苏格兰的风梦可能会变成噩梦

我上次在苏格兰中华民国举行苏格兰公民投票后，仔细研究了苏格兰能源政策的细节和后果。苏格兰可再生能源的发展正以惊人的速度发展，这篇文章的目的是更新我们的现状和未来的发展方向（不管是否有人喜欢）（图1）。对风力发电的反对意见通常来自农村居民，他们的生活受到周围风力涡轮机电站建设的影响。我的反对意见更多地植根于可再生能源的存在理由（减少二氧化碳排放），其成本，电网可靠性和对环境的总体影响。我要提请注意的一个问题是，苏格兰将在未来几年的大风天产生大量的电力过剩。盈余必须支付。它会去哪里以及如何使用？

图1苏格兰迅速变化的发电面貌。风力发电似乎注定会从2010年的零增长到2020年的15.8吉瓦。苏格兰的最大电力需求为6 GW（红线）。

这篇帖子是在我最近发表的有关WWF旋转大师的帖子中发了几封电子邮件引起的，这引起了我对（名誉）杰克·庞顿教授准备的两份简短报告的关注，这些报告描述了运营和获准的风电场将如何使苏格兰超越其2020年目标。可以在此处和此处下载小型pdf文件，下面复制了两个关键图表。

图2截至2014年8月，苏格兰已在运营，已获批准和正在待批的风电场的状况

图3截至2014年10月，苏格兰已在运营，已获批准和正在待批的风电场的状况。

图2显示了2014年8月运营中并获得许可的风电场如何能够实现苏格兰政府的目标，即到2020年实现100％来自可再生能源的电力。随后，新一轮的风力发电站获得了同意，这使我们超越了目标（图3）。那么，有什么需要担心的？图1显示了苏格兰在2010年，2015年和2020年的发电量状态（以下转载以方便检查）。发生了惊人的转变。

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2010

2010年的状况，似乎在不久前还没有出现，它显示了两个核电站，两个煤电站和一个燃气电站，一套水力发电站以及几乎没有任何风力涡轮机发电站。红线显示苏格兰的高峰需求约为6吉瓦，可调度的电力为8.4吉瓦，苏格兰的电力需求是安全的

2015

到2015年，已经发生了重大转变。科肯齐燃煤电站已关闭。但是我们仍然有6752 GW的可调度电力，可以满足峰值需求，但容易发生核故障。彼得黑德（Peterhead）气体现在具有备用功能，但容量减少。该电站的一部分也可以开发用于碳捕集与封存（CCS）。但是转变是将风能扩展到7.1 GW，其中大部分在陆上。灵活的可调度功率（煤+气+水力）总计4.7 GW。因此，当大风吹来时，我们仍然有电源关闭，当然，与英国的互连大约为3.3 GW。2010年，我们拥有8.6吉瓦的发电容量，而今天我们拥有13.9吉瓦的发电容量，即增长了62％。我的灯仍然亮着，证明了该系统仍然安全，昂贵且昂贵。

2020

2020年的配置假设已经建造了所有8.68 GW的风电（图3）。业主和苏格兰政府目前正在讨论Longannet燃煤电厂的未来。考虑到我们已经拥有的大量产能过剩，它很可能会关闭。这可能是苏格兰最便宜的电力供应。这两个核电站应仍在运行。我们仍将有4.4 GW的可调度功率，比安全阈值低1.6 GW。但是，在大多数情况下，以高于9％的容量运行的15.8 GW风能覆盖了大部分时间，应通过从英格兰进口可调度的电力来弥补任何不足，但这将取决于英格兰的容量裕度如何演变。现实情况是，2.07吉瓦的核电将提供稳定的系统基本负荷24 – 7 – 365。当这些工厂之一离线进行计划或非计划维护时，我们将更加依赖进口。当然，除非将Longannet煤炭永久保持待机状态，所以2020年的问题不是停电的风险太大，而是随着近几天风的吹来，我们将产生的巨大电力过剩会发生什么。在整个英国，冬季的高峰期需求总是在每天的晚上6点左右，而夏季的周末总是在晚上的最低需求（图4）。最小值约为高峰期的38％，在苏格兰约为2.3 GW。因此，我们两个核电站几乎可以满足夏季夜间的电力需求。

