2013年12月05日08:47
生物質(zhì)直接交易的期待與課題
生物質(zhì)雖然得到了制度的力挺，但課題也不少。推行直接交易后，越來(lái)越多的生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)開(kāi)始采取在市場(chǎng)行情高的時(shí)候發(fā)電并銷(xiāo)售，在行情低的時(shí)候停止發(fā)電的方式。作為現(xiàn)場(chǎng)電源，生物質(zhì)通過(guò)包括供熱在內(nèi)的熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）系統(tǒng)，利用效率會(huì)大幅提升。但電力市場(chǎng)的價(jià)格走向與地區(qū)的熱需求未必一致。
如果根據(jù)電力市場(chǎng)的走向安排設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，生產(chǎn)的熱量有可能超過(guò)需求。這就需要通過(guò)細(xì)致的合理控制，提高熱泵的輸出，或是利用蓄熱設(shè)備增加熱需求。如果熱量低于需求，則要減少熱需求，并且利用蓄熱槽和生物質(zhì)鍋爐增加供熱。
這就必須建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、鍋爐、蓄熱槽、熱泵等設(shè)備。而為生物質(zhì)發(fā)電設(shè)置市場(chǎng)溢價(jià)和管理溢價(jià)，正是為了促進(jìn)這樣的投資。
資料4表示了RegModHarz項(xiàng)目中，在進(jìn)行直接買(mǎi)賣(mài)的情況下，生物燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)和生物燃?xì)忮仩t的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。第1排是次日電力市場(chǎng)的價(jià)格變化，第2排是熱能的供需變化，第3排是電能的供需變化，第4排是蓄熱的容量和水平。企業(yè)要根據(jù)電力價(jià)格、熱需求、蓄熱設(shè)備的使用情況等因素，決定熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和鍋爐的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)方式。
判斷什么是最佳的投資方式并不簡(jiǎn)單，因?yàn)槠渲袚诫s著電力交易市場(chǎng)、地區(qū)的電能和熱能需求、地區(qū)的天氣預(yù)報(bào)等諸多變化因素。因此，開(kāi)發(fā)包含了這些參數(shù)的模擬軟件成為了首要任務(wù)。總而言之，就是積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。而E-Energy能夠?yàn)殚_(kāi)發(fā)這樣的軟件提供驗(yàn)證。
最終答案是構(gòu)筑靈活的供應(yīng)系統(tǒng)
如上所述，要想實(shí)現(xiàn)100％可再生能源發(fā)電，重點(diǎn)在于增加風(fēng)力和太陽(yáng)能的發(fā)電量，開(kāi)發(fā)能夠吸收發(fā)電量變化的靈活電源“生物質(zhì)”，構(gòu)筑推動(dòng)需求轉(zhuǎn)移的機(jī)制。修改固定價(jià)格收購(gòu)制度，采用與電力交易市場(chǎng)進(jìn)行直接交易的方式，稱得上是這一舉措的撒手锏。
而生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)需要使電能與熱能取得平衡。電力交易的最佳答案并不一定適合當(dāng)?shù)氐臒嵝枨�。熱電�?lián)產(chǎn)同時(shí)產(chǎn)生一定比例的熱能。而傳統(tǒng)的熱電聯(lián)產(chǎn)一般是以熱需求為準(zhǔn)，同時(shí)產(chǎn)生電能，因此，借助以需求響應(yīng)為基礎(chǔ)的熱需求轉(zhuǎn)移，應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)一定程度的調(diào)整。
但是，對(duì)于普及可再生能源發(fā)電來(lái)說(shuō)，根據(jù)電力市場(chǎng)的動(dòng)向，使供電利潤(rùn)達(dá)到最大，作為副產(chǎn)品而產(chǎn)生一定的熱能，這才是合理的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。按照固定價(jià)格收購(gòu)制度的評(píng)價(jià)方式，生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)作為本地靈活電源的價(jià)值要高于作為供熱設(shè)備的價(jià)值。因此，調(diào)整地區(qū)的熱需求將會(huì)采用開(kāi)關(guān)鍋爐、蓄熱設(shè)備蓄熱放熱、供熱管道蓄熱放熱、需求轉(zhuǎn)移等方式。
