2015年3月20日北半球的天空将上演一场日全食。对于德国而言,这不仅是天文奇观那么简单。德国太阳能发电比重最高已达50%,这对于电网运营商来说,相当于20座核电站在最短时间内接入电网。如此短时间内这样大规模电力的接入与退出,在欧洲电网运营历史上是史无前例的。德国人将面临大停电的风险吗?
2015年3月20日北半球的天空将上演一场日全食。由于月球穿过太阳和地球之间,本影接触地表使得该区域完全得不到阳光,而形成日全食,同时在本影两侧是千公里的半影范围内遮挡部分阳光,形成日偏食。此次日食发生的地区包括冰岛、欧洲、非洲北部、亚洲北部。对于天文爱好者来说,这是一次难得的盛宴,但同时,对于德国,这个光伏发电超过39,000兆瓦的国家,其电力网络会经历一次不小的考验。
从2013年开始各媒体就开始了热烈的讨论。欧洲输电调度中心协会(ENTSO-E)警告,随着近年来欧洲对太阳能发电的依赖程度日益提高,此次的日食现象,恐怕会对欧洲电力供应带来前所未有的考验。
2014年9月德国著名的《明镜周刊》发表了题为《日食将给电力运营商带来恐慌》的文章,文章认为,如果3月20日这天阳光灿烂,当日食发生时,几分钟内全德范围内的光伏发电量会瞬间下降,而日食过后,光伏发电量又会在短短几分钟内迅速上升,这表示要维持电力系统的平衡,必须压减相应规模的供电负荷,这将对整个电网安全和稳定性带来不可预知的挑战。文章也对德国近年来政府补贴新能源,大力发展光伏发电这一政策提出质疑。
德国《世界报》2月20日经济专栏作家Daniel Wetzel在题为《3月20日全德将面临断电威胁》的文章中指出,时值北半球初春,尽管将在德国上空发生的并不是完全的日全食,月球影子遮住约80%的太阳,但根据奥登堡能源与气象系统研究所对日食发生时太阳能发电能力的模拟研究表明,日食发生在德国时间上午9:30左右,此时太阳能光伏发电量可能瞬间降至1000万千瓦。如果当天是大晴天,其影响就相当于10座核电站同时退出行。
图1. 2015年3月20日日食发生时太阳能发电量模拟
然而更大的麻烦是两个半小时之后,太阳会在大约正午12:00左右从月球后面钻出来,此时太阳直射下,瞬间高达2000万千瓦的光伏发电量将涌入电网。这对于电网运营商来说,相当于20座核电站在最短时间内接入电网。如此短时间内这样大规模电力的接入与退出,在欧洲电网运营历史上是史无前例的。对于从邻国电力进口这一途径,德国四大电网运营商TenneT,Amprion,50Hertz和TransnetBW也并不抱太大希望,因为届时周边国家也同样受日食困扰。拥有光伏发电容量高达1800万千瓦的意大利,到时也应该在为本国的电力供应的安全问题而犯愁。法国,西班牙也分别在被各自的500万千瓦的光伏发电容量所困扰而爱莫能助。
当然,对于这场即将到来的日食对德国以至欧洲电网影响,也有非常乐观和冷静的声音。比如,德国《光伏杂志》(PVMagazine)采访了位于弗赖堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究院院长(FraunhoferISE)EickeWeber,他认为,日食的发生时光伏电力的变化是可以计算和预测的,并且据此对所需容量做出调整,不仅是日食,在德国任何的极端气候条件下我们都要对此做出调节容量。《奥斯堡汇报》(《Ausburger Allgemeine》)采访了联邦可再生能源协会会长,HermannFalk先生,他对于日食威胁论也不以为然,他说,“当月球慢慢遮挡太阳的时候,太阳能装置也在逐渐关闭或者说发电量逐渐减少,同样月球移开的过程也是逐步的,并且是偏食而非全食,对电网运营者来说是可以做好足够准备的;此次日食对电网运营商的挑战程度也取决于当日的天气状况,但是电网的崩溃或是停电几乎是不可能的,德国电网的坚固程度使我有足够的信心,能够非常稳定的度过日食。”