迎戰(zhàn)日全食

南方周末特約撰稿 廖宇 發(fā)自德國(guó)柏林

日食發(fā)生對(duì)電網(wǎng)的影響，好比讓一個(gè)人餓肚子，幾天不吃飯，雖然悲摧但勉強(qiáng)可以挨過(guò)去，真正讓人無(wú)法忍受的是馬上又讓你吃一堆包子，那種撐死的感覺(jué)生不如死。

歐洲即將發(fā)生的日全食，促使人們反思可再生能源法中百分百接入新能源的規(guī)定是否還與時(shí)俱進(jìn)，另外讓人們認(rèn)識(shí)到電網(wǎng)公司對(duì)新能源發(fā)展的引導(dǎo)和貢獻(xiàn)作用，同時(shí)提高了人們對(duì)能源行業(yè)的認(rèn)知水平和對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的期待。

日食會(huì)制造雙倍的黑暗嗎？

如果你開(kāi)了一盞燈，就必然有人在某個(gè)地方加了一鏟煤，這是傳統(tǒng)電網(wǎng)體系的黃金法則。最近，德國(guó)主流媒體之一的《世界報(bào)》刊登了一篇封面文章：日食會(huì)制造雙倍的黑暗嗎？一下子在民眾間掀起了千層浪：原來(lái)日食對(duì)公眾而言不只是觀賞性的自然現(xiàn)象，背后還有那么多故事和隱患。

2015年3月20日上午，整個(gè)北半球?qū)⒂^測(cè)到難得一見(jiàn)的日全食。對(duì)于天文愛(ài)好者來(lái)講，這是一次難得的福音，可是對(duì)于新能源行業(yè)的人們，尤其對(duì)光伏從業(yè)者來(lái)說(shuō)，聽(tīng)上去就覺(jué)得是災(zāi)難。

德國(guó)目前光伏發(fā)電裝機(jī)容量約3900萬(wàn)千瓦，在夏季陽(yáng)光明媚的中午，光伏發(fā)電量甚至占到德國(guó)最大用電量的一半以上。但2015年的3月20日，這一支柱會(huì)被折斷——這天德國(guó)和整個(gè)歐洲將經(jīng)歷的日食會(huì)讓大量光伏發(fā)電設(shè)備無(wú)光發(fā)電，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商擔(dān)心會(huì)影響供電的安全穩(wěn)定。

盡管直到2015年初媒體才較多關(guān)注此次日食事件，但能源行業(yè)的專(zhuān)家們，尤其是電網(wǎng)公司于一年前就開(kāi)始無(wú)聲無(wú)息地應(yīng)對(duì)日食可能帶來(lái)的巨大危害，甚至2003年上一次日食之時(shí)就有所準(zhǔn)備。

相比上次日食，時(shí)隔12年之后，德國(guó)第一次在安裝了這么多的光伏組件后遇到高于80%遮擋度的日食。盡管下一次日食將在2026年夏天再度發(fā)生，但再次如此接近日全食的黑暗度要等到2081年才會(huì)再現(xiàn)——那時(shí)說(shuō)不定光伏等新能源已經(jīng)全部超級(jí)自動(dòng)化且全球能源互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)建成，人們利用科技和時(shí)差（歐洲黑暗之時(shí)中國(guó)恰好是白天，可利用時(shí)差支援調(diào)度）即可安然度過(guò)。

日食對(duì)光伏的影響顯而易見(jiàn)——無(wú)風(fēng)無(wú)光就無(wú)法產(chǎn)出電力，歐盟輸電聯(lián)盟由此并未排除發(fā)生大停電的可能。

奧登堡能源與氣象系統(tǒng)研究所受電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商委托開(kāi)展了相關(guān)研究，研究表明，在日食開(kāi)始的德國(guó)時(shí)間上午9：30左右，光伏發(fā)電出力可能瞬間減少1200萬(wàn)千瓦。要是當(dāng)天是大晴天的話(huà)，其影響就相當(dāng)于10座核電站同時(shí)退出運(yùn)行。

