http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 21:57:35 來源:《科學時報》
在歐洲,德國是最積極導入再生能源的國家。同時也是歐洲第一個讓電力公司以高於一般電價收購太陽能發電與風力發電,導入“FIT”製(zhi)度(du)的(de)國(guo)家(jia)。事(shi)實(shi)上(shang),和(he)莫(mo)斯(si)科(ke)與(yu)薩(sa)哈(ha)林(lin)同(tong)屬(shu)高(gao)緯(wei)度(du)的(de)柏(bai)林(lin),隨(sui)處(chu)可(ke)見(jian)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)板(ban)安(an)裝(zhuang)在(zai)住(zhu)宅(zhai)屋(wu)頂(ding)。若(ruo)是(shi)搭(da)乘(cheng)電(dian)車(che),也(ye)沿(yan)途(tu)可(ke)見(jian)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)用(yong)大(da)型(xing)風(feng)車(che)成(cheng)排(pai)林(lin)立(li)的(de)景(jing)象(xiang)。
製定高標準之減碳目標
2008年12月,歐盟(EU)通過一項法案,內容包括溫室氣體排放量較1990年減少20%、再生能源用量提高至整體電力20%以上等。此項法案亦由德國所主導。而德國也製定目標,希望在2020年以前,將生質酒精發電等再生能源之發電量比率,提升至整體的30%,且溫室氣體排放量也必須較1990年減少40%。與日本訂立“較1990年減少25%”的目標差距甚大。但德國在2008年前後已多次向媒體表示,“德國目前已達到削減18%~19%的目標。距離40%的目標還差21%~22%,達成目標的可能很高。”
然而,德國也是在最近10年才開始有所轉變。德國Siemens AG日本法人Siemens Head of Energy Sector,Japan Energy Sector的Alfons Frank表示,“風力發電與太陽能發電雖然從10年前開始增加,實際上較具規模的建置是在最近5年左右。”
過(guo)去(qu)德(de)國(guo)的(de)主(zhu)要(yao)發(fa)電(dian)來(lai)源(yuan)為(wei)燃(ran)燒(shao)石(shi)炭(tan)的(de)火(huo)力(li)發(fa)電(dian)。即(ji)使(shi)是(shi)目(mu)前(qian)與(yu)其(qi)它(ta)歐(ou)洲(zhou)國(guo)家(jia)相(xiang)較(jiao),使(shi)用(yong)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)比(bi)例(li)上(shang)也(ye)並(bing)不(bu)突(tu)出(chu)。不(bu)過(guo),由(you)於(yu)過(guo)去(qu)電(dian)力(li)自(zi)由(you)化(hua)政(zheng)策(ce)與(yu)東(dong)西(xi)德(de)統(tong)一(yi)造(zao)成(cheng)的(de)效(xiao)應(ying),活(huo)化(hua)了(le)大(da)規(gui)模(mo)的(de)電(dian)力(li)交(jiao)易(yi),讓(rang)德(de)國(guo)成(cheng)為(wei)歐(ou)洲(zhou)國(guo)家(jia)當(dang)中(zhong),電(dian)力(li)結(jie)構(gou)與(yu)電(dian)力(li)網(wang)變(bian)化(hua)速(su)度(du)最(zui)為(wei)急(ji)遽(ju)的(de)國(guo)家(jia)之(zhi)一(yi)。
受到2009年金融風暴造成景氣低迷影響,加上西班牙在建置太陽能發電的數量上大幅低於2008年nian,因yin此ci一yi般ban預yu期qi太tai陽yang能neng電dian池chi市shi場chang將jiang大da幅fu衰shuai退tui。然ran而er,德de國guo目mu前qian仍reng持chi續xu建jian置zhi太tai陽yang能neng發fa電dian與yu風feng力li發fa電dian。於yu慕mu尼ni黑hei設she立li銷xiao售shou據ju點dian的de三san洋yang電dian機ji表biao示shi,“德國Q-CellsSE或SHARP等(deng)生(sheng)產(chan)大(da)規(gui)模(mo)發(fa)電(dian)用(yong)薄(bo)膜(mo)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)廠(chang)商(shang)受(shou)到(dao)的(de)影(ying)響(xiang)較(jiao)為(wei)嚴(yan)重(zhong)。反(fan)倒(dao)是(shi)重(zhong)視(shi)能(neng)源(yuan)效(xiao)率(lv)的(de)住(zhu)宅(zhai)用(yong)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)市(shi)場(chang)影(ying)響(xiang)較(jiao)小(xiao),甚(shen)至(zhi)變(bian)得(de)更(geng)為(wei)活(huo)絡(luo)。”
