――从各地区获得认证的设备装机容量来看,截至2013年7月,关东地区为560万千瓦,九州地区为542万千瓦,遥遥领先于其他地区。
能见:的确,关东和九州获得认证的太阳能发电设备装机容量尤为多,两个地区加在一起达到了日本全国的一半左右。九州和关东的装机容量几乎相同,但九州的最大电力需求规模(约1300万千瓦)仅为关东(约4000万千瓦)的三分之一。要想将输出功率会发生变动的太阳能电力稳定地接入电力系统,电网规模越大就越有优势。也就是说,同等容量的太阳能发电设备并网时,在九州给电力系统带来的影响会是关东的3倍。
九州电力经营策划本部部长能见和司
700万千瓦是“目标”而非“界限”
――在不久的将来,也会像北海道和冲绳一样,对并网进行限制吗?
能见:固定价格收购制度实行以后,并网申请急剧增多,在这一背景下,我们在2013年3月,将风力和太阳能发电2020年度采用目标由此前的300万千瓦大幅上调至700万千瓦。其中,设想风力为100万千瓦,太阳能为600万千瓦。“700万千瓦”这个数字并不是超出此限不予并网的“界限”,而是一个“目标”。
比如,12月初旬九州电力辖区的最大电力需求为1300万千瓦,从这点来看,要接收700万千瓦新能源电力并非易事,不过,今后通过推进系统稳定化相关技术的开发,我认为总会找到解决的办法。关于可再生能源的普及,本公司的立场是积极加以推进。话虽这么说,但我们还是要完成九州电力最基本的使命,那就是“实现稳定供电”,我们要在此前提下,致力于开发可稳定吸收风力及太阳能输出功率变动的技术。
――目前已经采用了多少太阳能发电?
能见:截至2013年10月底,已经达到约200万千瓦。而在7月已经达到160万千瓦左右,从这点就能看出是如何在短时间内快速增长的。从运营电网的立场来看,太阳能的最大输出功率是额定的三分之二左右,因此如果整个九州地区都是晴天,输出功率会达到130万千瓦。相对于最大电力需求1300万千瓦,130万千瓦在电力构成方面看似为10%,但实际上却是超出了10%。
有些时段的一半电力来自太阳能和风力发电
之所以这么说,是因为1300万千瓦是九州辖区傍晚6点左右用电需求高峰时的数值,而太阳能发电效率最高的白天的电力需求为1100万千瓦左右。也就是说,130万千瓦的太阳能电力对应的是1100万千瓦的需求。按照本公司的预测目标,太阳能和风力的装机容量今后如果增加到700万千瓦时,到了下午,1100万千瓦的电力需求中有近500万千瓦由太阳能和风力电力来满足,其构成比例接近一半。
――如果大量采用太阳能发电,会出现哪些问题?从稳定供电这点来看,问题是否已凸显出来?
能见:大量采用太阳能发电给电力品质带来的影响大致有两点。一个是电网整体的“量”的问题,一个是局部的“质”的问题。太阳能所发的电力并网后,为消除其发电量的变动,就需要对火力发电的输出功率进行调整,以实现系统电力的稳定供应。但是,如果大量并网,用于调整的电源首先会出现不足。
并且,火力发电的基础供电能力与太阳能发电和风力发电的合计发电量超过总需求时,就会出现剩余电力。这样,就会以频率变动的形式对电力品质造成影响。如果出现这一事态,首先要充分利用抽水发电以及地区间的连接线路,作为最后的手段,再对可再生能源的输出功率进行控制。作为固定价格收购制度基础的法律中也规定,要在控制输出功率之前,通过电网运用做最大的努力,实际上我们目前正在这样做。
发电企业出资设置稳压装置
――在百万瓦级太阳能发电站的并网协议方面,“变压器组逆流问题”已经显露出来,听说有电力公司无法接收发电商期望并网容量的事例……
能见:这正是第二点,局部的“质”的问题之一。在大量的太阳能发电电力接入6.6千伏配电系统的情况下,晴天时配电系统整体电压提升,本来要流向配电系统一侧的电流在配电变压器中出现逆流现象,这就是“配电变压器逆流”。在九州地区,按照企业申请将百万瓦级太阳能发电站并网后,出现了很多极有可能发生配电变压器逆流的场所。此前,从安全方面考虑,有关规定不允许出现配电变压器逆流。
不过,日本经济产业省修改了相关规定,只要实施了安全对策,就允许逆流。配电系统电压上升的现象在住宅设置型太阳能发电系统方面也会出现,针对这一问题,可以采取在配电系统中增设稳压装置和变压器等对策。而且,大量接入太阳能发电难免导致输配电线容量不足的情况,实际上部分地区已经出现了这样的问题。要解决这种情况,如果不能通过其他途径进行迂回,就必须强化输配电线。今后,我们准备公开这方面的信息。
——这些稳定系统的措施都会产生成本。这些成本将由谁、以怎样的形式承担?