而在兩個(gè)半小時(shí)之后，太陽(yáng)會(huì)在中午12點(diǎn)左右從月亮后面鉆出來(lái)，因?yàn)樵谔?yáng)的突然照射下，短時(shí)間內(nèi)升高至1900萬(wàn)千瓦的光伏發(fā)電出力將進(jìn)入電網(wǎng)，相當(dāng)于把20座核電站突然接入電網(wǎng)。

相當(dāng)于廣東省一半電力消失

為何太陽(yáng)一來(lái)一回會(huì)有如此巨大又如此不同的影響呢？

對(duì)于電網(wǎng)調(diào)度者來(lái)講，晴天正午雖然光伏發(fā)電到處爆表，但這樣的沖擊并不是挑戰(zhàn)最大的，更可怕的是日落。中午、下午有大量的光伏出力來(lái)覆蓋負(fù)荷，大部分常規(guī)火電廠都處于最低發(fā)力狀態(tài)，可是日薄西山之后必須迅速推高火電廠發(fā)電出力來(lái)彌補(bǔ)空當(dāng)——這可不是猛加幾鏟煤就可以解決。火電廠接替光伏發(fā)電的速度和配合程度必須非常高，不然電網(wǎng)很容易從振蕩走向崩潰。

非常不利的是，太陽(yáng)落山之時(shí)，正遇千家萬(wàn)戶(hù)照明，點(diǎn)火做飯，看電視洗衣服，本來(lái)這些負(fù)荷在傳統(tǒng)的電力供應(yīng)體系下不足掛齒——和已經(jīng)停機(jī)下班的工業(yè)負(fù)荷相比，它們其實(shí)是小兒科。問(wèn)題是在裝了很多分布式光伏的家庭，這些自用負(fù)荷白天都是和光伏發(fā)電相融合混搭的，電網(wǎng)調(diào)度中心看到的是到處一幅幅倒灌的壯麗場(chǎng)面?？墒堑搅税恚@些分布式“電源”突然個(gè)個(gè)調(diào)轉(zhuǎn)槍口都變成“負(fù)荷”，不僅不幫忙，還倒打一耙，電網(wǎng)負(fù)擔(dān)可以想見(jiàn)。

所幸德國(guó)電網(wǎng)并非獨(dú)樹(shù)一幟，而且網(wǎng)內(nèi)、網(wǎng)外可供調(diào)度的資源豐富，電網(wǎng)架構(gòu)也頗堅(jiān)強(qiáng)，使得大規(guī)模的電力征調(diào)成為可能。另外，太陽(yáng)落山綿軟悠長(zhǎng)，幾小時(shí)的準(zhǔn)備時(shí)間對(duì)電廠來(lái)講雖然不適卻也勉強(qiáng)可以，何況還有電力市場(chǎng)，整個(gè)歐洲如法國(guó)波蘭奧地利都會(huì)幫助德國(guó)。

令人沮喪的是，日食會(huì)加速這樣的日出日落的更替過(guò)程，而且這還不是針對(duì)德國(guó)一個(gè)國(guó)家，不要忘記法國(guó)還有500萬(wàn)千瓦，意大利也有1700萬(wàn)千瓦的光伏電站。一瞬間天昏地暗，幾乎相當(dāng)于廣東省一半的電力消失。更可怕的是不久之后，這些電力又全數(shù)到來(lái)并變本加厲——此時(shí)已經(jīng)是正午十二點(diǎn)，產(chǎn)生的光伏出力當(dāng)然會(huì)大于九點(diǎn)半的朝陽(yáng)。

與往常嘈雜的能源爭(zhēng)論不同，這次日食在德國(guó)媒體并未引發(fā)大范圍的關(guān)注，原因是絕大多數(shù)人認(rèn)為如果我們能度過(guò)黑夜，為什么我們不能度過(guò)沒(méi)有太陽(yáng)的白天？德國(guó)著名的《焦點(diǎn)》周刊發(fā)布的投票顯示，幾乎所有人都選擇了不相信德國(guó)會(huì)因日食出現(xiàn)大停電危險(xiǎn)。

專(zhuān)業(yè)人士卻沒(méi)有這么樂(lè)觀——日食帶來(lái)的危險(xiǎn)不在太陽(yáng)消失的那一刻，而是重見(jiàn)天日的正午。電網(wǎng)公司調(diào)度中心的專(zhuān)家此刻無(wú)暇他顧，該做的準(zhǔn)備早就做好了，其他也只能各安天命了。

