船小好調(diào)頭。一座只有10余萬人口的美國小城，正在發(fā)展新能源、節(jié)能減排的路上奔跑著，這不僅僅是一個新潮的話題，更是給居民生活和電力工業(yè)帶來巨大變化的決定，他們遭遇到了哪些問題呢?
大面積地安裝太陽能智能逆變器和通訊網(wǎng)絡設備是有代價的，數(shù)億美元的費用被分攤在電費里，導致德國如今的電價比2002年貴了一倍，達到40美分一度，這幾乎是美國伊利諾伊斯州電費價格的4倍。即便是這樣，德國政府依舊覺得負擔太重，在今年1月的一次德國政府會議上，能源部長加布里亞說：“去年花在用電戶設備改造上的錢是325億美元，太龐大了，政府必須在發(fā)展新能源和產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展之間尋找一個平衡點”，所以德國政府將太陽能補貼砍掉了25億美元。
新能源與電網(wǎng)沖擊的矛盾
不久前，擁有將近15萬人口的美國科羅拉多州第四大城市福特科林斯市，成為了全美新能源發(fā)展歷程中的又一個焦點，因為這里正在進行一場實驗。
這座人口不多的小城，多年被美國媒體評選為“最適宜居住城市”，現(xiàn)在，政府和市民決定讓這種宜居的環(huán)境持續(xù)下去，首先從能源利用入手。根據(jù)已通過的計劃，該市將通過用燃氣發(fā)電替代老舊的燃煤機組、利用建筑屋頂光伏發(fā)電、建造太陽能花園、利用風力發(fā)電、發(fā)展儲能技術(shù)、推行節(jié)能改造等途徑，進行節(jié)能減排。預計到2030年，這座小城的碳排放將減少80%。
但這個“看上去很美”的計劃，卻引發(fā)有關(guān)電網(wǎng)安全的爭議。美國加州電力能源研究院(EPRI)專家克拉克˙蓋林斯說：“每當你在自家屋頂安裝一塊太陽能電池板，每當你安裝一個充電樁并給自己的電動汽車充一次電，每當風力發(fā)電機開始轉(zhuǎn)動的時候，這些看起來都是小動作，但每家每戶的加在一起，對于電網(wǎng)來說就是一個巨大的沖擊，畢竟電網(wǎng)之前的設計構(gòu)想，并沒有包含抵御這些沖擊的能力。”
根據(jù)媒體調(diào)查，現(xiàn)今越來越多的美國家庭想要在屋頂上安裝太陽能電池板，給自家供電，所以以上問題不僅僅是福特科林斯小城的困境，也是所有試圖嘗試新能源和微電網(wǎng)的地區(qū)的問題。
美國家庭將現(xiàn)“退網(wǎng)潮”?
“最直接的影響，如果有經(jīng)濟能力的家庭都脫離大電網(wǎng)，自己用太陽能、風電等方式供電的話，那么，大電網(wǎng)的建設成本，就只能由那些經(jīng)濟條件不好、租房子的、信用度差的底層家庭來承擔了，他們的電費反而高了，這是不公平的。”美國落基山研究所詹姆斯˙曼德爾說。“而且那些自建家庭電站的人也會逐漸意識到，管理和運行一個家庭微網(wǎng)，并不是一件輕松的事情，費時費力費錢。如果到時候他們又想重新接入大電網(wǎng)，那怎么辦?”
但趨勢的發(fā)展總是有點無法逆轉(zhuǎn)。根據(jù)落基山研究所發(fā)布的報告預測，在2020年左右，在洛杉磯和紐約的曼徹斯特郡等5個經(jīng)濟條件較好、人口密集度不高的地區(qū)，將會出現(xiàn)大量的“退網(wǎng)家庭”，轉(zhuǎn)而使用太陽能和儲能技術(shù)來自己發(fā)供電。“還剩6年時間，電網(wǎng)也要有所轉(zhuǎn)變，面對這個挑戰(zhàn)。”研究人員說。“這些‘家庭微網(wǎng)’盡管很新潮，供電可靠性卻不高，當然解決辦法還是有的，比如德國模式。”
德國是怎么做的?
