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【丰云】大辩论:挪威能否成为欧洲电池?

亚博体育平台点击登入于2019-09-10 16:52:32,【丰云】大辩论:挪威能否成为欧洲电池?,Kotoo科技新闻网(http://www.kotoo.com)
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【丰云】大辩论:挪威能否成为欧洲电池?

欧洲积极发展绿能,使得能源储存需求大增,在众多电池技术与新创事业积极抢食未来市场的同时,也有许多人直接想到人类当前最成熟、价廉的能源储存技术之一:抽蓄水力发电。挪威因为先天地形优势,拥有 937 座水坝,成为“欧洲电池”的候选人。

目前德国、丹麦大力发展风能,丹麦已经连年出现风力发电最高峰时,甚至会超过全国用电量,因此必然要出口电力,很不幸的当丹麦风力发电过剩时,北德的风力发电也一样过剩,大家一起过剩,电该往哪里去?于是挪威学者专家自告奋勇,认为挪威可以担任容纳多余电力的要角。

挪威科技大学学者卡斯帕维尔莱德(Kaspar Vereide)以及挪威可再生能源环境设计中心(Centre for Environmental Design of Renewable Energy,CEDREN)均认为,挪威的大量水坝有机会成为“欧洲电池”。

卡斯帕维尔莱德于 2015 年提出,只要改装 20 座水坝都为抽蓄水力发电设施,每座提供高达 1 吉瓦(Gigawatt)的储电容量,总计 20 吉瓦,水坝改装本身将要价 3 亿欧元,同时还得兴建欧洲各国连接到挪威的高压输电线路,以及相对应的所有系统,与水坝改建经费全数加总,总价约 60 亿欧元。

事实上挪威国家电网(Statnett)早已开始进行“虚拟能源储存”。挪威现有 6 条高压直流(HVDC)跨国输电线路,其中 4 条连往丹麦,总计 1.7 吉瓦容量,其他 2 条连往荷兰,总计 700 百万瓦(Megawatt)容量。兴建中的有一条 1.4 吉瓦高压直流跨国输电线路 NordLink 连往德国,以及同为 1.4 吉瓦的北海电网连结(North Sea Network ,NSN) 连往英国,两者都由 ABB 承包。

当丹麦风能过剩时,透过跨国输电线路把多余能源输往挪威,挪威就先使用丹麦的廉价过剩电力,让水库先慢慢储蓄融雪水、雨水,等到丹麦需要电力时,挪威再用先前省下的水来发电,回输给丹麦。虽然并没有用上抽蓄水电,但这种做法形同是在帮丹麦储存电力,所以称之为“虚拟能源储存”。

也就是说,挪威事实上早已开始担任欧洲电池的角色,只是规模没那么大。卡斯帕维尔莱德认为,20 吉瓦的目标太过宏大,需要大幅扩建跨国输电线路,需要较长时间才能达成,但短中期内,达成 5 吉瓦的目标则并不会太困难。

随着德国发展绿能的脚步加速,挪威“欧洲电池”的角色越来越受到德国的重视,因为理论上,若德国完全由风能与太阳能供电时,挪威的水电储能资源,可以完全满足德国的能源储存需求。然而,这也引起了一场对于“欧洲电池”概念的大辩论。

德国:高低锋期相同、抽蓄设施不足

德国能源投资家与研究者比杨彼得斯(Bjrn Peters),于 2017 年 3 月时,对挪威“欧洲电池”概念提出了质疑,他的主张是,挪威目前水坝要在夏季丰水期储水,供应冬天枯水期的用电,而冬季是北欧暖房用电高峰,为此每年得储存相当于 440 亿度电力的水,比杨彼得斯认为挪威人自己的用电需求就会占用大多数水库的储能空间。

比杨彼得斯又认为,由于挪威的用电高峰与德国的用电高峰相同,都在冬季,而太阳能发电高峰却是在夏季,同时,挪威水库的水源来自春季融雪以及夏季雨水,水位高峰也是在夏季,两者有电时一起有电,缺电时一起缺电,无法互补。比杨彼得斯还认为由于挪威正在全力推动全面电动车化,产生额外电力需求,使得挪威更不容易担任“欧洲电池”。

