來源:南方能源觀察 | 0評論 | 5380查看 | 2014-12-19 09:44:00
Andrés Seco先生戴著一條翠綠色的領帶。他指著上面的卡通圖案,笑瞇瞇地問它是否有趣。他所指的圖案是黑色的風箏、黃色的閃電和金色的鑰匙。“你想起了什么?”
“本杰明?富蘭克林!”他站在一旁的同事迫不及待揭曉了謎底,開始比劃富蘭克林用栓鑰匙的風箏捕捉雷電時,被電擊的情景。
綠色與研究雷電第一人——西班牙電網公司(Red Eléctrica de Espa?a ,REE)系統運營部總經理的這條領帶似乎是西班牙電網發展軌跡的一個濃縮:2013年,23%的電力需求由風電滿足,同時整個可再生能源發電比例占到了42%——這個數字在今年上半年上升到了54%。“差不多一半的電力是綠色電力,是零碳排放的。”此外,REE也致力于研究儲能技術,“Almacena”儲能項目和Lanzarote島飛輪儲能項目都讓人耳目一新。
電網結構靈活性獨一無二
eo:西班牙位于伊比利亞半島上,目前僅與葡萄牙以及法國南部相聯,進而與歐洲電網相聯,與歐洲其他國家電網的連接并不十分緊密,類似于“電網孤島”。去年,風能取代核能成為西班牙第一大電力來源。可再生能源有著不穩定的特點。在這種情況下,西班牙的做法可以說是勇氣可嘉嗎?
Andrés Seco:是的,西班牙是世界上第一個、也是唯一一個風能成為第一大電力來源的國家,在去年的電力結構中,風力發電占23%,可再生能源發電占42%。在今年上半年的電力結構中,可再生能源發電占到了54%,這比去年有所上升。但是,也有一件非常有意思的事情。你猜一下今年9月份最主要的電力來源是什么?是煤炭發電。因為9月份風能資源不足,也沒有充足的水電,同時核電站還因為檢修而關閉。所以,西班牙電網系統的神奇之處就是,我們可以用可再生能源發電滿足超過一半的電力需求,也可以用煤炭發電滿足25%的電力需求。可以說,西班牙電網的靈活性在世界上是獨一無二的。因為我們除了風能和太陽能之外,其他能源比較缺乏,同時我們和歐洲其他國家的聯網并不十分緊密,所以唯一能保證電力供應的方式就是多樣化的電力結構,我們重視每一種能源。
這種多樣化帶來的并不是困難,而是持續的挑戰。我們是輸電企業,不是發電企業,我們不能決定電力結構,它是由市場決定的。我們需要做的是在任何情況下都能做好電網的運營和調度。對我們來說,電網大量接入可再生能源并不會帶來危險。因為在電力調度控制方面,我們一直致力于研究應對的工具和系統,以便讓可再生能源更好地大量地并網。風能的比例可以達到65%,可再生能源的比例更可以超過75%。這不僅是因為調控中心或是智能電網,同時也是因為人才。我們有超過200名的專家在可再生能源調控中心工作,他們在可再生能源并網領域擁有超過10年的工作經驗。
eo:超級電網是REE戰略發展的重點之一,為了加強鄰國的聯網,REE做了哪些努力?
Andrés Seco:這是個好問題。目前我們與三個國家有聯網,有歐洲的法國和葡萄牙,還有北非的摩洛哥。西班牙與摩洛哥的聯網,是歐洲與非洲唯一的聯網。我們對于向非洲、向摩洛哥供電非常驕傲。目前除了摩洛哥之外,我們還在研究參與到其他非洲國家的聯網中來。我們不會作為投資商去投資新建新的電網,而是以非洲各國政府或企業投資的推動者去完成這一想法。歐洲全面聯網在目前來說是很困難的,原因很多,最基本的是社會方面的原因,當然還有許可證和批準程序的原因,你需要挨個國家挨個地區地去問去協調,就算是一條三四十千米的線路,你都可能要花費5年到10年的時間。
明年,REE和法國RTE合作建成法國和西班牙之間的跨國高壓直流聯網,這條新的電纜是一條地下電纜,穿過了比利牛斯山脈,容量比目前已有的電力交換的容量都要大。它建成后,將讓西班牙和法國之間的電力交換總容量翻倍。REE已經花費了超過20年的時間去推動、建設和運營這條線路。
除此之外,我們還在建一條西班牙和法國西海岸之間的海底電纜。目前,我們正在對這一項目進行研究。如果一切順利,這一項目將在2020年或2021年完成。此外,我們現在還在建三條穿越比利牛斯山的新線路。我們新建這些跨國線路的目的是在2020年以前,獲得至少占西班牙裝機總量10%的電力交換,目前,西班牙擁有100000MV的裝機容量。
新能源并網率大于99%全賴CECRE
eo:您剛才提到了可再生能源調控中心,我知道它是REE在2006年設立的,它與傳統的控制中心有什么區別,專門設立這樣一個調控中心的初衷是什么?
