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可再生能源發達國家德國的新課題:如何維持火電?

2013年04月23日09:14    來源:人民網-財經頻道

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最早實行電力固定價格收購制度的德國出現了意想不到的影響。支撐可再生能源採用的火力發電的作用正在發生巨大轉變。

“無法維持現有火力發電站”,德國電力行業如今正抱著這樣的煩惱。大量採用太陽能發電所產生的影響已經波及意想不到的領域。

德國電力公司產生危機感

德國最早實行了以固定價格收購太陽能發電所發電力的制度(FIT)。在2012年之前,太陽能發電累計裝機容量已達2480萬千瓦。收購費用龐大、家庭收支負擔增加等,針對該制度的功過出現了各種分析。

容易被人忽視的是,該制度對德國國內的火力發電也產生了很大影響。

在供電能力中佔比增加的太陽能發電及風力發電,在運用階段的成本幾乎為零,在FIT下可優先供應(優先供電)。這樣一來,就壓低了非FIT對象的火力發電等普通電源的電力交易價格,甚至使之降到了與需要燃料費的火力發電成本不符的水平。

起初,可再生能源發電裝機容量增加的影響主要表現在火力發電站新建項目延期。然而到如今,就連現有火力發電都幾乎無法維持。

不過,火力是擴大採用可再生能源時不可或缺的電源。

太陽能發電及風力發電由於發電量會受到日照及風況的影響,輸出會發生大幅變動。但另一方面,電力需求量及供應量需要隨時保持一致。如果無法保持一致,電力系統的頻率會發生大幅變動,最壞的情況下,甚至有可能產生大規模負荷、發電設備脫網,而導致發生大規模停電。因此需要預想到,受天氣變化的影響,可再生能 源發電量會大幅波動,並為此准備火電等可機動調節輸出的發電設備,使之保持可隨時利用的狀態,根據需要增減其發電量。為了在電力需求達到高峰時也能保証穩 定的供電能力,維持火電等可自由調節一定發電量的電源,對於確保電力系統的可靠性來說是不可或缺的。

鑒於這一事態,德國目前正探討採用某項對策。這在美國已有先例,那就是負責供電系統運營及管理的獨立系統運營商(ISO)PJM公司(名稱取自該公司負責管理的賓夕法尼亞州、新澤西州及馬裡蘭州的頭一個字母)運營的“電力容量市場”。

電力容量市場是在市場上交易將來的電力設備容量的機制。PJM目前正在交易3年后的容量。德國電力行業也向政府呼吁,為了確保將來的火電設備容量,也應該在德國採用由市場支持的同樣的制度。

日本也同樣,在FIT制度下,太陽能發電正在長足發展。另一方面,日本政府正在探討推進電力市場自由化的電力系統改革。

火力需要發揮的新作用

從德國的事例可以看出,火力發電技術目前也面臨新課題。這就是,在太陽能發電及風力發電的輸出增大后,降低“最低運轉電力”,以在剩余需求較小的情況下,也能運轉大量火力設備﹔提高“負荷變化速度”,以提高每台火電設備的調節力。

位於德國東南部、接近奧地利國境的Irsching的德國大型電力企業意昂公司的火力發電站。

並且,如果能夠縮短啟動時間,便能夠機動地進行運用,從而避免多台設備的部分負載運轉。如上所述的一系列特性改善,也可以稱之為提高火力發電的“靈活性”。

不僅是德國,可再生能源利用量正在增加的其他歐洲國家、美國及日本近年來也面臨相同的問題。今后,全球都需要提高靈活性。

承擔一定的發電量、提高發電效率是火力發電歷來需要完成的使命。基本沒有化石燃料資源的日本一直在通過提高效率削減燃料進口成本。為了實現高效率運轉,盡量抑制輸出變動是關鍵。

不過,今后所需要的是,具備可迅速改變輸出的“調節力”,同時可抑制效率下降、故障也少的新型火力發電。實現這種新型火電,不僅是通過技術革新及採用新設備,大多數情況下,隻要改善現有火力設備的運用狀況,便可滿足要求。

火力發電運營商目前面臨新課題,必須採取解決這些問題的舉措。作為政府職責,也必須建立完善市場機制等,從制度方面推動企業行動。

日本已經停運了大部分核電站,天然氣及煤炭等化石燃料主要依賴從海外進口,因此面臨供應不穩及價格暴漲的風險。另一方面,還亟需提高能源自給率及削減溫室氣體。

受福島第一核電站事故影響,現有核電站或許無望如以往那樣完全恢復運轉。此外還要考慮讓已運轉幾十年、預計將來維護費用會增加的反應堆退 役。利用核電存在較大的不確定因素,對於日本能源來說,從被稱為3E的“穩定供應”、經濟效益”及“環境性”這三個方面來看,這都是一場新考驗。(日經能源環境網 供稿) 

(責編:值班編輯、庄紅韜)

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