走访德国配网公司“EWR Netze GbmH(EWR电网公司)”丨2018年电力行业欧洲智慧能源主题交流系列报道之六
4月25日,山东省电力企业协会交流团一行离开法兰克福,乘车继续南下,来到Worms(沃尔姆斯市),拜访了当地配网公司,EWR Netze GmbH。EWR公司的两位主要负责人Johannes Krämer先生和Jens Mierendorff博士以及对外联络部负责人Ingo Herbst博士参加了现场交流。
交流会在EWR公司一个已经废弃的煤电厂内举行。据介绍,该煤电厂机组容量为30kW,1950年左右因无法满足电力需求而停机。交流会开始后,Jens Mierendorff博士首先对交流团一行的到来表示欢迎和感谢,并表示非常高兴可以借此机会和中国电力行业专业人士建立联系。之后,总经理Johannes Krämer先生以EWR电网公司为背景,向交流团一行做了目前德国在新能源发展、智能电网、智慧能源管理等方面面临的挑战和计划应对措施。
据介绍,根据德国联邦政府相关法律要求,到2050年,德国能源发展目标为:温室气体排放降低80%(1990年:100%),一次能源消费降低50%(2008年:100%),可再生能源发电比例达到80%。要实现这些目标,在能源使用方面,需要一方面增加可再生能源的装机量,另一方面要提高能效。
目前德国通过优先消纳新能源和上网电价两种方式刺激对可再生能源的投资,同时规定750kW以上的风电和光伏项目必须进行招投标,新能源设备生产成本的不断下降以及政府对大型项目强制要求招投标,使新能源电量的上网电价不断下降,目前海上风电项目投资已不再需要政府补贴;以光伏为例,2018年2月份的上网电价低至4.33欧分每千瓦时。2017年可再生能源发电的补贴达到3000万欧元,补贴主要由电力用户分摊。
可再生能源发电量的增加对电网运行方式提出了新的要求,其中代表性的一点就是用户侧的数字化计量,也就是智能电表的应用。德国2017年通过了更换智能电表的决议,涵盖4000万的用户,项目金额达到70亿欧元。目前已制定了更换时间表,预计2020年6月底前完成10%的更换。
目前德国电力市场上有约2000名参与企业,其中有约80家电站持有量超过100MW的发电企业,905家电网企业,130家售电企业,1260家电力供应工商等。按照电压等级看,德国1kV低压电网长度约为110万km,10-20KV中压电网长度约为51万km,110kV高压电网长度约为9.5万Km,380KV最高电压等级电网长度约为3.5万Km。全欧洲范围内供电范围被分成五个区域,其中最大的输电网络运营商为UCTE,现更名为ENTSO,供电范围涵盖4.4亿人口,最大负荷350GW,其中德国占80GW;年供电量2200万亿千瓦时,其中德国占530万亿千瓦时。新能源发展目标对德国的输电网络运营商和配电网络运营商都带来了影响,目前99%的分散式能源通过配电网络运营商并网运行,这对电网的安全性、电网质量和整个系统的安全性都提出了新的要求,而从输电网络运营商方面来讲,要计划铺设新的连接德国南北的380kV最高电压等级电网,同时必须保证系统安全。
系统安全运行方面,为保证电力时时平衡和稳定供应,高压输电网络上大型发电站的断电风险和配电网落上分散式可再生能源发电设备的增加使得输电网络运营商调度部门调度方式也进行了调整,以前是一年调整三次电量计划,现在是一天三次,未来将是输电端和配电端实时调整。
实现系统稳定性对德国的输配电网络运营商都提出了新建或者改造的要求,电网端的投资到2050年预计将达到2000亿欧元。EWR配电公司供电面积为1200平方千米,最高负荷为320MW,输出电量为1.8TWh。供电范围内接入可再生能源项目8000个,产能大于600MW,发电量900GWh,该区域全年1000小时以上电力过剩。基于以上情况,对EWR电网公司来说,到2030年电网建设及改造投资将达到8000万欧元,通过智能电网技术将逐步实现电力存储,有可能提高30%的负荷率,进而降低约2000万欧元的投资成本。
为更好的应对行业及市场形势的变化,展示能源利用解决方案,EWR电网公司参与了三个联邦州公共发起的Design Netz项目,该项目由5家大集团公司联合中标,项目信息可通过登录Youtube 视频,搜索design netz获得。
除了对电网端的影响外,可再生能源装机量的不断提高也对大容量高储能技术提出了要求。德国有51个天然气存储站,容量达到234TWh。 2011年安装了第一台电能转燃气设备(Power-To-Gas),现在有约20台设备在运行,设备运行效率可达到60%。
EWR公司附近就有一台电能转燃气设备,主要通过电解水制氢,设备配有3个2MW的电解槽,共计6MW装机量,最大处理水能力为1000立方每小时,2015年建成试运行,2017年实现商业运行,投资成本及运行情况不详。
Kraemer先生结束全部介绍之后,对外联络部们负责人Ingo Herbst博士表示,节能减排、绿色发展是全球各国共同的发展理念,提高可再生能源发电比例和能效是践行这一发展理念的正确有效方式,EWR电网公司希望以此次交流为开始,未来与更多的中国企业共同探讨可再生能源发展。山东省电力企业协会副会长徐震代表交流团对EWR电网公司的介绍表示感谢,并表示,未来有机会希望邀请EWR公司去中国交流探讨,寻求中德两方行业内企业的合作机遇。