德國模式：新能源發(fā)電多，電價貴一倍
德國近幾年的新能源裝機比例大增，據(jù)相關(guān)新聞資料顯示，在一個陽光充足、多風的正午，德國全國的發(fā)電量有一半以上來自可再生能源，甚至最高時達75%。那么，德國人是如何化解如此大比例可再生能源裝機對電網(wǎng)穩(wěn)定的沖擊呢?
德國政府花費了數(shù)億美元，給全國各地漫山遍野的太陽能光伏設備安裝了智能逆變器和通訊網(wǎng)絡裝置。正常情況下，如果電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生大停電等不穩(wěn)定因素時，系統(tǒng)就會自動關(guān)閉光伏發(fā)電設備的逆變器，切除不穩(wěn)定的光伏發(fā)電，安裝了智能逆變器和通訊網(wǎng)絡后，在停電等狀況下，光伏發(fā)電設備也不會被關(guān)停。
但大面積的安裝智能逆變器和通訊網(wǎng)絡設備是有代價的，數(shù)億美元的費用被分攤在電費里，導致德國如今的電價比2002年貴了一倍，達到40美分一度，這幾乎是美國伊利諾伊斯州電費價格的4倍。即便是這樣，德國政府依舊覺得負擔太重，在今年1月的一次德國政府會議上，能源部長加布里亞說：“去年花在用電戶設備改造上的錢是325億美元，太龐大了，政府必須在發(fā)展新能源和產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展之間尋找一個平衡點”，所以德國政府將太陽能補貼砍掉了25億美元。
盡管如此，還是有很多國家在學習德國的模式，以便在維護電網(wǎng)穩(wěn)定運行的前提下，讓可再生能源發(fā)更多的電。
這就引發(fā)了另一個實質(zhì)性問題，針對新能源并網(wǎng)所進行的電網(wǎng)升級改造，這筆巨大的花費應當從何處出?
分攤并網(wǎng)成本的爭論
今年1月，美國的德克薩斯州電網(wǎng)運營商計劃投入數(shù)十億美元改造電網(wǎng)以應對用電需求增長，改造中還有一部分，是為了將清潔的風電從遙遠的山區(qū)送到城市。同時，康涅狄格、馬塞諸塞等州預計在 2017年，將關(guān)停部分燃煤電廠和核電廠，那里電網(wǎng)運營商也不得不進行電網(wǎng)投資改造，以應對新能源并網(wǎng)、需求增長、缺電等問題。
用戶想要清潔能源，但要符合他們的承受范圍，同時電廠和電網(wǎng)也要維持運營和投資成本，電力監(jiān)管部門和政府就不得不在兩者之間找到一種平衡關(guān)系。
比如在上文提到的福特科林斯小城所在的科羅拉多州，用太陽能自發(fā)電的家庭提出，要以10.5美分的電價計算他們回售給電網(wǎng)的剩余太陽能電量，他們希望自建家庭電站的成本，可以通過提高回售電價的方式賺回來，但電網(wǎng)企業(yè)認為自己為了迎接新能源并網(wǎng)和維持電網(wǎng)穩(wěn)定也投入很多，必須抵消部分投資和維護成本，所以這個新能源的回售電價應該是4.6美分。雙方爭執(zhí)不下，等待監(jiān)管機構(gòu)和相關(guān)部門的裁決。
電廠何去何從?
當福特科林斯小城朝著減排80%的目標前進時，整個變革中的關(guān)鍵角色——當?shù)仉娏驹谧鍪裁矗麄冊摵稳ズ螐哪?
