
      首先必须说明,福特科林斯只是一个实验性的案例。根据美国能源信息机构“2013国际能源展望”的相关数据,即便到了2064年,大型燃煤电厂仍旧将是世界范围内用电的最主要来源之一。“电厂投资巨大,一旦投入在那里,就很难迁移或是放弃,这是发展中的必然。”
 
      美国加州电力能源研究院的盖林斯认为,就像通讯领域无数个固定电话最终被移动方便的手机取代一样,就像曾经昂贵的个人电脑最终被平板电脑甚至智能手机替代一样,电力能源领域的分布式与智能化也是很难逆转的大趋势。只能够通过技术和设备的升级和应用,使得电厂、电网都能够更好地掌握用户用电需求情况,根据数据进行运维;要依靠先进的监测设备对电网进行实时监控,甚至还要具备应对外力破坏、网络黑客、大停电等突发事件的能力。“电力行业的美好未来,要靠那些你想象得到的新兴技术。”盖林斯说。
 
      福特科林斯电力公司旗下有两家燃煤电厂,如今他们正在进行升级改造,将燃煤机组改造成联合循环燃气发电机组。同时,该市电力公司也在积极投资风力和太阳能发电。“毕竟这里是全美最宜居城市,前途仍旧光明。”电厂员工说。
 
      “微电网”案例
 
      2007年,印度年轻企业家贾奈什˙潘迪和拉特奈什˙亚达夫采用稻谷壳作为生物质原料,帮助拥有2000人口的偏远农业小镇德姆古哈实现了电气化。
 
      项目运行不到5个月,德姆古哈的居民不但已经拥有了足够的电力为手机充电,并且每家每户都安装了两盏节能荧光灯,每晚可以照明6至8个小时。两人与曾在弗吉尼亚大学学习工商管理的马诺伊˙辛哈联合成立了谷壳电力系统公司。目前,该公司已经拥有80多个微型发电厂,为印度、乌干达和坦桑尼亚约20万居民提供电力。
 
      德姆古哈的成功经验表明,即使是每月生活支出只有15至80美元的贫困家庭,也愿意支付100卢比(约1.6美元)或更多的金钱来满足最低用电需求。2007年,作为公司总裁的辛哈说,最初没人相信用谷壳作为生物质原料来发电是可行的,“但当公司业务扩展到300多个村庄时,人们开始认同这种商业模式了”。
 
      目前,谷壳电力系统公司已经成长为全球最大的微电网开发商之一。他们计划在5年内为印度和东非500多万用户提供电力。随着太阳能光伏板成本下降,该公司正在建设太阳能微电网和与之匹配的蓄电池装置,太阳能-生物质能混合电站也正在进行试验,旨在提供24小时不间断的电力。
 
      当然,问题也同样存在。在一些地区,主干电网的不断扩展,会与微电网供应商的服务区域发生重叠。微电网的优势是稳定、可靠,但费用也较高,因为公司往往会把钱投入基础设施,而不是让电价更低。加利福尼亚大学伯克利分校的能源专家丹尼尔˙卡门认为,政府和企业应该就微电网的监管和融资标准达成共识,这样就可以鼓励,而非阻碍微电网的发展——对于某些偏远地区,微电网是唯一可行的电力解决方案。
 
来源:南方电网报 
 
 
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