但是，要想實(shí)現(xiàn)100％可再生能源，單靠熱需求轉(zhuǎn)移、設(shè)置蓄熱設(shè)備存在局限性。還需要構(gòu)筑包含電能、熱能以及燃料在內(nèi)的“地區(qū)靈活供應(yīng)系統(tǒng)”。在生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)方面，與生成作為燃料的“生物燃?xì)狻敝g進(jìn)行協(xié)調(diào)將變得重要（資料5）。
綜合利用電、熱、氣三大網(wǎng)絡(luò)
作為燃料，生物燃?xì)馐苓M(jìn)行消化發(fā)酵的微生物活動(dòng)的影響，建立能夠穩(wěn)定進(jìn)行消化活動(dòng)的環(huán)境是基本條件。如果把與電力市場(chǎng)直接交易作為前提，那么，發(fā)電量要與按照一定速度生成的生物燃?xì)庵g相互協(xié)調(diào)。通過(guò)設(shè)置儲(chǔ)氣罐，提純甲烷氣體注入燃?xì)夤艿赖确绞�，調(diào)整剩余和不足。也就是利用剩余電力電解氫氣，使氫氣與通過(guò)生物燃?xì)饩珶捁ば蚍蛛x出來(lái)的二氧化碳反應(yīng)，制造甲烷氣體，作為燃料儲(chǔ)存。
以木質(zhì)生物質(zhì)作為燃料時(shí)，燃料的調(diào)整雖然會(huì)更加靈活，但存放圓木和邊角料、木片和木粒需要龐大的空間。而且，收集和運(yùn)輸所占的權(quán)重也會(huì)增加，這樣一來(lái)，就必須要完善物流。
綜上所述，在可再生能源豐富的地區(qū)使可再生能源電力達(dá)到100％有著很大的可行性，但實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，在于構(gòu)建充分利用電、熱、氣網(wǎng)絡(luò)的靈活系統(tǒng)。這些網(wǎng)絡(luò)是出色的地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施，擁有完善設(shè)施的地區(qū)擁有很大的潛力。必須要加以利用。
通過(guò)利用熱泵和冷藏倉(cāng)庫(kù)等的“靈活消費(fèi)”，和利用生物質(zhì)等發(fā)電及蓄電池的“靈活供應(yīng)”，吸收電力輸出的變化。而且，作為“靈活供需要素”，把電能轉(zhuǎn)化成燃料儲(chǔ)存，按需供電、供熱的系統(tǒng)也將變得重要。
精通電力工學(xué)的專(zhuān)家認(rèn)為，對(duì)于電能，廣域（以國(guó)家為單位，以歐盟為單位等）控制的效率更高。因?yàn)檫@樣不僅能夠有效利用火力和抽水等現(xiàn)有穩(wěn)壓電源，還有望起到穩(wěn)定風(fēng)力和太陽(yáng)能發(fā)電功率的效果（使天氣不同的各地之間平均化）。
但前提是廣域電網(wǎng)有余力，而且建設(shè)供電網(wǎng)需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。再考慮到燃料和熱需求，因此，完善廣域調(diào)整以及地區(qū)調(diào)整能力都是必備條件。
要在地方城市及地區(qū)實(shí)現(xiàn)100％利用可再生能源，需要充分利用輸配電網(wǎng)、熱管、燃?xì)夤艿?大網(wǎng)絡(luò)，制定電、熱、燃?xì)獾淖罴颜{(diào)度計(jì)劃，在地區(qū)內(nèi)建立能源循環(huán)。如果得以實(shí)現(xiàn)，企業(yè)還可以根據(jù)3個(gè)價(jià)格，實(shí)現(xiàn)合理控制。
德國(guó)的本地型智能電網(wǎng)E-Energy是與日本的燃?xì)庑袠I(yè)提出的智能能源網(wǎng)絡(luò)相似的概念。在德國(guó)，電、熱、氣網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本完善，為成功創(chuàng)造了條件。
遺憾的是，日本的熱能和燃料網(wǎng)絡(luò)比較脆弱，還有待于今后進(jìn)行完善。在完善之前，除了依賴蓄電池之外，恐怕別無(wú)他法，但這或許能夠壓縮蓄電池的成本，創(chuàng)造出日本獨(dú)特的新模式。（作者：山家公雄，日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）
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