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，越來越多的生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)開始采取在市場行情高的時候發(fā)電并銷售，在行情低的時候停止發(fā)電的方式。作為現(xiàn)場電源，生物質(zhì)通過包括供熱在內(nèi)的熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)，利用效率會大幅提升。但電力市場的價格走向與地區(qū)的熱需求未必一致。

如果根據(jù)電力市場的走向安排設(shè)備運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)的熱量有可能超過需求。這就需要通過細致的合理控制，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)置市場溢價和管理溢價，正是為了促進這樣的投資。

資料4表示了RegModHarz項目中，在進行直接買賣的情況下，生物燃氣熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和生物燃氣鍋爐的運轉(zhuǎn)情況。第1排是次日電力市場的價格變化，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)和鍋爐的最佳運轉(zhuǎn)方式。

判斷什么是最佳的投資方式并不簡單，因為其中摻雜著電力交易市場、地區(qū)的電能和熱能需求、地區(qū)的天氣預(yù)報等諸多變化因素。因此，開發(fā)包含了這些參數(shù)的模擬軟件成為了首要任務(wù)?？偠灾?，就是積累技術(shù)經(jīng)驗。而E-Energy能夠為開發(fā)這樣的軟件提供驗證。

最終答案是構(gòu)筑靈活的供應(yīng)系統(tǒng)

如上所述，要想實現(xiàn)100%可再生能源發(fā)電，重點在于增加風(fēng)力和太陽能的發(fā)電量，開發(fā)能夠吸收發(fā)電量變化的靈活電源“生物質(zhì)”，構(gòu)筑推動需求轉(zhuǎn)移的機制。修改固定價格收購制度，采用與電力交易市場進行直接交易的方式，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?shù)氐臒嵝枨?。熱電?lián)產(chǎn)同時產(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，同時產(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)該可以實現(xiàn)一定程度的調(diào)整。

但是，對于普及可再生能源發(fā)電來說，根據(jù)電力市場的動向，使供電利潤達到最大，作為副產(chǎn)品而產(chǎn)生一定的熱能，這才是合理的運轉(zhuǎn)方式。按照固定價格收購制度的評價方式，生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)作為本地靈活電源的價值要高于作為供熱設(shè)備的價值。因此，調(diào)整地區(qū)的熱需求將會采用開關(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“生物燃氣”之間進行協(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，生物燃氣受進行消化發(fā)酵的微生物活動的影響，建立能夠穩(wěn)定進行消化活動的環(huán)境是基本條件。如果把與電力市場直接交易作為前提，那么，發(fā)電量要與按照一定速度生成的生物燃氣之間相互協(xié)調(diào)。通過設(shè)置儲氣罐，提純甲烷氣體注入燃氣管道等方式，調(diào)整剩余和不足。也就是利用剩余電力電解氫氣，使氫氣與通過生物燃氣精煉工序分離出來的二氧化碳反應(yīng)，制造甲烷氣體，作為燃料儲存。

以木質(zhì)生物質(zhì)作為燃料時，燃料的調(diào)整雖然會更加靈活，但存放圓木和邊角料、木片和木粒需要龐大的空間。而且，收集和運輸所占的權(quán)重也會增加，這樣一來，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到100%有著很大的可行性，但實現(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。

通過利用熱泵和冷藏倉庫等的“靈活消費”，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)的專家認為，對于電能，廣域(以國家為單位，以歐盟為單位等)控制的效率更高。因為這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)需要相當長的時間。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)實現(xiàn)100%利用可再生能源，需要充分利用輸配電網(wǎng)、熱管、燃氣管道3大網(wǎng)絡(luò)，制定電、熱、燃氣的最佳調(diào)度計劃，在地區(qū)內(nèi)建立能源循環(huán)。如果得以實現(xiàn)，企業(yè)還可以根據(jù)3個價格，實現(xiàn)合理控制。

德國的本地型智能電網(wǎng)E-Energy是與日本的燃氣行業(yè)提出的智能能源網(wǎng)絡(luò)相似的概念。在德國，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，還有待于今后進行完善。在完善之前，除了依賴蓄電池之外，恐怕別無他法，但這或許能夠壓縮蓄電池的成本，創(chuàng)造出日本獨特的新模式。