Andrés Seco:對的,這個調控中心名叫CECRE(Control Centre of Renewable Energies),是專門為調控可再生能源而設置的。CECRE是獨立的,是對原本的調控中心的一個補充。它們相互連接,實時監測電網信息。我們為CECRE設置了專門的調度員,他們和控制中心的人在一起工作。CECRE建立后,很多工作都具有里程碑意義。但是我覺得最重要的是,我們能夠隨時接入幾乎所有可再生能源。所以西班牙不能并網的可再生能源少于總量的1%。我給你舉個例子。在我們的鄰國葡萄牙,他們的這個數字超過10%,也就是說他們只能利用90%的可再生能源,而剩下的不能接入電網,因為他們沒有像我們一樣的可再生能源調控中心。據我所知,在中國這個數字達到了15%-20%。有了CECRE,也許可以降低這一數字。另一個重要的因素就是我們與其他電力機構的合作。西班牙在可再生能源并網方面的奇跡,來自于CECRE,也來自于這種合作。目前我們擁有超過60家二級調控中心。有別于從單個風電場獲得數據,我們從這些不同的二級調控中心獲取數據,這些調控中心都是歸其他電力企業所有,例如新能源發電企業、零售商、負荷代理商等。這個數字還將隨著更多可再生能源的接入而繼續增加。6年前,我們還只有15家,隨著市場的變大,這個數字達到了現在的60家。光有CECRE,沒有這種合作,這種奇跡是不可能發生的。建立二級調控中心并不十分昂貴,這些機構需要做的就是在通信設備和實施監測設施上進行投資,相比其他電網投資而言,這項投資微不足道。
eo:REE在可再生能源并網和儲能技術方面有哪些創新?
Andrés Seco:我們參與了ERDF(歐洲區域經濟發展基金)的“R&D+i”項目,其中有兩個研發項目與儲能技術有關。第一個項目叫做“Almacena”,在西班牙語中就是“儲存”的意思。這個項目包括現場安裝的儲能系統,這個系統最關鍵的是一個鋰離子電池,它能提供1MW的能量,其容量最小為3MWh。這個系統被安置在REE的400/220kV變電站中,簡單來說,它的作用是評測目前這類設施的技術性能,讓可再生能源并網更安全,同時提高整個電網的運營效率。這個項目從一年多前開始,至今還在進行當中。
第二個項目非常美好,因為它在世界上最美的島嶼之一Lanzarote島上進行。Lanzarote是加納利群島之一,是一座火山島。REE投入運營了一座66kV變電站,其設備中包括重三噸、直徑約1米的飛輪(flywheel)。飛輪是一種旋轉裝置,它能夠將電能轉換為動能,相對應的,它也將動能儲存起來,在系統需要的時候,將動能轉換為電能。這個項目想要通過運用飛輪儲能技術,研究和分析有限能源儲存系統的典型特征,同時,也看看它將來在小的電力系統或更大電力系統中的運用前景和優勢。同時,這個飛輪系統還將有助于應對在預先設定的系統頻率(西班牙是50赫茲)中的突然變化,從而讓系統更為穩定。在小的電網系統中,它能在斷電時減少響應時間并保持電壓和頻率的穩定。
這個飛輪系統在上個星期五(10月24日)正式投入使用。當天,我和其他REE同事、加納利當地政府有關部門負責人,還有許多媒體都到場了。在西班牙,這是一件非常受關注的事情。Lanzarote島上風能資源豐富,他們還希望更大力地發展風電。在小電網系統和孤立的電網系統中,要想提高可再生能源發電的比例從而滿足用電需求,對我們而言,唯一的辦法就是依靠能源儲存,通過電池或是通過這種飛輪。我們更傾向于飛輪。想象一下,你擁有一個風場,他們并網發電了,但風能是不穩定的,一旦沒有風了,就需要火電機組頂上去。現在我們需要4到5秒的時間,但這個時間太長了,所以我們還在努力縮短這個時間以保持系統的穩定。飛輪能夠保證電源在風力發電和火力發電中平穩切換。
將建電動汽車控制中心Cecovel
eo:在你們的網站上我看到了一個實時電力需求和供應程序。大家可以隨時隨地在電腦端、智能手機端上查看信息。這樣一個程序是為誰而設計的?它能夠改變用戶的用電行