德國積極建構下一代電網
現在,德國正式開始因應下一代電網架構,對過去的電力網絡進行改革。隨著分散型電源的增加,大規模地重新建構電網。
具體而言,德國新型電網的架構包括(1)將各種火力發電廠設置於市區中,或是盡可能配置於就近的區域,其中包括采用天然氣或生質酒精的火力發電廠;(2)實時(Real Ttime)掌握電力使用者的需求,依據需求調整電力供應量;(3)采用汽電共生(Cogeneration)方式發電,發電的同時也供應熱能,以提高燃料的使用效率;(4)積極的運用電動車(EV)充電池與太陽能發電電力,對電網中架構“電力回流”等。
首先,電力來源盡可能布建於當地,采取“地產地銷”的(de)概(gai)念(nian),將(jiang)電(dian)力(li)留(liu)在(zai)該(gai)區(qu)域(yu)使(shi)用(yong)。有(you)別(bie)於(yu)以(yi)往(wang)從(cong)距(ju)離(li)都(dou)市(shi)甚(shen)遠(yuan)的(de)大(da)規(gui)模(mo)發(fa)電(dian)廠(chang),以(yi)長(chang)距(ju)離(li)單(dan)方(fang)向(xiang)供(gong)應(ying)的(de)電(dian)力(li)網(wang),這(zhe)項(xiang)改(gai)革(ge)有(you)助(zhu)於(yu)減(jian)少(shao)電(dian)力(li)因(yin)長(chang)距(ju)離(li)傳(chuan)輸(shu)而(er)損(sun)耗(hao)。
當然,德國未來在北海進行大規模的海洋風力發電設置計劃,以及在北非等區域則與Siemens公司和DESERTEC Foundation公司建置100W規模之太陽能發電廠等,以輸送高電壓直流電(HVDC)的送電網為例外。
發電廠提供住宅用電與熱水
德國建設中的下一代電網,與美國“智能電網(Smart Grid)”概念相同。和美國一樣,德國為隨時掌握使用者的電力使用情況,正在積極布建可監控家電產品耗電的“智能電表”。不過,和美國不同的是,德國下一代電網的架設目標增加了“地產地銷”及“汽電共生(Cogeneration)”的概念,亦即由發電廠同時供應電力與熱能。因為德國自2002年推動的汽電共生的“Kraft-W?;rme- Kopplung (KWK,共享電力與熱)”法案,結果促使電力公司與地方政府等開始建設100M~數百MW規模之汽電共生式發電廠。據日本新能源產業技術總和開發機構指出,“德國由於汽電共生發電成長遠高於太陽能發電之,電網的容量已經接近飽和狀態。”
德國計劃總發電量30%將使用再生能源,且再生能源發電量的中1/3將采用生質酒精。比例上,汽電共生發電與生質酒精的組合在也有所增加。例如,位於德國東南方RWE公司汽電共生發電廠即為此類,發電可供應數公裏外公寓林立、約兩萬戶新興住宅區之用電和熱水,或同時供應蒸汽。
然而,汽電共生發電這也存在某些問題。要供應熱水與蒸汽,發電廠就必須離住宅越近越好。不過Siemens的Frank指出,“居民並不是很歡迎街道上設置這類發電廠,並非所有地區皆可接受此汽電共生的發電設備。”實際上,如前述德國東南方RWE公司設立的汽電共生發電廠,在興建時也遭遇到反對運動。
2020年電動車普及發展
對於下一代電網而言,另一個重要的構成關鍵就是達到電動車市場的普及發展。德國政府計劃在2020年以前,使電動車或油電混和車(PHEV)進入100萬輛以上的普及階段。順應此趨勢,電力公司與車廠開始急速擴置充電站。
具體而言,RWE、Siemens、德國Daimler AG、法國Renault以及挪威Vattenfall AB和德國BMW AG等電力公司均積極參予充電基礎建設的建置。例如RWE便藉由“e-mobility Berlin”之實證測試企劃,預計於2010年底,在柏林市內設置500處充電站,目前已經完成愈來60所,用於推廣之店麵“Energy Shop”也已於2009年11月開幕。
Daimler於2009年11月開始生產兩人乘坐汽車第二代“smart”係列電動車,此款電動車在德國頗受歡迎,2012年將供應至一般市場。至於Siemens雖然沒有直接生產電動車,但該公司表示,“EV/PHEV將於2020年累計銷售450萬輛”,此數據遠超過德國政府的目標,目前該公司正積極進行電動車與電網結合的相關建置。Siemens的Frank表示“若電動車數量持續增加,恐怕早晨將產生極大的電力需求並達到顛峰。因此必須及早準備相關因應之道。”充電時是否供應正確的電壓亦為實驗主題之一。另一方麵,Vatternffall則在柏林市內設置了25所以上的充電站,特征為透過非接觸式IC卡進行使用者認證。
在歐洲各國中,德國對電動車用二次電池之開發最為積極。包括再生能源、電動車、智慧電表等各種與下一代電力網相關的各種技術,也全方位的進行強化。