讓電網與綠色連接起來

萊沙•托尼

2011年7月12日

電網運營商處於氣候變化的前線，然而這一點經常被忽視。就在德國提出宏偉的可再生能源擴充計畫之際，萊沙•托尼分析了這一轉型所面臨的矛盾。

“很多（比如中國國內的）地區嚴重依賴煤電，很可能沒有能夠很快並網的備用發電方式。”

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德國剛剛提出的摒棄核能、發展可再生能源的最新計畫，著實給可再生能源業打了一針興奮劑。加州已經作出了類似的決定，計畫到2020年將其可再生能源的比重提升到33%。中國則一再重申其宏偉的風能目標，並正朝著2015年裝機容量9000萬千瓦的目標邁進。

但是，大規模的可再生電力，特別是太陽能和風力發電，都嚴重依賴電網。電網就是把電力從發電者輸送給消費者的通道。煤炭可以被運輸到一個城市然後在其附近的電廠燃燒發電，但可再生電力只能在那些太陽能和風能豐富的地方生產，然後再通過電網輸送。特別是在中美兩國，這些可再生能源產地通常都離大城市非常遙遠。因此，可再生能源也通常要在電網上“長途跋涉”才能到達消費者那裏。
 
但是，可再生能源豐富的農村地區的電網通常都很脆弱，因此要它吸收全部可利用的可再生電力非常困難，或者說根本就不可能。美國各地的農村的風電熱潮面對著電網超載的壓力，使電力無法輸送到東西海岸的大城市。全球風能理事會、中國資源綜合利用協會可再生能源專業委員會和綠色和平組織（中國）聯和發佈的《中國風電發展報告2010》指出，中國快速擴張的風電事業面臨著同樣的挑戰。
 
太陽能和風能發電的另外一個巨大問題是其間歇性：陽光並不是總有，風不是總在吹。對此，電網的運營商——負責電力在電網上輸送的技術人員用來應對間歇性問題的辦法屈指可數。首先是在一個較大範圍內收集可再生能源，這樣總會有有風的地方吧。其次是對用戶需求進行統籌，在較多用戶不用電的時候可以將其切斷幾個小時。再次是用水力發電和天然氣發電等可控的手段作為備用方式。電網運營商經常把上述三種方法綜合起來，但第一種方法尤其需要有一個聯繫緊密的強大電網把各地區整合在一起。
 
中國目前正在大力投資建設這樣一個聯繫緊密的強大電網，以便把可再生電力從西部和北部輸送到沿海大城市。但是，一個國家要真正大規模提高可再生能源的比重，電網建設只是一個開端。要讓電網運營商把間歇性的可再生電力充分利用起來，還需要有大量的支援性政策、程式和技術。
 
比如，精確的天氣預報至關重要，特別是24小時之內的。高品質的天氣預報能夠讓電網運營商規劃出滿足客戶預期需求的可再生能源最小額度，這樣就不需要過多的燃煤或者其他電力來作為備用，從而減少污染並節省燃料。
 
可再生能源的發電成本通常要比煤炭和天然氣更高一些，部分原因在於化石燃料經常會得到直接或間接的補貼，還有部分原因在於可再生能源技術還不像化石燃料技術那樣成熟。電網運營商的“標準流程”是先用最便宜的電力。這樣一來，政府就必須強制電網運營商們購買可再生能源電力，儘管它們可能並不是最便宜的。要做到這一點，可以通過多種途徑，包括可再生能源投資組合標準或者所謂的優先調度要求，但這些都會改變電網運營商對發電者的選擇方式。
 
電網運營商的一個關鍵責任就是通過發電和用電的全天候良好平衡，保持電網的穩定。一個穩定的電網需要多個支援性服務，即業界所說的“輔助服務”，包括備用發電等。備用發電必須要在電廠突發故障時在幾分鐘甚至幾秒鐘之內進行補位。備用發電當然也是應對間歇性可再生能源的方法之一。但是，很多對煤電高度依賴的（比如中國內的）地區，可能沒有能夠很快並網的備用發電方式。因為要把煤電作為備用發電方式，電廠必須不斷燒煤才能保持鍋爐的熱度，以備不時之需。這樣一來，用煤電作為可再生能源的備用發電方式就意味著可再生能源的環境效益被抵消殆盡，因為燃煤電廠還是在運行的。為了真正實現可再生能源的效益，電網運營商必須找到更清潔的 “輔助服務”方式。
 
德國最近建成的風力電場採用的技術可以讓他們採取其他輔助服務的方式，如無功電力。這是把可再生能源融入電網的重要一步，但它仍然無法完全解決備用發電的具體問題。為了充分利用可再生能源，電網運營商和決策者必須對輔助服務的所有技術和程式方式進行深入透徹的考慮。
 
IPCC五月份發佈了一份關於可再生能源潛力的特別報告，斷言說在今天的技術條件下，風能、水能、太陽能和生物質能完全可以滿足全世界的能源需求。但是，要充分利用這些能源還面臨著眾多障礙。電網的建設和強化只是其中一個方面，電網經營的政策、程式和技術也同樣重要。這些都要通過適應和發展，實現與可再生能源的無縫對接。要通過可再生能源發電實現溫室氣體排放的最小化，電網運營商的作用尤其關鍵。他們在保護氣候的工作中扮演者至關重要的角色。

http://www.chinadialogue.cn/article/show/single/ch/4399-Connecting-the-green-dots