比杨彼得斯也指出,挪威现在少有抽蓄水力发电设施,需要大幅兴建;此外,将必须大幅扩建跨国输电线路,挪威国内的输电网络容量也得同时大为扩增,以应付将电力输送到各地水库储存的负载。

针对德国人的质疑,卡斯帕维尔莱德与 4 位挪威学者立即提出反驳,指出比杨彼得斯的想法有部分犯下基本错误。

挪威:丹麦、德国过剩风能恰补挪威抽蓄水电

挪威学者们指出,电网能源储存需求,主要是供电与需求要时时平衡,并非看每年的用电度数,例如当丹麦风力发电于夜间过剩时,挪威即使尚未大力兴建抽蓄水电,光是以“虚拟能源储存”的方式,就可以吸收过剩电去化,省下发电用水,因而让水库储得更饱,在白天用电尖峰时发电,这种每日,或是以周为单位的弹性调节平衡,和每季或每年巨观上来看从夏季储水到冬季的需求是两回事,并不互相干扰。

卡斯帕维尔莱德也指出比杨彼得斯对德国与北欧国家当前可再生能源发展状况有基本误解,受限于纬度,北德与北欧国家主要的可再生能源是风力发电,而非太阳能,而风力发电是冬季会过剩,也就是说,事实上,德国风能过剩时,刚好挪威的水库都在低水位、潜在储存容量最大时,刚好互补,与比杨彼得斯误以为的情况恰恰相反。

卡斯帕维尔莱德更进一步说明,当前挪威因为少有抽蓄水电,因此在入冬前,水库都必须蓄积到满水位,以因应冬季的发电需求,此时能源储存能力的确会大减,不过,若是照卡斯帕维尔莱德的计划,大力兴建抽蓄水电设施,就不再有此必要,冬季可发完电后利用丹麦、德国的多余电力,把水抽回水库。

另一方面,挪威本身也正在积极兴建风力发电,一一完工上线后,也将使冬季的水力发电需求相对大减。

而针对电动车需求,挪威学者也强力反击,指出挪威把全数汽车换为电动车,每年增加用电约 80 亿度,不过是增加年用电量的 6%,对能源平衡毫无影响。

挪威学者也有同意比杨彼得斯之处,那就是当前挪威的确抽蓄水电设施太少。由于过去没有需求,目前挪威只有 12 座抽蓄水力发电设施,但是,挪威学者们指出,要把现有水坝新安装抽蓄水力发电设施并不困难,而且,因为并非新建水坝,并不会有环保争议问题。

挪威学者们认为,挪威的确有“欧洲电池”的潜力,只不过要实现这样的潜力,需要政治上大力支持。

对于挪威学者们的“华山论剑”,比杨彼得斯表示同意他们的部分论点,也认为要把挪威现有水坝改装为抽蓄水力发电设施是有可能的,只是站在德国的立场,比杨彼得斯有多一层忧虑。他担心,不论挪威提供储能服务与否,挪威本身用电永远可以满足,但对仰赖挪威当“欧洲电池”的国家来说,万一挪威的储能容量到顶了,该怎么办呢?

或许比杨彼得斯的忧虑有点杞人忧天,因为没有任何国家会把鸡蛋全放在一个篮子,必定会建置自有的能源储存容量,或是建立其他各种虚拟能源储存与调配方式,而非全数仰赖“欧洲电池”。

无论如何,“欧洲电池”能否实现,还得仰赖挪威政府政策,是否只想自扫门前雪,或是愿意在能源领域扮演更积极的国际角色,并为国家开创全新财源?这就要看挪威政治人物的决心了。

  • The Debate Over Norway’s Ability to Become a Hydro Battery for Europe Is Surprisingly Robust
  • Why Norway Can’t Become Europe’s Battery Pack
  • Norway Could Provide 20,000MW of Energy Storage to Europe

(首图来源:Flickr/Nils Tamlag CC BY 2.0)

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