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日本將繼續(xù)擴大可再生能源的生產(chǎn)

災害發(fā)生后，在災區(qū)和外界之間的電力和交通網(wǎng)被切斷的情況下，太陽能發(fā)電是一個有效的應急發(fā)電手段。但太陽能發(fā)電的設備和設置都需要一筆不菲的費用，所以雖然太陽能發(fā)電在災害時可以發(fā)揮很大作用，但為“一時之需”而愿意承擔高昂價格的人還是不多。

01

日本防災和新能源導入相結合的補助

日本是個自然災害頻發(fā)的國家，“多災多難”的現(xiàn)實情況造就了日本極強的防災意識。在解決災后電力不足的問題上，日本就是通過設置太陽能發(fā)電和儲能設備，以實現(xiàn)“平時儲電，災時用”的效果的。

為推廣新能源普及并將其與防災相結合，日本環(huán)境省推出了“地區(qū)防災減災和低碳化同時實現(xiàn)的獨立分散性能源設備導入推進事業(yè)”。該事業(yè)的支援對象為災時可作為避難所的公共及個人建筑。這些建筑在導入和更新減少溫室氣體排放并可在災時供能的設備時，政府可提供最多相當于安裝費75%的補助。

日本群馬縣吾妻郡是個自然災害易發(fā)的地區(qū)。此地附近有兩座活火山，有被火山噴發(fā)和山火威脅的隱患。

當?shù)氐奈魑崞薷ｌ磲t(yī)院是當?shù)氐囊凰⑨t(yī)院。服務范圍覆蓋吾妻郡將近百分之九十的居民，對當?shù)氐尼t(yī)療服務來說具有作用。作為一所公立醫(yī)院，西吾妻福祉醫(yī)院的能源相關設備規(guī)模很大，如果這所醫(yī)院在災后停電，當?shù)氐尼t(yī)療服務將會受到極大影響。為防備災后停電，該醫(yī)院引進了一套由368.5kW容量的太陽能發(fā)電設備和416kWh容量的蓄電池組成的獨立供電儲能設備，以及一套有15個系統(tǒng)的空調設備。這項相關花費共計約6億6000萬日元的工程最終獲得了日本政府約4億5000日元的補助金。


更新能源設備還大幅削減了醫(yī)院的運營成本。設備更新后，醫(yī)院一年的電費從以前的約2900萬日元縮減至1800萬日元。在天氣晴好的情況下，醫(yī)院太陽能的發(fā)電量可以在滿足醫(yī)院的用電，還可以在一上午的時間內(nèi)充滿醫(yī)院的蓄電池。在當?shù)匕l(fā)生停電時，該醫(yī)院依然可以照常運作。

不只有醫(yī)院，吾妻郡的保健福利中心、中學、政府辦公場所和會場也借助政府補助金更換掉了使用超過20年的老舊功能設備，導入新的了太陽能發(fā)電、儲能等相關設備。

2019年第19號臺風“海貝思”襲擊吾妻郡時，強降雨造成的山體滑坡和泥石流使當?shù)睾芏喾课菰獾狡茐?，國道也被沖毀。當?shù)刂袑W作為避難所收納了大量前來避難的居民。但臺風造成的停電使避難工作不得不在沒有照明的條件下進行，手機無法充電也導致當?shù)嘏c外界的聯(lián)系逐漸變得困難，給避難居民帶來了極大不便。這次在導入太陽能發(fā)電設備和儲能設備的同時，學校還導入了LED照明以減少災害停電后的能耗，充電設備可供60臺手機同時充電。

02

“光伏＋儲能”模式的成本效益

在傳統(tǒng)的成本效益計算中，太陽能發(fā)電和儲能系統(tǒng)看起來并不經(jīng)濟，但對于電網(wǎng)中斷造成的損失進行價值評估來說，部署太陽能發(fā)電和儲能系統(tǒng)其實是一種穩(wěn)健的投資和成本最低的解決方案。也就是說，為避免停電而采用太陽能發(fā)電＋儲能項目可以增加經(jīng)濟價值。

2017年是美國歷史上與天氣有關的經(jīng)濟損失最大的一年，累計損失超過3000億美元。同年也創(chuàng)下了美國有史以來最長時間停電的記錄。如果再加上停電導致的生產(chǎn)力下降，災后的一系列隱性損失甚至都無法估算。缺電可謂是災區(qū)經(jīng)濟損失的主要根源。雖然災害發(fā)生后人們大多采用柴油發(fā)電機發(fā)電，但設備故障和燃料短缺可能使災區(qū)無法獲得穩(wěn)定的電力供應。所以災害頻發(fā)的地區(qū)更需要具有彈性的備用電力系統(tǒng)。


2018年，美國的研究人員為了研究“光伏＋儲能”作為備用電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，分別模擬了一所小學和一座大型辦公樓安裝太陽能和儲能項目的效果。

這項研究模擬了太陽能發(fā)電和儲能系統(tǒng)在兩小時停電期間內(nèi)為關鍵負載供電。研究者根據(jù)公用事業(yè)客戶因停電造成的業(yè)務損失，或需要擔責的相關預期成本數(shù)據(jù)，估算了每種建筑類型太陽能和儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟程度。

結果表明，對于小學來說，即使在考慮避免停電的成本之前，保守的太陽能+電池儲能部署也是經(jīng)濟的。而如果考慮到避免電網(wǎng)中斷的影響，在將其最佳太陽能發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模增加20％，儲能系統(tǒng)容量增加13倍以上后，除了能夠在停電時繼續(xù)供電外，更大規(guī)模的太陽能＋儲能系統(tǒng)還可以為學校節(jié)省更多的電費，超過系統(tǒng)成本的兩倍。

而對于大型辦公大樓來說，在不考慮停電的前提下，太陽能發(fā)電系統(tǒng)是經(jīng)濟的，而儲能系統(tǒng)卻不甚經(jīng)濟。但如果開始考慮到避免停電的成本，在增加35％的太陽能發(fā)電系統(tǒng)和一定容量的電池儲能系統(tǒng)后，將避免的停電損失的價值與節(jié)省的電費相結合，在20年內(nèi)，建筑物所有者的凈收益增加了17多萬美元。

結語

與電池儲能系統(tǒng)配套使用的光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種可以提供可靠、經(jīng)濟、高效的備用電源的替代方案。盡管近年來系統(tǒng)成本有所下降，但太陽能＋儲能項目主要用于提高公用事業(yè)效率等方面。在停電或自然災害的情況下，使用依靠太陽能發(fā)電的緊急備用電源可以說非常重要。

目前中國正在大力推廣光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展。但對于將光伏發(fā)電和儲能相結合進行發(fā)展，甚至在其中加入防災要素進行發(fā)展，及提供相關經(jīng)濟補助的政策尚不夠充分。日本將新能源與防災相結合的思路在一定程度上對中國新能源未來的相關政策上或許具有借鑒意義。如果在中國的一些災害高發(fā)地區(qū)因地制宜地推動新能源普及，甚至可以同時具有“脫貧、環(huán)保、防災”等1＋1>3的額外經(jīng)濟效益。 

原標題：新能源和防災相結合的“光伏＋儲能”經(jīng)濟嗎？