德國能源轉(zhuǎn)型啟示:關(guān)鍵建立智能電網(wǎng)系統(tǒng)
隨著氣候變化問題引發(fā)全球關(guān)注,清潔低碳成為新一輪全球能源轉(zhuǎn)型的主要方向。從世界經(jīng)驗(yàn)看,各國在發(fā)展過程中都經(jīng)歷了能源轉(zhuǎn)型,但是不同國家所走過的道路不盡相同。其中,德國作為能源轉(zhuǎn)型先行國之一,其發(fā)展模式被多國效仿。如何借鑒德國經(jīng)驗(yàn),亦是中國一直在思考的問題。
近日,中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院邀請了有著近15年任職經(jīng)驗(yàn)的德國能源署前總裁斯蒂芬˙科勒對德國能源轉(zhuǎn)型的背景、過程以及存在問題進(jìn)行了介紹并深度探討對中國的啟示。
“能源轉(zhuǎn)型一定是要以二氧化碳減排為目標(biāo)的轉(zhuǎn)型,轉(zhuǎn)型不要談方法,而是要目標(biāo)管理。”斯蒂芬在其題為《能源轉(zhuǎn)型2.0:德國面臨的機(jī)遇挑戰(zhàn)及對中國的啟示》的演講中表示。
以德國為鑒,斯蒂芬認(rèn)為德國能源轉(zhuǎn)型過程中存在幾方面的問題可供中國探究。
政策--可再生能源法
實(shí)際上,德國能源轉(zhuǎn)型不是從退出化石能源、減排二氧化碳開始的,而是源于反核的訴求。其在能源轉(zhuǎn)型過程中發(fā)展出了兩大目標(biāo),一是退出核電,預(yù)計(jì)2022年最后一個核電站退出現(xiàn)役。二是以1990年為基準(zhǔn),到2050年將二氧化碳排放量減排80%至95%。
在此過程中,政策因素在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮了重要作用。德國頒布了《可再生能源法》,使得可再生能源領(lǐng)域的投資成為無風(fēng)險、高利潤的投資領(lǐng)域,為可再生能源份額的提高提供了法律保障。
據(jù)了解,德國在2000年時,可再生能源比例僅有5%,而當(dāng)下可再生能源比例已高達(dá)33%,其中光伏表現(xiàn)尤為強(qiáng)勢。
不過,在斯蒂芬看來,《可再生能源法》同時帶來了德國能源轉(zhuǎn)型所遇到的最大的挑戰(zhàn)。一方面,可再生能源優(yōu)先上網(wǎng)、其余能源競價上網(wǎng)對電站造成負(fù)擔(dān),發(fā)電多時其余能源難上網(wǎng),用電不足時煤電等電力資源又供不上。
另一方面,負(fù)電價的出現(xiàn)使得在電多的情況下,拿走多余的電則需要國家倒貼。這些問題意味著電力市場不再是一個完整的市場化、智能化的系統(tǒng),無法調(diào)動人們生產(chǎn)、使用可再生能源的積極性。
“國家用法律形式保障做電站的業(yè)主能將電能賣出去,所以沒有人關(guān)心這些電是浪費(fèi)了,還是對電網(wǎng)產(chǎn)生了壓力。”斯蒂芬認(rèn)為,雖然《可再生能源法》現(xiàn)已修訂,但在當(dāng)時可再生能源固定電價20年不變,無條件優(yōu)先上網(wǎng),而非競價上網(wǎng),是非常大的錯誤。
對此,中國社會科學(xué)院工業(yè)經(jīng)濟(jì)研究所副研究員朱彤認(rèn)為,德國所面臨的負(fù)電價等問題是可再生能源份額提高到一定程度后才出現(xiàn)的問題,但是其可再生能源比例之所以能達(dá)到如此高的份額,恰恰離不開《可再生能源法》的推進(jìn),中國則與之相反。中國的問題在于相關(guān)可再生能源法實(shí)行幾年后被擱置,沒有強(qiáng)制上網(wǎng)的推進(jìn)使得風(fēng)、光等電力資源在現(xiàn)行市場內(nèi)缺乏競爭力。
波動性及電網(wǎng)建設(shè)
“我們的網(wǎng)絡(luò)沒有建好,使得有相當(dāng)數(shù)量的可再生能源不能及時輸送出去。”斯蒂芬表示,德國犯下的一大錯誤是電網(wǎng)建設(shè)沒有與風(fēng)光電的發(fā)展同步。
