故事來自于遙遠的德國北部小鎮(zhèn)，一家祖輩四代農(nóng)民在90年代開始了綠色能源示范，成為德國能源轉(zhuǎn)型的先鋒，開發(fā)并運營了本地多座風(fēng)電場、儲能電站、光伏和生物質(zhì)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(jīng)濟資助，還引起了眾多世界級投資銀行的關(guān)注。這是一個叫Jan Martin Hansen的德國農(nóng)民開發(fā)風(fēng)能的故事。
圖為Jan Martin Hansen（來源：BoschGlobal）
事實上，正是因為有成千上萬個農(nóng)民Hansen的參與，德國的能源轉(zhuǎn)型才能走在世界前列。
車行德國北部，會被大片風(fēng)電場吸引，歐美著名制造商的風(fēng)機矗立于此，從舊型kW級風(fēng)電機組到新型3.6MW大型陸上風(fēng)機一應(yīng)俱全。但是這里在上世紀(jì)九十年代前卻是另一番景象：大量的玉米農(nóng)田，農(nóng)民年復(fù)一年在這里進行耕種，但因為農(nóng)產(chǎn)品單一生產(chǎn)低效，常常過著青黃不接的日子。大量農(nóng)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(nóng)民想到了一個不一樣的點子。
去過德國北部的人都知道，當(dāng)?shù)匾荒晁募撅L(fēng)吹不斷。在德國北部人民眼中，風(fēng)是大自然的饋贈。在德國，農(nóng)產(chǎn)品多為玉米，風(fēng)能是一個隱藏的寶庫。有一天,以種玉米為生的Hansen突發(fā)奇想:“如果把風(fēng)能利用起來，會怎樣？”
“當(dāng)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(jì)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(qū)的小村莊，在北海和波羅的海之間，風(fēng)能資源豐富，當(dāng)?shù)鼐用褚呀?jīng)習(xí)慣了疾風(fēng)，但沒有人想過要把這些風(fēng)能利用起來。
Hansen只是個純農(nóng)民，沒有技術(shù)、沒有經(jīng)驗、沒有資金，最多有一些機械常識。上世紀(jì)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(xué)起，后來陸續(xù)吸引了當(dāng)?shù)?00多個村民加入。在村民們集體出資幫助下，取得進一步發(fā)展后還獲得了銀行貸款。
最初建起第一臺kW級風(fēng)機時，雖然風(fēng)非常不穩(wěn)定，但電網(wǎng)還可以適應(yīng)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(fēng)機投產(chǎn)，常常因當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)傳輸線路老舊導(dǎo)致電網(wǎng)超負荷。因風(fēng)能不能被儲存，造成很多困擾。
于是Hansen想到：“能不能給風(fēng)機裝一個儲能設(shè)備？”這樣，在風(fēng)速快、發(fā)電多時，可將多余電能儲存起來，當(dāng)風(fēng)速低、發(fā)電少時，又能將儲存的能量盡快釋放出來，形成電網(wǎng)友好型發(fā)電系統(tǒng)。
那么，當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)該如何發(fā)展以消納100%的新能源？當(dāng)?shù)夭⒉皇秦摵芍行模ǖ聡聂敔枀^(qū)與南部地區(qū)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(wǎng)下的電力交易怎樣實現(xiàn)？至少可以得出一個結(jié)論，儲能是大規(guī)模新能源發(fā)展的必然選擇！而這些問題的答案要從德國的能源轉(zhuǎn)型說起。
儲能開啟能源轉(zhuǎn)型新階段
德國的能源轉(zhuǎn)型起始于上世紀(jì)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(fā)展，最終在2010年前后，新能源成本因大量生產(chǎn)制造而大幅降低，產(chǎn)業(yè)發(fā)展隨之爆發(fā)。由于大量新能源投產(chǎn)，很多區(qū)域配電網(wǎng)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(wǎng)電價和銷售價格，然而由于新能源并網(wǎng)而造成的電網(wǎng)頻率擾動和輸電線路阻塞問題，還無法通過技術(shù)手段完全解決（線路規(guī)劃建設(shè)周期長、調(diào)頻成本高、新能源可控性差）。德國全國平均限風(fēng)電達3%，尤其在北德風(fēng)電經(jīng)常會被限制更多出力。這使得風(fēng)電儲能有了發(fā)展機會。
