受可再生能源冲击 德国已无法维持现有火力发电站

最早实行电力固定价格收购制度的德国出现了意想不到的影响。支撑可再生能源采用的火力发电的作用正在发生巨大转变。

“无法维持现有火力发电站”，德国电力行业如今正抱着这样的烦恼。大量采用太阳能发电所产生的影响已经波及意想不到的领域。

德国电力公司产生危机感

德国最早实行了以固定价格收购太阳能发电所发电力的制度(FIT)。在2012年之前，太阳能发电累计装机容量已达2480万千瓦。收购费用庞大、家庭收支负担增加等，针对该制度的功过出现了各种分析。

容易被人忽视的是，该制度对德国国内的火力发电也产生了很大影响。

在供电能力中占比增加的太阳能发电及风力发电，在运用阶段的成本几乎为零，在FIT下可优先供应(优先供电)。这样一来，就压低了非FIT对象的火力发电等普通电源的电力交易价格，甚至使之降到了与需要燃料费的火力发电成本不符的水平。

起初，可再生能源发电装机容量增加的影响主要表现在火力发电站新建项目延期。然而到如今，就连现有火力发电都几乎无法维持。

不过，火力是扩大采用可再生能源时不可或缺的电源。

太阳能发电及风力发电由于发电量会受到日照及风况的影响，输出会发生大幅变动。但另一方面，电力需求量及供应量需要随时保持一致。如果无法保持一致，电力系统的频率会发生大幅变动，最坏的情况下，甚至有可能产生大规模负荷、发电设备脱网，而导致发生大规模停电。因此需要预想到，受天气变化的影响，可再生能 源发电量会大幅波动，并为此准备火电等可机动调节输出的发电设备，使之保持可随时利用的状态，根据需要增减其发电量。为了在电力需求达到高峰时也能保证稳 定的供电能力，维持火电等可自由调节一定发电量的电源，对于确保电力系统的可靠性来说是不可或缺的。

鉴于这一事态，德国目前正探讨采用某项对策。这在美国已有先例，那就是负责供电系统运营及管理的独立系统运营商(ISO)PJM公司(名称取自该公司负责管理的宾夕法尼亚州、新泽西州及马里兰州的头一个字母)运营的“电力容量市场”。

电力容量市场是在市场上交易将来的电力设备容量的机制。PJM目前正在交易3年后的容量。德国电力行业也向政府呼吁，为了确保将来的火电设备容量，也应该在德国采用由市场支持的同样的制度。

日本也同样，在FIT制度下，太阳能发电正在长足发展。另一方面，日本政府正在探讨推进电力市场自由化的电力系统改革。

火力需要发挥的新作用

从德国的事例可以看出，火力发电技术目前也面临新课题。这就是，在太阳能发电及风力发电的输出增大后，降低“最低运转电力”，以在剩余需求较小的情况下，也能运转大量火力设备;提高“负荷变化速度”，以提高每台火电设备的调节力。

位于德国东南部、接近奥地利国境的Irsching的德国大型电力企业意昂公司的火力发电站。

并且，如果能够缩短启动时间，便能够机动地进行运用，从而避免多台设备的部分负载运转。如上所述的一系列特性改善，也可以称之为提高火力发电的“灵活性”。

不仅是德国，可再生能源利用量正在增加的其他欧洲国家、美国及日本近年来也面临相同的问题。今后，全球都需要提高灵活性。

承担一定的发电量、提高发电效率是火力发电历来需要完成的使命。基本没有化石燃料资源的日本一直在通过提高效率削减燃料进口成本。为了实现高效率运转，尽量抑制输出变动是关键。

不过，今后所需要的是，具备可迅速改变输出的“调节力”，同时可抑制效率下降、故障也少的新型火力发电。实现这种新型火电，不仅是通过技术革新及采用新设备，大多数情况下，只要改善现有火力设备的运用状况，便可满足要求。

火力发电运营商目前面临新课题，必须采取解决这些问题的举措。作为政府职责，也必须建立完善市场机制等，从制度方面推动企业行动。

日本已经停运了大部分核电站，天然气及煤炭等化石燃料主要依赖从海外进口，因此面临供应不稳及价格暴涨的风险。另一方面，还亟需提高能源自给率及削减温室气体。

受福岛第一核电站事故影响，现有核电站或许无望如以往那样完全恢复运转。此外还要考虑让已运转几十年、预计将来维护费用会增加的反应堆退 役。利用核电存在较大的不确定因素，对于日本能源来说，从被称为3E的“稳定供应”、经济效益”及“环境性”这三个方面来看，这都是一场新考验。