首先必須說明，福特科林斯只是一個實驗性的案例。根據(jù)美國能源信息機構(gòu)“2013國際能源展望”的相關(guān)數(shù)據(jù)，即便到了2064年，大型燃煤電廠仍舊將是世界范圍內(nèi)用電的最主要來源之一。“電廠投資巨大，一旦投入在那里，就很難遷移或是放棄，這是發(fā)展中的必然。”
美國加州電力能源研究院的蓋林斯認為，就像通訊領域無數(shù)個固定電話最終被移動方便的手機取代一樣，就像曾經(jīng)昂貴的個人電腦最終被平板電腦甚至智能手機替代一樣，電力能源領域的分布式與智能化也是很難逆轉(zhuǎn)的大趨勢。只能夠通過技術(shù)和設備的升級和應用，使得電廠、電網(wǎng)都能夠更好地掌握用戶用電需求情況，根據(jù)數(shù)據(jù)進行運維;要依靠先進的監(jiān)測設備對電網(wǎng)進行實時監(jiān)控，甚至還要具備應對外力破壞、網(wǎng)絡黑客、大停電等突發(fā)事件的能力。“電力行業(yè)的美好未來，要靠那些你想象得到的新興技術(shù)。”蓋林斯說。
福特科林斯電力公司旗下有兩家燃煤電廠，如今他們正在進行升級改造，將燃煤機組改造成聯(lián)合循環(huán)燃氣發(fā)電機組。同時，該市電力公司也在積極投資風力和太陽能發(fā)電。“畢竟這里是全美最宜居城市，前途仍舊光明。”電廠員工說。
“微電網(wǎng)”案例
2007年，印度年輕企業(yè)家賈奈什˙潘迪和拉特奈什˙亞達夫采用稻谷殼作為生物質(zhì)原料，幫助擁有2000人口的偏遠農(nóng)業(yè)小鎮(zhèn)德姆古哈實現(xiàn)了電氣化。
項目運行不到5個月，德姆古哈的居民不但已經(jīng)擁有了足夠的電力為手機充電，并且每家每戶都安裝了兩盞節(jié)能熒光燈，每晚可以照明6至8個小時。兩人與曾在弗吉尼亞大學學習工商管理的馬諾伊˙辛哈聯(lián)合成立了谷殼電力系統(tǒng)公司。目前，該公司已經(jīng)擁有80多個微型發(fā)電廠，為印度、烏干達和坦桑尼亞約20萬居民提供電力。
德姆古哈的成功經(jīng)驗表明，即使是每月生活支出只有15至80美元的貧困家庭，也愿意支付100盧比(約1.6美元)或更多的金錢來滿足最低用電需求。2007年，作為公司總裁的辛哈說，最初沒人相信用谷殼作為生物質(zhì)原料來發(fā)電是可行的，“但當公司業(yè)務擴展到300多個村莊時，人們開始認同這種商業(yè)模式了”。
目前，谷殼電力系統(tǒng)公司已經(jīng)成長為全球最大的微電網(wǎng)開發(fā)商之一。他們計劃在5年內(nèi)為印度和東非500多萬用戶提供電力。隨著太陽能光伏板成本下降，該公司正在建設太陽能微電網(wǎng)和與之匹配的蓄電池裝置，太陽能-生物質(zhì)能混合電站也正在進行試驗，旨在提供24小時不間斷的電力。
當然，問題也同樣存在。在一些地區(qū)，主干電網(wǎng)的不斷擴展，會與微電網(wǎng)供應商的服務區(qū)域發(fā)生重疊。微電網(wǎng)的優(yōu)勢是穩(wěn)定、可靠，但費用也較高，因為公司往往會把錢投入基礎設施，而不是讓電價更低。加利福尼亞大學伯克利分校的能源專家丹尼爾˙卡門認為，政府和企業(yè)應該就微電網(wǎng)的監(jiān)管和融資標準達成共識，這樣就可以鼓勵，而非阻礙微電網(wǎng)的發(fā)展——對于某些偏遠地區(qū)，微電網(wǎng)是唯一可行的電力解決方案。
