從“農田”到“風場” 這是一個來自德國農民的綠色能源故事

　　故事來自于遙遠的德國北部小鎮，一家祖輩四代農民在90年代開始了綠色能源示范，成為德國能源轉型的先鋒，開發并運營了本地多座風電場、儲能電站、光伏和生物質能電站，成功為全村提供了100%的綠色能源，并幫助全村村民增加了收入。這些項目不僅獲得了博世集團的示范項目經濟資助，還引起了眾多世界級投資銀行的關注。這是一個叫Jan Martin Hansen的德國農民開發風能的故事。 　　 　　
　　事實上，正是因為有成千上萬個農民Hansen的參與，德國的能源轉型才能走在世界前列。
　　
　　車行德國北部，會被大片風電場吸引，歐美著名制造商的風機矗立于此，從舊型kW級風電機組到新型3.6MW大型陸上風機一應俱全。但是這里在上世紀九十年代前卻是另一番景象：大量的玉米農田，農民年復一年在這里進行耕種，但因為農產品單一生產低效，常常過著青黃不接的日子。大量農民急切希望能增加收入。直到有一天在一個只有700位居民，名為Braderup的小村子里，一個普通農民想到了一個不一樣的點子。
　　
　　去過德國北部的人都知道，當地一年四季風吹不斷。在德國北部人民眼中，風是大自然的饋贈。在德國，農產品多為玉米，風能是一個隱藏的寶庫。有一天,以種玉米為生的Hansen突發奇想:“如果把風能利用起來，會怎樣？”
　　
　　“當我把這個想法告訴其他村民時，大家都說：你瘋了嗎？”Hansen穿著一身普通的卡其色棉衣，帶著一個鴨舌帽，因為上了年紀身體有點肥胖，在一望無垠的草地上邊走邊回憶著。Braderup是一個遠北地區的小村莊，在北海和波羅的海之間，風能資源豐富，當地居民已經習慣了疾風，但沒有人想過要把這些風能利用起來。
　　
　　Hansen只是個純農民，沒有技術、沒有經驗、沒有資金，最多有一些機械常識。上世紀90年代，他起初與一個來自丹麥的電力工程師合伙并從初裝學起，后來陸續吸引了當地200多個村民加入。在村民們集體出資幫助下，取得進一步發展后還獲得了銀行貸款。
　　
　　最初建起第一臺kW級風機時，雖然風非常不穩定，但電網還可以適應并傳送清潔電力。但隨著在2005年8臺西門子2.3MW級SWT-2.3-101型風機投產，常常因當地電網傳輸線路老舊導致電網超負荷。因風能不能被儲存，造成很多困擾。
　　
　　于是Hansen想到：“能不能給風機裝一個儲能設備？”這樣，在風速快、發電多時，可將多余電能儲存起來，當風速低、發電少時，又能將儲存的能量盡快釋放出來，形成電網友好型發電系統。
　　
　　那么，當地電網該如何發展以消納100%的新能源？當地并不是負荷中心（德國的魯爾區與南部地區是該國負荷中心），富裕的清潔電力怎樣外送？大比例新能源并網下的電力交易怎樣實現？至少可以得出一個結論，儲能是大規模新能源發展的必然選擇！而這些問題的答案要從德國的能源轉型說起。
　　
　　儲能開啟能源轉型新階段
　　
　　德國的能源轉型起始于上世紀80年代的反核浪潮，2000年新能源法案頒布之后得到進一步發展，最終在2010年前后，新能源成本因大量生產制造而大幅降低，產業發展隨之爆發。由于大量新能源投產，很多區域配電網公司既要消納這些新能源，又要保障供電可靠性，還要有極具競爭力的上網電價和銷售價格，然而由于新能源并網而造成的電網頻率擾動和輸電線路阻塞問題，還無法通過技術手段完全解決（線路規劃建設周期長、調頻成本高、新能源可控性差）。德國全國平均限風電達3%，尤其在北德風電經常會被限制更多出力。這使得風電儲能有了發展機會。
　　
　　正是看到這一機會，Hansen開發了參與風電消納的儲能示范項目，最終吸引了德國諸多知名投資銀行的關注。最終博世集團作為項目投資方，占股50%參與到其中。2014年7月11日，第一個社區聯合風電項目Braderup-Tinningstedt正式投產運營。
　　
　　截至目前，該風電儲能項目已經安裝了250kW/1000kWh儲能，由中國大連融科儲能技術發展有限公司提供了液釩電池電站和2MW/2MWh的鋰電池電站，并已平穩運行了兩年。
　　
　　Hansen希望在未來儲能成本急劇下降時能再次站在能源轉型的前沿，將村民集資的所有風電場都裝上儲能設備，并將其建設成為世界級儲能設備的實驗基地與新能源的教育基地。
　　
　　儲能助力中國能源轉型
　　
　　在我國的“三北”地區，這樣的變革也在發生，眾多國內知名儲能制造商已經聯手新能源發電運營商開展了一些示范項目，如大連融科在沈陽法庫臥牛石風電場地區建設的5MW/10MWh風電場配套儲能設施，實現了跟蹤計劃發電、平滑風電功率輸出等動能，進而提升了風力發電接入電網的能力。
　　
　　此外，該配套還在風電并網運行中發揮了暫態有功出力緊急響應和暫態電壓緊急支撐的作用，確保電網的總體運行更為安全可靠。這是迄今為止我國最大功率和最大容量的全釩液流電池儲能系統。
　　
　　除此之外，大連融科公司還將在大連建設200MW/800MWh的液流電池儲能電站，作為國家級儲能示范項目，旨在助力解決遼寧電網調峰和新能源并網造成的頻率波動問題。
　　
　　前述德國Braderup地區農民Hansen的案例中，德國從技術、經濟甚至政策層面建立了一套有助新能源消納的解決方案，可以供國內光伏扶貧、大比例新能源消納、主動配電網示范園區參考：
　　
　　從管理角度，提高新能源并網管理功能。根據德國法律相關條款的規定，2009年開始德國新能源發展已經進入第三階段，要求新能源實現自動化并網。這種自動化并網方案也經歷了由經驗值到理論值的探索，比如德國最近推出的5%原則，即以新能源年發電量的5%為限峰代價換來配電網消納新能源容量一倍的擴大，此舉將大大降低配電網投資。目前德國聯邦議會已經批準了此原則，近期該原則也將會被寫到德國《能源經濟法》中；
　　
　　從規劃角度，就地解決新能源并網后的電壓問題，加裝儲能設備就是一個可行方案；
　　
　　從新技術的角度，提倡智能化的主動配電網，以可預測的配網了解電網在未來24或48小時內的傳輸瓶頸，并借助智能市場的方案，提高負荷的靈活性和負荷追蹤的經濟性。
　　
　　正是通過上述手段，德國Braderup地區的新能源消納水平、供電可靠性和過網費用的競爭力都得到了有效提升。
　　
　　Hansen在上述風電和儲能項目之后又建了光伏、生物質能項目，目前基本達到了全村100%的新能源供給。從上世紀90年代開始帶領村民開發的眾多風電場，現如今儼然成為了村民們的“提款機”。
　　
　　Hansen是一個樸素又兼具理性和商業思維的人。他努力給后代創造健康綠色的生活環境，并利用身邊的資源創造價值，是一個能源轉型的時代先鋒。同時，我們應該看到新能源消納問題不只是中國有，德國的能源轉型同樣困難重重，但是越來越多儲能技術瓶頸的突破，讓農民參與新能源發電并脫離貧困不再是夢想。Hansen先生的努力，更是一個熱情的新時代先鋒的樸素生活態度。