图4英国电力需求格局。冬季总是在一周的下午6点左右达到高峰。夏季的周末，晚上总是最低需求。

在这一点上，我们需要提醒自己有关可再生能源价值秩序和补贴制度的工作方式。简而言之，无论是否有电力需求，生产者都能获得较高的担保价格。根据Pontons教授的计算，我们正按计划生产6.1 TWh的风力发电年盈余[运营中的17.7 TWh +同意的25 TWh -36.6 TWh的年总需求= 6.1 TWh的风力过剩]。此外，大约需要增加16 TWh的核电和水电，使我们每年的总盈余为22 TWh。这笔盈余将如何使用？

出口产品

正在计划将到英格兰的互连器容量增加到6吉瓦，这是一个有趣的数字，因为这与苏格兰的高峰需求相同。显然，“计划”的一部分是苏格兰出口其盈余。难点在于，当风猛吹时，在英格兰和欧洲也经常吹大风。在那个时候，现货电价处于最低点，邻国很有可能在同一时间堵住剩余的风电。当大风吹来时，苏格兰可能会产生10吉瓦的剩余电量，无处可去。

存储

苏格兰政府经常热衷于氢经济，因为通常通过电解水，多余的可再生电力可以用来制造氢。这样做的麻烦是可以忽略不计的是，在制造氢时，大约损失了30％的可再生能源输入，而当氢在燃料电池中燃烧或使用时，能量回收又损失了30％（估计会有所不同）。根据废热是否被回收利用）。很快，风能补贴和支付的昂贵费用中有50％丢失了。这是使国家破产的捷径。

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抽水蓄能是一种更可行，更可扩展的选择，已经批准但正在等待最终投资决定的Coire Glas计划是理想的案例研究。在我的文章《 Coire Glas抽水蓄能方案-一种庞大但微不足道的野兽》中，我提请注意Coire Glas在为英国提供备用电源方面将多么无能。让猫以苏格兰方式换种方式。CoireGlas的存储容量为30 GWh。要储存苏格兰将要生产的22 TWh盈余，需要多少次填充和清空？

22 TWh年剩余量/ 30 GWh存储容量= 733个周期

拥有50小时的发电能力，在最佳条件下需要大约1周的时间才能填充并清空此巨大的野兽。因此，我们在谈论这些野兽中的14种（733个周期/ 52周=需要14.1个Coire Glas计划）来应对苏格兰每年的电力过剩。这听起来似乎可行，但仅库尔·格拉斯（Coire Glas）就会在大峡谷（Great Glen）的尼斯湖上造成水文问题，而该问题将成为下层抽水蓄水池。令人怀疑的是，苏格兰将拥有Coire Glas规模的14个地点，每年可以填满和清空52个地点，而不会完全破坏所涉及的湖泊和河流系统的水文状况。如果有一个具体计划显示如何通过抽水蓄能来存储和输送风，那么我很乐意看到它。

热

消耗掉剩余的另一种选择是将国家的供热要求从天然气改成电加热。例如，挪威使用廉价的水力发电作为其家庭和工业热能的主要来源。遗憾的是，风力是目前我们拥有的最昂贵的电力形式之一。昂贵能源的过度生产完全是个坏主意。

结论

2010年，苏格兰建立了一个独立的，可靠的多元化电力供应系统，产生了可分配的盈余，并出口到了英格兰。到2020年，苏格兰系统将以不可分派的风力发电为主导。当风不吹来的时候，假设英国有剩余的可调度能力，苏格兰将变成能源寄生虫，这取决于从英国进口的可调度动力。当大风吹来时，苏格兰将产生巨大的风力发电盈余，其价值低/无价值，而且没人会/无法使用。使该计划遥不可及的唯一方法是部署大型抽水蓄能库。据我所知，目前尚缺乏详细的可行计划。风能的不受控制的扩张实际上已经造成了不可调度的可再生电力的过剩，这肯定会破坏海洋可再生能源的未来发展和部署，其中一些可再生能源比风能更有意义。如果您反对在小山或格伦上架设风力涡轮机发电站，则应在异议中明确指出，所产生的风力超过苏格兰的要求。其中一些可能在家里使用，一些将被出口，而其中的许多可能被浪费掉。追求理想的空虚梦想似乎毁掉了苏格兰的美丽风景。

恩·梅恩斯

来源-http://euanmearns.com/