大面積地安裝太陽能智能逆變器和通訊網(wǎng)絡設備是有代價的，數(shù)億美元的費用被分攤在電費里，導致德國如今的電價比2002年貴了一倍，達到40美分一度，這幾乎是美國伊利諾伊斯州電費價格的4倍。即便是這樣，德國政府依舊覺得負擔太重，在今年1月的一次德國政府會議上，能源部長加布里亞說：“去年花在用電戶設備改造上的錢是325億美元，太龐大了，政府必須在發(fā)展新能源和產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展之間尋找一個平衡點”，所以德國政府將太陽能補貼砍掉了25億美元。
新能源與電網(wǎng)沖擊的矛盾
不久前，擁有將近15萬人口的美國科羅拉多州第四大城市福特科林斯市，成為了全美新能源發(fā)展歷程中的又一個焦點，因為這里正在進行一場實驗。
這座人口不多的小城，多年被美國媒體評選為“最適宜居住城市”，現(xiàn)在，政府和市民決定讓這種宜居的環(huán)境持續(xù)下去，首先從能源利用入手。根據(jù)已通過的計劃，該市將通過用燃氣發(fā)電替代老舊的燃煤機組、利用建筑屋頂光伏發(fā)電、建造太陽能花園、利用風力發(fā)電、發(fā)展儲能技術(shù)、推行節(jié)能改造等途徑，進行節(jié)能減排。預計到2030年，這座小城的碳排放將減少80%。
但這個“看上去很美”的計劃，卻引發(fā)有關(guān)電網(wǎng)安全的爭議。美國加州電力能源研究院(EPRI)專家克拉克˙蓋林斯說：“每當你在自家屋頂安裝一塊太陽能電池板，每當你安裝一個充電樁并給自己的電動汽車充一次電，每當風力發(fā)電機開始轉(zhuǎn)動的時候，這些看起來都是小動作，但每家每戶的加在一起，對于電網(wǎng)來說就是一個巨大的沖擊，畢竟電網(wǎng)之前的設計構(gòu)想，并沒有包含抵御這些沖擊的能力。”
根據(jù)媒體調(diào)查，現(xiàn)今越來越多的美國家庭想要在屋頂上安裝太陽能電池板，給自家供電，所以以上問題不僅僅是福特科林斯小城的困境，也是所有試圖嘗試新能源和微電網(wǎng)的地區(qū)的問題。
美國家庭將現(xiàn)“退網(wǎng)潮”?
“最直接的影響，如果有經(jīng)濟能力的家庭都脫離大電網(wǎng)，自己用太陽能、風電等方式供電的話，那么，大電網(wǎng)的建設成本，就只能由那些經(jīng)濟條件不好、租房子的、信用度差的底層家庭來承擔了，他們的電費反而高了，這是不公平的。”美國落基山研究所詹姆斯˙曼德爾說。“而且那些自建家庭電站的人也會逐漸意識到，管理和運行一個家庭微網(wǎng)，并不是一件輕松的事情，費時費力費錢。如果到時候他們又想重新接入大電網(wǎng)，那怎么辦?”
但趨勢的發(fā)展總是有點無法逆轉(zhuǎn)。根據(jù)落基山研究所發(fā)布的報告預測，在2020年左右，在洛杉磯和紐約的曼徹斯特郡等5個經(jīng)濟條件較好、人口密集度不高的地區(qū)，將會出現(xiàn)大量的“退網(wǎng)家庭”，轉(zhuǎn)而使用太陽能和儲能技術(shù)來自己發(fā)供電。“還剩6年時間，電網(wǎng)也要有所轉(zhuǎn)變，面對這個挑戰(zhàn)。”研究人員說。“這些‘家庭微網(wǎng)’盡管很新潮，供電可靠性卻不高，當然解決辦法還是有的，比如德國模式。”
德國是怎么做的?