能见:原则上由引发问题方承担、受益者承担。如果是在远离陆地的岛屿设置大型蓄电池,国家也会提供补贴,但这是例外。在可再生能源电力并网导致电压上升超过容许范围等情况下,身为直接原因的发电企业要承担成本。在百万瓦级太阳能发电站的并网协商中,关于由发电企业出资为并网的输配电系统安装稳压装置的提案和探讨已经展开,对此企业也在很大程度上表示理解。
—鹿儿岛已经在运营—座7万千瓦的百万瓦级太阳能发电站,为了着眼于未来,听说该电站配备了能够让电力公司从外部控制的功率调节器(PCS)的功能。这种功率调节器是由德国制造的,日本国内的领军企业东芝三菱电机产业系统公司(TMEIC)也导入了同样的设计思路。今后,电力公司有可能对百万瓦级太阳能发电站的功率调节器直接进行控制吗?
能见:7万千瓦的输出规模的确会产生巨大的影响。九州电力公司的水力发电站也只有3座超过了7万千瓦,所以对于电网运营的冲击力不可忽视。但按照目前FIT制度的规定,电力公司有购买可再生能源所发电力的义务,就像上篇介绍的那样,只有在充分利用了抽水发电、地区间电力调度的前提下,电力公司才能采取最后的手段,提出限制输出的请求。因此,虽说是7万千瓦,发电公司也是“照单全收”,没有直接控制百万瓦级太阳能发电站的功率调节器的想法。
但在未来,当太阳能和风力发电的装机容量增加到700万千瓦的时候,二者有可能在晴天时占到电源构成的近一半。就我个人的意见而言,到那时,把百万瓦级太阳能发电站作为电力网络的一员,允许对其加以直接控制,这或许也是一种合理的作法。也就是说,倘若大量采用太阳能发电,而且电网全部予以接收,那么,作为稳压电源,火力发电站的运营效率可能骤跌,在电力自由化的形势下,有可能因为亏本而退出。实际上德国现在正在向这个方向发展。如此一来,稳压电源就会减少,电网反而更难接纳太阳能和风力,因而形成一个恶性循环。因此,我觉得有必要从社会经济学的角度出发,验证太阳能和风力的合理利用率。
700万千瓦才勉强抵得上1座核电站
——把可再生能源所占比例增加到何种程度,对此九州电力有没有目标?是否将自行开展太阳能发电业务?
能见:本公司没有提出可再生能源的建设目标。其实,在按照千瓦(输出功率)思考和按照千瓦时(发电量)思考两种情况下,得出的结果相差迥异。对于建设700万千瓦的太阳能和风力发电设施,人们常说“相当于7座核电站”,但太阳能的设备利用率仅为12%,实际发电量勉强只能赶上1座核电站。还是应当结合火力发电和其他可再生能源,思考能源的优化组合。
九州电力从地热电站起步,很早之前就开始积极致力于采用可再生能源。并且通过全资子公司KYUDEN ECOSOL(福冈市),也在开展太阳能发电业务。现在,已经投入运营的项目有24个,约21兆瓦。包括计划中的在内,共有41个项目,装机容量达到约50兆瓦。对于太阳能发电的并网,电力企业肩负着稳定供电的使命,往往偏向于保守,在并网协商等场合容易给人以消极的印象。但我们清楚地认识到,太阳能发电是实现日本国产能源的有效利用、应对全球变暖的优秀电源,我们将与集团旗下的公司和地区社会合作,积极推动太阳能发电的发展。