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德国储电系统:一个来自“餐巾纸上的构思”变现实

北极星输配电网  来源:人民日报  作者:管克江  2015/10/15 9:17:41  我要投稿  
  关键词:通用电气 储能 锂电池

北极星输配电网讯:3年前的一天早上,通用电气(欧洲)能源管理公司德语区总裁凯文皮耶齐被顶头上司请进了办公室。对方递给他一张餐巾纸,上面用圆珠笔潦潦草草画了几笔示意图:“昨晚和朋友喝酒,说到德国的能源转型,我们觉得现有的电力管理体系肯定会过时。未来一定要有一套智能化管理系统,以及电力储存系统来配套。这是我们创造一个示范性太阳能和燃气混合发电系统的构想,你看啥时候能完成?”皮耶齐立即召集工程师们开会,一圈审议程序走下来,大家表示难度不小,却都跃跃欲试。

柏林西郊的尤尼科斯技术中心内,摆放着用于测试的钠硫电池系统和锂电池系统。

近日,本报记者来到通用电气(欧洲)能源管理公司参观。皮耶齐说,这个“餐巾纸上的构思”今年5月已变成现实。不仅工厂用电自给自足,而且能出售给公共电网。尤为关键的是,“我们这套系统演示了可再生能源与传统能源并存同步,在技术上是可行的,在商业模式上也能盈利”。据介绍,这套系统内含600千瓦屋顶太阳能发电系统、400千瓦燃气热电联产系统和200千瓦电池储电系统。

德国联邦外贸与投资署专家托比亚斯罗特哈彻指出,储电系统是通用电气混合发电系统的核心。事实上,储电系统也是德国能源转型突破瓶颈的中期解决方案。2011年,德国政府宣布了能源转型计划,决定到2022年彻底放弃核电,到2050年使可再生能源占发电比例达80%以上。如今德国各地已安装了130多套可再生能源系统。2014年,可再生能源在德国共发电1606亿千瓦时,占总消耗电量的27.8%,超过硬煤、褐煤及核能,首次成为德国头号发电大户。与此同时,能源转型面临的一块硬骨头也越来越难啃:可再生能源靠天吃饭,在没有风的阴天,如何保证8000万人的生产生活用电?电网的运营需要稳定频率,风能和太阳能每天大起大落,如何防止波动引发停电事故?目前的权宜之计是维持传统电厂运转,在满足基本负荷的同时充当“备胎”,但它与能源转型的大目标相悖。而且,传统电厂必须维持70%以上的产能才可具备电力调节的灵活性,否则将影响电网稳定。

反复研讨之后,德国各界把“突围”的重担压在了电力储存系统上。中短期目标是让电池储电系统充当电网“稳压器”,当可再生发电能力超过用电需求时,把多余的电力储存起来;晚上风力不足或没有太阳的时候,释放储存的电力。罗特哈彻表示,由于光伏组件系统和电池价格不断下降,到2016年初,搭建屋顶光伏发电系统和储电系统的成本将实现电网平价。也就是说,今后用户安装了屋顶太阳能发电系统,不仅可以自用,在扣除补贴的情况下,卖给公共电网还能赚钱。目前德国有超过20%的新光伏设备销售之初就安装了太阳能蓄电池。今后几年,蓄电池将成所有新装光伏发电设备的标准配置。

电池系统的另一个应用是建造电池发电厂,直接参与电网管理。德国梅前州去年建成欧洲最大的一个商用电池发电厂项目,使用了2.5万块电池,占地约一个学校体育馆大小,装机容量5000千瓦。今年3月德国发生日食,电池厂以不到200毫秒的反应速度向公共电网输电,比普通电厂电力平衡系统要快3000倍,验证了它在稳定电网、应对停电事故方面的能力。承建该电厂的德国尤尼科斯公司新闻发言人菲利普˙菲尔门泽对本报记者表示,他们的优势在于设计智能高效的储电管理系统,变压器之间通过电网频率就能直接“相互对话”。

记者参观了尤尼科斯公司在柏林西郊建造的技术中心,这里集成了1000千瓦到6000千瓦的高能钠硫电池系统、200千瓦的高效锂电池系统、兆瓦级智能转换系统、太阳能和风能模拟系统,以及1000千瓦的储能电池柴油发电机系统,用于研发和测试电池储存管理软件。德国联邦外贸与投资署专家安娜˙布罗伊蒂加姆表示,把这么多的可再生能源系统都集纳在同一个屋檐下测试,这样的技术中心在世界上也是少见的。据介绍,尤尼科斯已在德美英等国建成了20多家电池发电厂。

罗特哈彻说,德国也在对长期的储电方案进行研究。比如将水分解出氢气储存,需要时再用氢气燃烧发电。去年德国100家地方电力公司联手建造了一个试点工厂,在转换过程中只有23%的能源损失。罗特哈彻认为,当前世界可再生能源格局中,美国和日本优势是在应用,德国则在技术开发上有优势,中国拥有庞大市场和坚实的新能源制造业。德中两国应该携手合作,优势互补,充当可再生能源发展的火车头。

原标题:“餐巾纸上的构思”变现实(第一现场)

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