正是看到這一機會，Hansen開發(fā)了參與風(fēng)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(guān)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(qū)聯(lián)合風(fēng)電項目Braderup-Tinningstedt正式投產(chǎn)運營。
截至目前，該風(fēng)電儲能項目已經(jīng)安裝了250kW/1000kWh儲能，由中國大連融科儲能技術(shù)發(fā)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(wěn)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(zhuǎn)型的前沿，將村民集資的所有風(fēng)電場都裝上儲能設(shè)備，并將其建設(shè)成為世界級儲能設(shè)備的實驗基地與新能源的教育基地。
儲能助力中國能源轉(zhuǎn)型
在我國的“三北”地區(qū)，這樣的變革也在發(fā)生，眾多國內(nèi)知名儲能制造商已經(jīng)聯(lián)手新能源發(fā)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(fēng)電場地區(qū)建設(shè)的5MW/10MWh風(fēng)電場配套儲能設(shè)施，實現(xiàn)了跟蹤計劃發(fā)電、平滑風(fēng)電功率輸出等動能，進而提升了風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)的能力。
此外，該配套還在風(fēng)電并網(wǎng)運行中發(fā)揮了暫態(tài)有功出力緊急響應(yīng)和暫態(tài)電壓緊急支撐的作用，確保電網(wǎng)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(tǒng)。
除此之外，大連融科公司還將在大連建設(shè)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(wǎng)調(diào)峰和新能源并網(wǎng)造成的頻率波動問題。
前述德國Braderup地區(qū)農(nóng)民Hansen的案例中，德國從技術(shù)、經(jīng)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(nèi)光伏扶貧、大比例新能源消納、主動配電網(wǎng)示范園區(qū)參考：
從管理角度，提高新能源并網(wǎng)管理功能。根據(jù)德國法律相關(guān)條款的規(guī)定，2009年開始德國新能源發(fā)展已經(jīng)進入第三階段，要求新能源實現(xiàn)自動化并網(wǎng)。這種自動化并網(wǎng)方案也經(jīng)歷了由經(jīng)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(fā)電量的5%為限峰代價換來配電網(wǎng)消納新能源容量一倍的擴大，此舉將大大降低配電網(wǎng)投資。目前德國聯(lián)邦議會已經(jīng)批準(zhǔn)了此原則，近期該原則也將會被寫到德國《能源經(jīng)濟法》中；
從規(guī)劃角度，就地解決新能源并網(wǎng)后的電壓問題，加裝儲能設(shè)備就是一個可行方案；
從新技術(shù)的角度，提倡智能化的主動配電網(wǎng)，以可預(yù)測的配網(wǎng)了解電網(wǎng)在未來24或48小時內(nèi)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(jīng)濟性。
正是通過上述手段，德國Braderup地區(qū)的新能源消納水平、供電可靠性和過網(wǎng)費用的競爭力都得到了有效提升。
Hansen在上述風(fēng)電和儲能項目之后又建了光伏、生物質(zhì)能項目，目前基本達到了全村100%的新能源供給。從上世紀(jì)90年代開始帶領(lǐng)村民開發(fā)的眾多風(fēng)電場，現(xiàn)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(yè)思維的人。他努力給后代創(chuàng)造健康綠色的生活環(huán)境，并利用身邊的資源創(chuàng)造價值，是一個能源轉(zhuǎn)型的時代先鋒。同時，我們應(yīng)該看到新能源消納問題不只是中國有，德國的能源轉(zhuǎn)型同樣困難重重，但是越來越多儲能技術(shù)瓶頸的突破，讓農(nóng)民參與新能源發(fā)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(tài)度。