正在出現(xiàn)的變革

如果真的發(fā)生這些，不僅是德國(guó)，整個(gè)歐洲都將陷入黑暗。

2014年底率團(tuán)與廣東電網(wǎng)訪問(wèn)交流的德國(guó)華人新能源協(xié)會(huì)的專(zhuān)家們?cè)?jīng)在廣東電網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)面前形象比喻道：日食發(fā)生就好比是讓一個(gè)人餓肚子，幾天不吃飯，雖然悲摧但還勉強(qiáng)可以挨過(guò)去，真正讓人無(wú)法忍受的是馬上又讓你吃一堆包子，那種撐死的感覺(jué)真是生不如死。

好在德國(guó)的四大電網(wǎng)公司宣稱(chēng)，在提高了備用容量之后，結(jié)合充足的抽水蓄能電站和天然氣電站，這樣的情勢(shì)是能夠被控制住的。但這只是理論推理。

為了這一瞬間，德國(guó)出現(xiàn)了很多可喜的變革。

首先，人們開(kāi)始反思可再生能源法中必須百分百接入新能源的規(guī)定是否還與時(shí)俱進(jìn)。事實(shí)上之所以日全食造成的危害在德國(guó)影響最大，即因?yàn)榈聡?guó)硬性規(guī)定光伏必須并網(wǎng)全部消納。這種規(guī)定未必在任何時(shí)候都滿(mǎn)足電網(wǎng)系統(tǒng)安全的需求。

其次，人們開(kāi)始呼吁重視電網(wǎng)公司對(duì)于新能源發(fā)展的引導(dǎo)和貢獻(xiàn)作用。光伏并網(wǎng)的自動(dòng)化和電氣化聯(lián)接理應(yīng)受到電網(wǎng)公司的更多指導(dǎo)和協(xié)調(diào)，人們已經(jīng)習(xí)慣了對(duì)電網(wǎng)公司的霸道和任性多有不忿，但無(wú)形之中忽略了電網(wǎng)無(wú)處不在的服務(wù)和支持，對(duì)這個(gè)行業(yè)的難度和復(fù)雜性也是屢屢低估。

再次，人們開(kāi)始對(duì)自由市場(chǎng)條件下的經(jīng)濟(jì)行為充滿(mǎn)了懷疑和期待。在一個(gè)完全自由的電力交易市場(chǎng)上，如果所有人都知道日食會(huì)讓電力生產(chǎn)有問(wèn)題，大部分的交易商會(huì)傾向做空還是做多？老百姓的需求是否會(huì)受到約束？如果當(dāng)日企業(yè)不生產(chǎn)，居民不開(kāi)燈，電網(wǎng)遇到的沖擊就會(huì)小很多。

最后，人們對(duì)能源行業(yè)的認(rèn)知水平和對(duì)能源互聯(lián)網(wǎng)的期待程度都大大提高。能源行業(yè)下一步要獲得人們更多的關(guān)注和投入，就必須透過(guò)智能家居、電動(dòng)汽車(chē)、智能建筑和能效管理來(lái)直接與人身邊最緊密的物相連，一旦能源供給也和人的需求直接相連并能夠隨時(shí)調(diào)劑，那么再遇到類(lèi)似自然事件之時(shí)，全局動(dòng)員和管理就成為可能。

但無(wú)論技術(shù)和準(zhǔn)備能進(jìn)行得多完善，也不能完全抵御自然世界的約束，好比13億人如果同時(shí)給電動(dòng)汽車(chē)充電，電網(wǎng)再堅(jiān)強(qiáng)也會(huì)崩潰。歐洲這一次遇到的日食奇觀，將是大自然對(duì)人類(lèi)的科技進(jìn)步野心和自強(qiáng)不息的生存能力提出的一個(gè)新的挑戰(zhàn)。

當(dāng)然最好的解決方案是：我們祈求上蒼，讓2015年3月20日普降大雨，至少也是陰云密布，最好就是普降大雪，蓋住光伏板。

（作者系德國(guó)華人新能源協(xié)會(huì)主席，德國(guó)柏林電網(wǎng)公司新能源項(xiàng)目主管）