“他山之石以攻玉”:德国光伏历程带来的警示

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核心提示:截至2011年底,我国累计光伏装机容量为3吉瓦,不到同期德国的八分之一,这与我国发电总装机容量世界第一的电力大国地位十分不相称,也与我国光伏电池产量占全球市场份额60%的现实形成鲜明的对照。

  2012年8月,笔者探访了瑞士苏黎世联邦工学院(ETH),并顺便去了意大利、德国、奥地利等国。蓝天白云映衬下的湖光山色,美丽恬静的田园景象,让人流连忘返,然而令人印象最深刻的,还是那随处可见的、建在一家一户屋顶上的光伏电池板。

  有源配电网已成现实

  曾几何时,不少人认为分布式电源难当大任,难以想象一家一户都有分布式电源接入。国内目前电力系统仍然是大机组、大电网主导,而分布式电源应用还面临许多成本与技术上障碍的现实,即便认可这一发展方向的人,也觉得有源配电网是很遥远的未来,甚至只是一个美丽的梦想。而欧洲的实践,特别是德国分布式光伏发展的现实,令人鼓舞。

  截至2011年底,德国光伏装机容量达到24.8吉瓦,意大利12吉瓦,奥地利17万千瓦。到2012年8月底,德国的光伏装机容量超过了30吉瓦,其中80%的容量是从低压电网接入的;2010年新增光伏装机容量13.4吉瓦,其中81%是容量不超过0.1万千瓦的系统,58%是容量不超过100千瓦的屋顶分布式光伏系统。

  欧洲能源交易公司调查结果显示,2012年5月25日中午,德国全国光伏发电功率达到21吉瓦,约占当时全国负荷功率的40%,当日的光伏发电量达2240万千瓦时,满足了电力总需求量的30%,相当于20座大型传统火力发电厂或核电站的发电量。再考虑到分布式风电、生物质发电的贡献,德国已经出现了来自分布式电源的发电功率超过一半的情况。除就地用电外,德国光伏系统大部分都有剩余的电力需要外送,其配电网已经成为一个名符其实的功率双向流动的有源网络。

  政策扶持是关键

  并网难与成本高是光伏发电发展的两大障碍。欧洲国家通过立法实行强制并网和优惠的上网电价政策,极大地促进了分布式光伏发电的发展。

  其中,德国的政策支持力度最大,使其光伏装机容量迅速增长,走在了世界的前列。

  早在1991年,德国就通过了《强制购电法(StrEG)》,要求电网企业按规定的电价全额收购可再生能源发电量。2000年,德国颁布了世界上第一部《可再生能源法(EEG)》,解决了光伏系统的并网难问题。

  2000年的EEG还规定光伏发电在固定时间内(20年)享受固定的上网电价,上网电价每年按5%的比例递减;同时还设置了每年提供优惠上网电价的容量上限为35万千瓦,2002年又将其调整为1吉瓦。

  2004年,德国修订了EEG,规定对不同容量、不同形式的光伏发电实行46~62欧分/千瓦时的区别上网电价。

  2009年,德国采取了更加灵活的上网电价政策,将其每年递减的比例由固定值改为与容量挂钩,以更好地利用电价杠杆,调节新增的装机容量。

  2011年,德国光伏发电上网电价降低为0.24~0.39欧分/千瓦时。

  当然,德国的这场能源革命不是免费的,其可再生能源上网电价的补贴是由电力用户分摊的。因此,有人对德国光伏发电政策的可持续性表示质疑,在德国内部有很大的争议。2010年,默克尔政府提出要大幅降低光伏发电补贴,遭到反对党以及执政联盟内部一些人的强烈反对。最后,还是就补贴政策达成了妥协,使德国光伏发电能够维持在一个适当发展的速度上。

  技术标准是保障

  现有配电网并没有考虑分布式电源的接入,像光伏发电这样的分布式电源的接入,将会给其运行管理与电能质量带来一系列问题。为此,欧盟以及欧洲各国制定了一系列技术标准与规范,明确分布式电源并网的技术要求,为光伏系统并网提供了法律和技术上的保障。

  进入21世纪,分布式电源迅速发展,大量的分布式电源需要并网,“即接即忘”的原则已不能适应这种情况,因而一些先进国家转而制定了更为积极的技术标准,以提高分布式电源的渗透率。德国电力协会(VDEW)分别于1998年与2001年颁布了分布式电源接入中压与低压配电网的技术导则。

  随着光伏发电的发展,配电网分布式电源的渗透率已经达到很高的水平,德国一些地区配电网的光伏装机容量已超过其平均负荷功率,有的甚至达到3倍以上。分布式电源高度渗透,给配电网的运行管理提出了新的挑战。2008年,德国电力协会对分布式电源并网技术导则进行了修订,要求并入中压配电网的分布式电源能够进行有功与无功调整并具有低电压穿越能力,对并入低压配电网的光伏系统也将提出类似的要求,有关标准也在制定过程中。

  他山之石可攻玉

  截至2011年底,我国累计光伏装机容量为3吉瓦,不到同期德国的八分之一,这与我国发电总装机容量世界第一的电力大国地位十分不相称,也与我国光伏电池产量占全球市场份额60%的现实形成鲜明的对照。

  与德国等国相比,我国分布式光伏发电的发展比较滞后,目前建设的光伏系统大多是大型的集中式电站,容量在100千瓦及以下的分布式光伏系统很少。

  最近,国家发改委发布了《太阳能发电发展“十二五”规划》,提出了到2020年我国太阳能发电总装机容量达到50吉瓦的目标,并把分布式光伏发电作为鼓励发展的重点。未来几年,我国光伏发电将迎来大发展的局面。

  “他山之石,可以攻玉”。全面了解欧洲国家,特别是德国光伏发电的发展历程,总结其经验和教训,对于明确我国光伏发电的发展方向,推动我国光伏发电的健康、可持续发展具有十分重要的意义。

 
  
  
  
 
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