中國(guó)儲(chǔ)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(yán)密的工業(yè)建筑群,能源巨頭西門(mén)子的實(shí)驗(yàn)室和工廠就位于這里。西門(mén)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(gè)用鋼鐵與銅制成,用來(lái)大規(guī)模地把交流電轉(zhuǎn)換為直流電的巨型機(jī)器。這樣的機(jī)器預(yù)定要裝在離岸平臺(tái)上,這些平臺(tái)必須要承受幾十年強(qiáng)勁的北海風(fēng)暴。
德國(guó)需要這種技術(shù),因?yàn)樗趯で笏苷业降淖罘€(wěn)定的風(fēng)能來(lái)源。而這只有在遠(yuǎn)離岸邊的海上才能找到——距離太遠(yuǎn)以至于標(biāo)準(zhǔn)的交流輸電線路不能勝任輸電工作。到目前為止,德國(guó)只建造了裝機(jī)總?cè)萘看蠹s500兆瓦的離岸風(fēng)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(jì)劃建造10000兆瓦的風(fēng)電設(shè)施,到岸邊距離遠(yuǎn)至160千米,水深達(dá)到70米。數(shù)個(gè)10000到20000噸的離岸變電站會(huì)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(zhǎng)距離進(jìn)行傳輸時(shí)能量損失很小。負(fù)責(zé)德國(guó)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(shuō):“世界上沒(méi)有任何一個(gè)地方這樣做過(guò)——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(dāng)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(guó)送抵國(guó)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(jìn)展并制造阻礙,已經(jīng)建成的只有約200千米。進(jìn)度的拖延以及對(duì)新技術(shù)的采用使得的德國(guó)的離岸風(fēng)電項(xiàng)目本身成為了一場(chǎng)豪賭。“沒(méi)有人真正知道Energiwende到底要花費(fèi)多少,”慕尼黑大學(xué)的能源經(jīng)濟(jì)學(xué)家卡倫•皮特爾(Karen Pittel)說(shuō),“尤其是那些風(fēng)電場(chǎng),它們大致上就是些試點(diǎn)項(xiàng)目。”
不確定性還不僅于此,即使是現(xiàn)在的風(fēng)電利用水平,在大風(fēng)的日子,電網(wǎng)管理者也必須關(guān)閉風(fēng)機(jī),因?yàn)闊o(wú)處容納這些電能。而在另外某個(gè)晴天,當(dāng)云層蔓延過(guò)南部德國(guó)時(shí),這些區(qū)域的光伏電池板發(fā)電能力可能會(huì)下降幾兆瓦。其影響相當(dāng)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(xiǎn)。
沒(méi)有了廉價(jià)可靠的能源來(lái)支持高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和交通系統(tǒng),德國(guó)經(jīng)濟(jì),以及整個(gè)歐洲的經(jīng)濟(jì)都會(huì)陷入困境。已經(jīng)有一些德國(guó)公司開(kāi)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(xué)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(guó)能源成本太高了。威爾說(shuō);“能源供應(yīng)的質(zhì)量只要下降一點(diǎn),對(duì)高科技產(chǎn)業(yè)就會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的影響。即使沒(méi)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(guó)必須開(kāi)始更大規(guī)模地運(yùn)用儲(chǔ)能技術(shù)以及負(fù)載平衡策略。現(xiàn)在,整個(gè)國(guó)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(dòng)水輪機(jī)發(fā)電。它們總共可以存儲(chǔ)38兆千瓦時(shí)的電能,這聽(tīng)起來(lái)好像很多,但還不到德國(guó)風(fēng)電場(chǎng)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(dān)大任。在埃朗根的另一座建筑里,西門(mén)子正基于三種不同的鋰離子技術(shù)來(lái)制造拖車(chē)大小的電池。每個(gè)電池可以為40個(gè)德國(guó)家庭供電一天,但是這些電池作為備用電源來(lái)說(shuō)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(guò)供電不穩(wěn)定之時(shí),例如持續(xù)15分鐘,8兆瓦的波動(dòng),這樣的話那些特殊設(shè)備就無(wú)需經(jīng)歷耗時(shí)漫長(zhǎng)的重啟過(guò)程。鋰離子電池價(jià)格至少還需要下降一半,才能為風(fēng)機(jī)在數(shù)小時(shí)內(nèi)輸出的額外電能提供一種經(jīng)濟(jì)的存儲(chǔ)方法。
其他存儲(chǔ)技術(shù)也正處在開(kāi)發(fā)中,不過(guò)即使它們最終可以投入實(shí)用,也還是要等很多年。例如,西門(mén)子正在研究的一項(xiàng)新技術(shù),是利用過(guò)量的電能分解水來(lái)制取氫。不過(guò)這是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的技術(shù),而且在目前這個(gè)階段價(jià)格很昂貴。
不可避免的,當(dāng)承受著巨大壓力的電力系統(tǒng)把歐洲拖入泥淖之時(shí),7月最炎熱的幾周卻即將到來(lái),當(dāng)被烈日炙烤的德國(guó)人向空調(diào)求救時(shí),風(fēng)力渦輪機(jī)卻都停在那里。直到有大規(guī)模且價(jià)格低廉的儲(chǔ)能技術(shù)可用之前,可以迅速且高效地啟動(dòng)的天然氣發(fā)電站會(huì)是用來(lái)協(xié)調(diào)這種狀況的最為實(shí)用的方法。但人們沒(méi)有充足的動(dòng)機(jī)來(lái)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(yùn)行固定的幾個(gè)小時(shí)了。因?yàn)殡娏π枨笞兓膊辉偈强梢灶A(yù)測(cè)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(yáng)和風(fēng)變動(dòng)。波茨坦氣候影響研究院的首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家,奧特瑪·埃登霍費(fèi)爾(Ottmar Edenhofer)說(shuō):“電力市場(chǎng)的設(shè)計(jì)將會(huì)發(fā)生根本性的變化。需求是浮動(dòng)的,與此同時(shí)供應(yīng)也是浮動(dòng)的。這兩個(gè)維度的聯(lián)系和互動(dòng)已經(jīng)成為熱門(mén)的研究課題。會(huì)出現(xiàn)新的和正在形成中的市場(chǎng)失效情況。