德國模式：新能源發(fā)電多，電價貴一倍
德國近幾年的新能源裝機比例大增，據(jù)相關(guān)新聞資料顯示，在一個陽光充足、多風的正午，德國全國的發(fā)電量有一半以上來自可再生能源，甚至最高時達75%。那么，德國人是如何化解如此大比例可再生能源裝機對電網(wǎng)穩(wěn)定的沖擊呢?
德國政府花費了數(shù)億美元，給全國各地漫山遍野的太陽能光伏設備安裝了智能逆變器和通訊網(wǎng)絡裝置。正常情況下，如果電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生大停電等不穩(wěn)定因素時，系統(tǒng)就會自動關(guān)閉光伏發(fā)電設備的逆變器，切除不穩(wěn)定的光伏發(fā)電，安裝了智能逆變器和通訊網(wǎng)絡后，在停電等狀況下，光伏發(fā)電設備也不會被關(guān)停。
但大面積的安裝智能逆變器和通訊網(wǎng)絡設備是有代價的，數(shù)億美元的費用被分攤在電費里，導致德國如今的電價比2002年貴了一倍，達到40美分一度，這幾乎是美國伊利諾伊斯州電費價格的4倍。即便是這樣，德國政府依舊覺得負擔太重，在今年1月的一次德國政府會議上，能源部長加布里亞說：“去年花在用電戶設備改造上的錢是325億美元，太龐大了，政府必須在發(fā)展新能源和產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展之間尋找一個平衡點”，所以德國政府將太陽能補貼砍掉了25億美元。
盡管如此，還是有很多國家在學習德國的模式，以便在維護電網(wǎng)穩(wěn)定運行的前提下，讓可再生能源發(fā)更多的電。
這就引發(fā)了另一個實質(zhì)性問題，針對新能源并網(wǎng)所進行的電網(wǎng)升級改造，這筆巨大的花費應當從何處出?
分攤并網(wǎng)成本的爭論
今年1月，美國的德克薩斯州電網(wǎng)運營商計劃投入數(shù)十億美元改造電網(wǎng)以應對用電需求增長，改造中還有一部分，是為了將清潔的風電從遙遠的山區(qū)送到城市。同時，康涅狄格、馬塞諸塞等州預計在 2017年，將關(guān)停部分燃煤電廠和核電廠，那里電網(wǎng)運營商也不得不進行電網(wǎng)投資改造，以應對新能源并網(wǎng)、需求增長、缺電等問題。
用戶想要清潔能源，但要符合他們的承受范圍，同時電廠和電網(wǎng)也要維持運營和投資成本，電力監(jiān)管部門和政府就不得不在兩者之間找到一種平衡關(guān)系。
比如在上文提到的福特科林斯小城所在的科羅拉多州，用太陽能自發(fā)電的家庭提出，要以10.5美分的電價計算他們回售給電網(wǎng)的剩余太陽能電量，他們希望自建家庭電站的成本，可以通過提高回售電價的方式賺回來，但電網(wǎng)企業(yè)認為自己為了迎接新能源并網(wǎng)和維持電網(wǎng)穩(wěn)定也投入很多，必須抵消部分投資和維護成本，所以這個新能源的回售電價應該是4.6美分。雙方爭執(zhí)不下，等待監(jiān)管機構(gòu)和相關(guān)部門的裁決。
電廠何去何從?
當福特科林斯小城朝著減排80%的目標前進時，整個變革中的關(guān)鍵角色——當?shù)仉娏驹谧鍪裁矗麄冊摵稳ズ螐哪?
