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ESOF第五天:欧洲超级电网计划

今天是欧洲开放科学论坛倒数第二天,明天多数人都要踏上回家的行程。不过由于大后天全欧洲公共交通系统要进行集体大罢工,我们这些想多待两天的人,看来也没什么地方可以去了。

虽然寻求走出金融危机的欧洲正试图在削减公共开支上进行一系列的大手术,但是在基础设施的投资上,比中国也并不逊色。当中国还在寻找“坚强智能电网”的明确定义的时候,欧洲已经推出了庞大的“超级电网”计划。

根据欧盟在可再生能源开发上制定的目标,2020年在能源消费中可再生能源将达到20%,这就意味着35%的电力将由可再生能源提供。在整个欧盟2009年17GW的新增发电装机中,62%来自于可再生能源,其中风能就达到10.2GW,占全部新增装机的38%。

但是和中国在风能高速发展后面临的问题一样,风能的间歇性和不稳定性也影响着风能的并网,而且欧洲风能比较丰富的地区是北海和波罗的海,也远离电力负荷中心。因此欧盟需要一个更庞大的电网,为各种形式的可再生能源提供传输的通道。

根据欧盟联合科学研究中心的科学家吉亚卢卡·弗里今天的介绍,为了接纳包括北海、波罗的海的风能,西班牙、法国、意大利,甚至北非的太阳能,以及分布在不同地区的生物质和地热能等不同形式的能源,欧洲超级电网在输电端可以说是超级智能的,在配电端是智能的。

目前,提出超级电网规划的Airtricity公司,得到了包括ABB在内的许多大公司的支持。这一计划的第一步将花费将近200亿欧元,覆盖从西班牙到波罗的海的整个欧洲地区,这一计划最终的目标,如图所示,将把欧洲、北非和中东联系到一起。

这样一来,西非沿海、西班牙沿海、北海和波罗的海的风电、撒哈拉和中东地区沙漠中的光热发电,西班牙、法国和德国的光伏发电,将通过超级电网联系到一起。要实现这一覆盖50个国家、11亿人的目标,花费可能要上千亿欧元。

根据目前提出的初步方案,欧盟计划用超高压直流(HVDC)传输线路作为超级电网的主干,因为和特高压交流线路相比,这种方式的损耗更小,对环境影响也更小,在近年来受到广泛的欢迎。在全世界从1962年到2009年建设的47.6GW长距离HVDC传输线路中,有一半是在近10年完成的

根据欧洲风能协会的计划,欧洲超级电网首先将把12个欧洲大陆和斯堪的纳维亚半岛国家用一个巨型的电网联系到一起,需要在现有的11个电网和21张计划中的电网基础上,建设14张新的电网。其中主要包括陆地电网、近海电网、沙漠电网和地中海电网,可以将欧洲大陆从东到西、从南到北联系到一起。

在超级电网的协调下,风能的间歇性问题将得到圆满的解决,因为在任何时候,在电网内的风机都不会全部停止,欧洲的用户将可以用上源源不断的风能。

调峰将是超级电网的一大功能,另外一个主要功能则是储能。实际上在超级电网的设计中储能环节也是其中重要的一部分,储能环节上的投资,也将占到整个系统的一半。

巴塞罗那国家材料研究院玛利亚·帕拉辛说,现在可以利用的储能方式包括抽水蓄能电站、压缩空气蓄能电站、动力飞轮蓄能电站,以及不同形式的电池储能系统。其中抽水蓄能电站是技术上最成熟,效率也比较高,唯一的问题是需要找到合适的地点建设。

来参加这次会议的一位爱尔兰科学家曾经介绍说,爱尔兰的北海海滨有许多面向大海的山谷,完全适合于建造抽水蓄能电站,即在电力需求的低谷阶段,将电站的水位抬高,到用电高峰的时候放水发电。

帕拉辛说,现在全球的发电量中能够储存的只有4.2%,因此不同形式的储能方式都将面临爆发性的增长,这些形式也是各有优点,没有谁更适合的问题。“你要是问我有多大比例的电力需要储存,我想法是多多益善。”

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