能源轉(zhuǎn)型下,由傳統(tǒng)化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源,而光伏、風(fēng)電兩大電力波動性尤為劇烈,波動性是目前可再生能源并網(wǎng)建設(shè)、政策制定和行業(yè)運(yùn)營最大的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)其波動性,也需要電網(wǎng)的配合與改造。
如何解決波動性及電網(wǎng)難題?“要么電多時能存起來,要么電多時多用,電少時少用。”斯蒂芬表示,解決這一問題的兩條路徑,一條在存儲側(cè),一條在用戶側(cè)。其中的關(guān)鍵是建立智能電網(wǎng)系統(tǒng)、智能用電系統(tǒng)。
以電動汽車為例,電動汽車功率大,如果所有電動汽車在同一時間充電則會對城市電網(wǎng)造成壓力,這就需要電動汽車智能充電,避免同時充電。并且需要能夠在電多時多充,電少時少充,解決電力過剩或不足的問題,這些就是智能電網(wǎng)所能做到的。
國家發(fā)改委能源研究所研究員劉虹認(rèn)為,能源轉(zhuǎn)型是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,供應(yīng)端的波動性需要靈活性的網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)和能源系統(tǒng)都要智能化。其表示:“未來轉(zhuǎn)型之路還很長,可再生能源會越來越從整體性、系統(tǒng)性和長期性下手,這是中國可以學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)。”
未來能源形態(tài)
供應(yīng)端的波動性與需求端的靈活性之間的調(diào)節(jié)需要系統(tǒng)化的配合,除電網(wǎng)建設(shè)外,斯蒂芬認(rèn)為,可再生、易儲存的氫能會是未來能源形態(tài)上解決能源問題的主力。
“氫氣與二氧化碳可以合成天然氣,進(jìn)入天然氣網(wǎng)絡(luò)。沼氣、氫氣、天然氣這三種氣體燃料是未來的重要能源,都可作為存儲能源。”斯蒂芬表示,電力和氣體會是未來能源的兩大支柱。
目前氫能應(yīng)用面臨的問題是,從制造到儲存,再到使用,氫能的價格仍處于較高水平,難以推廣普及。
中國能源轉(zhuǎn)型過程中逐步形成以電力為轉(zhuǎn)換中心的能源供給結(jié)構(gòu),計(jì)劃在終端能源結(jié)構(gòu)中,電力占比將由2015年的22%逐步提高到2030年的30%,2050年進(jìn)一步提到38%左右。同時大力加強(qiáng)天然氣供給能力。
“未來的能源形態(tài),一定是混合型的能源形態(tài)。但是具體走哪一條路,每個國家都會有差別。”朱彤認(rèn)為,中國未來能源系統(tǒng)無疑是多元的,但是由于各個國家起點(diǎn)、技術(shù)、設(shè)施等條件不一樣,選擇也會不一樣。
針對中國能源轉(zhuǎn)型,斯蒂芬建議:中國能源轉(zhuǎn)型需要以二氧化碳排放的減少作為衡量一切的標(biāo)準(zhǔn)。以此為中心,配合跟上必備的智能電網(wǎng)、智能用電等建設(shè)。同時,能源轉(zhuǎn)型需要全民的參與,一定要發(fā)揮民眾的積極性和力量。
不過,與德國成熟的經(jīng)濟(jì)體、法律、預(yù)算相比,中國是發(fā)展中的經(jīng)濟(jì)體,供應(yīng)端、需求端、能源及消費(fèi)都在不斷變化,如何轉(zhuǎn)型需要深思。同時,中國的能源轉(zhuǎn)型有著清潔低碳、經(jīng)濟(jì)高效以及安全可靠的高質(zhì)量能源體系追求,到2050年如何才能做到將短期與長期規(guī)劃結(jié)合起來向高質(zhì)量邁進(jìn)?
“能源轉(zhuǎn)型只是剛剛開始,艱巨的事情還在后面,能源轉(zhuǎn)型沒那么簡單。”斯蒂芬表示,希望有創(chuàng)意的科學(xué)家、工程師能夠共同利用創(chuàng)新解決這些問題。
責(zé)任編輯:電朵云
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