首先必須說明，福特科林斯只是一個實驗性的案例。根據(jù)美國能源信息機構(gòu)“2013國際能源展望”的相關(guān)數(shù)據(jù)，即便到了2064年，大型燃煤電廠仍舊將是世界范圍內(nèi)用電的最主要來源之一。“電廠投資巨大，一旦投入在那里，就很難遷移或是放棄，這是發(fā)展中的必然。”
美國加州電力能源研究院的蓋林斯認為，就像通訊領域無數(shù)個固定電話最終被移動方便的手機取代一樣，就像曾經(jīng)昂貴的個人電腦最終被平板電腦甚至智能手機替代一樣，電力能源領域的分布式與智能化也是很難逆轉(zhuǎn)的大趨勢。只能夠通過技術(shù)和設備的升級和應用，使得電廠、電網(wǎng)都能夠更好地掌握用戶用電需求情況，根據(jù)數(shù)據(jù)進行運維;要依靠先進的監(jiān)測設備對電網(wǎng)進行實時監(jiān)控，甚至還要具備應對外力破壞、網(wǎng)絡黑客、大停電等突發(fā)事件的能力。“電力行業(yè)的美好未來，要靠那些你想象得到的新興技術(shù)。”蓋林斯說。
福特科林斯電力公司旗下有兩家燃煤電廠，如今他們正在進行升級改造，將燃煤機組改造成聯(lián)合循環(huán)燃氣發(fā)電機組。同時，該市電力公司也在積極投資風力和太陽能發(fā)電。“畢竟這里是全美最宜居城市，前途仍舊光明。”電廠員工說。
“微電網(wǎng)”案例
2007年，印度年輕企業(yè)家賈奈什˙潘迪和拉特奈什˙亞達夫采用稻谷殼作為生物質(zhì)原料，幫助擁有2000人口的偏遠農(nóng)業(yè)小鎮(zhèn)德姆古哈實現(xiàn)了電氣化。
項目運行不到5個月，德姆古哈的居民不但已經(jīng)擁有了足夠的電力為手機充電，并且每家每戶都安裝了兩盞節(jié)能熒光燈，每晚可以照明6至8個小時。兩人與曾在弗吉尼亞大學學習工商管理的馬諾伊˙辛哈聯(lián)合成立了谷殼電力系統(tǒng)公司。目前，該公司已經(jīng)擁有80多個微型發(fā)電廠，為印度、烏干達和坦桑尼亞約20萬居民提供電力。
德姆古哈的成功經(jīng)驗表明，即使是每月生活支出只有15至80美元的貧困家庭，也愿意支付100盧比(約1.6美元)或更多的金錢來滿足最低用電需求。2007年，作為公司總裁的辛哈說，最初沒人相信用谷殼作為生物質(zhì)原料來發(fā)電是可行的，“但當公司業(yè)務擴展到300多個村莊時，人們開始認同這種商業(yè)模式了”。
目前，谷殼電力系統(tǒng)公司已經(jīng)成長為全球最大的微電網(wǎng)開發(fā)商之一。他們計劃在5年內(nèi)為印度和東非500多萬用戶提供電力。隨著太陽能光伏板成本下降，該公司正在建設太陽能微電網(wǎng)和與之匹配的蓄電池裝置，太陽能-生物質(zhì)能混合電站也正在進行試驗，旨在提供24小時不間斷的電力。
當然，問題也同樣存在。在一些地區(qū)，主干電網(wǎng)的不斷擴展，會與微電網(wǎng)供應商的服務區(qū)域發(fā)生重疊。微電網(wǎng)的優(yōu)勢是穩(wěn)定、可靠，但費用也較高，因為公司往往會把錢投入基礎設施，而不是讓電價更低。加利福尼亞大學伯克利分校的能源專家丹尼爾˙卡門認為，政府和企業(yè)應該就微電網(wǎng)的監(jiān)管和融資標準達成共識，這樣就可以鼓勵，而非阻礙微電網(wǎng)的發(fā)展——對于某些偏遠地區(qū)，微電網(wǎng)是唯一可行的電力解決方案。
