德國大力發(fā)展智能電網(wǎng) 提高能源利用率

時間:2011-05-05

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:德國政府和業(yè)界為此呼吁,德國應大力改擴建能夠充分利用可再生能源的智能電網(wǎng),并加強能源存儲技術和電網(wǎng)技術的研究。

    德國政府和業(yè)界為此呼吁,德國應大力改擴建能夠充分利用可再生能源的智能電網(wǎng),并加強能源存儲技術和電網(wǎng)技術的研究。

  可再生能源需要智能電網(wǎng)
  
  眾所周知,風力的大小始終處于一個變化過程,太陽光也只會在白天照射,風電、太陽能發(fā)電等相應具有不穩(wěn)定的波動性,因此,不同于可穩(wěn)定地向電網(wǎng)輸送電力的傳統(tǒng)發(fā)電廠,可再生能源發(fā)電聯(lián)入電網(wǎng)后會帶來很大的波動。此外,傳統(tǒng)發(fā)電廠多位于消費中心附近,可集中通過電力干線傳輸,而可再生能源發(fā)電受到自然環(huán)境限制,還要考慮占用耕地等影響,因而更多位于沿海地區(qū)或邊遠地區(qū),要充分利用這些分布式的電能就必須建設智能輸電網(wǎng)絡系統(tǒng),并不斷改進電力存儲技術。

  為了把大量的綠色能源,特別是風力發(fā)電從海上安全并低損耗地傳輸?shù)絻汝懯褂?,德國也需要進一步發(fā)展現(xiàn)有輸電網(wǎng)絡,并創(chuàng)新輸電網(wǎng)絡技術,如可以使電力低損耗長距離傳輸?shù)乃^“電力高速公路”。為了確定今后的輸電線路需要,德國政府準備在今年擬定“目標網(wǎng)絡2050”草案,其主要任務是連接離岸海上風力發(fā)電場,并將電力傳輸?shù)降聡胁亢湍喜康南M中心,改建通往鄰國的連接線路等。

  整合完全不同來源的電力,并且低損耗的進行能源傳輸和存儲絕非易事,只有加強基礎研究以及相關應用技術研究,才能使新技術市場化并且供人們使用。德國政府為此將于2011年制定一個面向2020年的全面能源研究計劃,重點是可再生能源、能源效率、能源存儲技術和網(wǎng)絡技術,以及整合能源供應中的可再生能源。

  智能網(wǎng)絡提高能源使用效率
  
  一直以來,主要的電力供應商都根據(jù)電力消耗來決定電力生產。盡管有時會出現(xiàn)暫時的電力負荷高峰,但傳統(tǒng)的發(fā)電廠能夠為電力網(wǎng)絡生產出足夠的電力。而未來,當電力越來越多地依靠不穩(wěn)定的可再生能源產生時,人們對電力生產的調控能力將受到嚴重制約。因此,未來的能源需求必須更加靈活地適應供給。換句話說,“以電力生產決定消耗”也是解決問題的一個辦法。例如,通過計算機網(wǎng)絡控制,沒有必要在特定時間使用的設備就可以選擇在更有利的時間使用電力。人們?yōu)榇诵枰氖乾F(xiàn)代化、智能化的網(wǎng)絡和適當?shù)碾娰M激勵措施。

  現(xiàn)代通信和信息技術可將未來所有能源系統(tǒng)的組成部分,即電力生產者、存儲者、消費者和電網(wǎng)智能地相互連接在一起,構成所謂的“能源互聯(lián)網(wǎng)”。智能電表是這個網(wǎng)絡中重要的一部分,消費者可以通過它更好地適應波動的可再生能源電力。在今年德國漢諾威工業(yè)博覽會上,多個廠商展示了這類智能儀表。通過集中和分散的計算機網(wǎng)絡控制,人們可以讓電力消耗終端設備在電力充沛和最具成本效益的時候使用。

  2008年12月以來,德國投資1.4億歐元實施“E-Energy”計劃,在6個試點地區(qū)開發(fā)和測試智能電網(wǎng)的核心要素。例如,在庫克斯港(Cuxhaven)的“E-Energy市場”,風電充足時將冷庫冷卻到比平時更低的溫度,短期內如果電力供應趨緊,冷庫就可以使用這種低溫儲備而不需要電力。巴登符騰堡州示范區(qū)的“E-Energy模型屋”則通過屋頂?shù)奶柲馨l(fā)電或地下室的微型熱電聯(lián)產設備產生能量。家電通過網(wǎng)絡智能控制電力消耗,車庫里的電動車還可以存儲微電廠產生的多余電力。

  擴大能量存儲也是重要一步
  
  電力隨時按需生產,供求時刻小心平衡,以免停電或電網(wǎng)超載,這樣的要求對常規(guī)電廠而言已經很不容易,對于來自于風和太陽的波動能源就更加困難。因此,除了改進網(wǎng)絡基礎設施外,擴大能量存儲也是很重要的一步。人們可以把多余的電力存儲起來,需要時再釋放到電網(wǎng)中。

  到目前為止,最常見的是抽水蓄能電廠,用過剩的電能將水提升到高處的水庫中,在電力供應緊張時再把水放出來驅動渦輪機發(fā)電。易存儲的生物沼氣也適合于為風電和太陽發(fā)電的波動提供補償,它可以在強風期間暫停,在電力供應低迷時啟用。德國政府的新法規(guī)中加強了對沼氣進行財政鼓勵的措施。

  此外,德國政府還加強了對新的能量存儲技術的研究,許多存儲技術在理論上已經可行,但還不適合日常使用,德國希望更快地將它們推向市場,例如壓縮空氣存儲、氫存儲、用甲烷生產氫氣和電動汽車電池等等。

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